Nucleo-F103RBボードでTinyGOを動かす(v2): xshige's beta notes

2020年5月26日 (火)

Nucleo-F103RBボードでTinyGOを動かす(v2)

2020/5/26:
分かりやすくするために一部修正した。

2020/5/12:
初版

TinyGO Install Nucleo-F103RB

概要

Nucleo-F103RBボードでTinyGOを動かす。ここでは、Docker版のTinyGOを使用する。 (ホストPCとしてはubuntuを想定している)

準備

以下のツールを予めインストールする：
(1)st-flash


  sudo apt install cmake
  sudo apt install libusb-1.0

  git clone https://github.com/texane/stlink.git
  cd stlink
  make
  cd build/Release
  sudo make install
  sudo ldconfig

(2)TinyGO(Docker版)のインストール
以下の手順でインストールする：


  (1)dockerのインストール

  sudo apt-get docker
  sudo apt-get docker.io

  sudo groupadd docker 
  sudo usermod -aG docker $USER
  sudo systemctl enable docker
  sudo systemctl start docker
  #ここで再起動する

  (2)TinyGOのインストール

  docker pull tinygo/tinygo:latest

(4)GOのインストール
TinyGOのモジュールを使用するのにGOが必要なので予めインストールする。
(ただし、TinyGOとの整合性により最新版ではない)


  wget https://dl.google.com/go/go1.13.7.linux-amd64.tar.gz
  sudo tar -C /usr/local -xzf go1.13.7.linux-amd64.tar.gz

  export PATH=$PATH:/usr/local/go/bin

  export GOPATH=$HOME/tinygo_ws

なお、GOPATHのパス設定値は、任意だが、それをベースにその配下にTinyGO/GOの関係ファイル/ディレクトリが置かれる。

(5)alias用スクリプトの設定
nano ~/setenv4tg
以下の内容に編集する：


  # for nucleo-f103rb
  alias tgf103="docker run -it --rm -v $PWD:/go/src/github.com/myusr/myapp -w /go/src/github.com/myusr/myapp -e GOPATH=/go tinygo/tinygo:latest tinygo build -size full -o firmware.bin -target nucleo-f103rb ."
  alias stf="st-flash write firmware.bin 0x8000000"

以上のexportは、.bashrcに登録する。

blinkyを動かす

(1)以下のようにプロジェクト用ディレクトリを作成する：


  cd tigo_ws
  mkdir blinky
  cd blinky

  #aliasを設定する
  source ~/setenv4tg
  #上のコマンドはプロジェクトのディレクトリで実行する必要がある。
  #「source」は「.」に置き換えることができる。

(2)プロジェクト(blinky)ディレクトリに以下のファイルを作成する： blinky.go


  package main

  // This is the most minimal blinky example and should run almost everywhere.

  import (
      "machine"
      "time"
  )

  func main() {
      led := machine.LED
      led.Configure(machine.PinConfig{Mode: machine.PinOutput})
      for {
          led.Low()
          time.Sleep(time.Millisecond * 1000)

          led.High()
          time.Sleep(time.Millisecond * 1000)
      }
  }

(3)ビルド
以下を実行してビルドする：


  tgf103

  出力例：
  ```bash
  docker run -it --rm -v $PWD:/go/src/github.com/myusr/myapp -w /go/src/github.com/myusr/myapp -e GOPATH=/go tinygo/tinygo:latest tinygo build -size full -o firmware.bin -target nucleo-f103rb .
     code  rodata    data     bss |   flash     ram | package
      796      21       0     130 |     817     130 | (bootstrap)
       38       0       0       0 |      38       0 | github
        0      36       0       0 |      36       0 | handleHardFault$string
      102      24       0       4 |     126       4 | internal/task
      202      21       0       0 |     223       0 | machine
     1690      86       0      45 |    1776      45 | runtime
       38       0       0       0 |      38       0 | runtime/volatile
      104       0       0       0 |     104       0 | time
     2970     188       0     179 |    3158     179 | (sum)
     3596       -       0    2244 |    3596    2244 | (all)

(4)書き込み
以下を実行して書き込む：


  #ボードとホストPCをUSBで接続する:
  stf

ボードのグリーンLEDが１秒周期で点滅すれば動作としてはＯＫとなる。

出力例：


  $ stf
  st-flash 1.6.0
  2020-05-12T11:59:36 INFO common.c: Loading device parameters....
  2020-05-12T11:59:36 INFO common.c: Device connected is: F1 Medium-density device, id 0x20036410
  2020-05-12T11:59:36 INFO common.c: SRAM size: 0x5000 bytes (20 KiB), Flash: 0x20000 bytes (128 KiB) in pages of 1024 bytes
  2020-05-12T11:59:36 INFO common.c: Attempting to write 3596 (0xe0c) bytes to stm32 address: 134217728 (0x8000000)
  Flash page at addr: 0x08000c00 erased
  2020-05-12T11:59:37 INFO common.c: Finished erasing 4 pages of 1024 (0x400) bytes
  2020-05-12T11:59:37 INFO common.c: Starting Flash write for VL/F0/F3/F1_XL core id
  2020-05-12T11:59:37 INFO flash_loader.c: Successfully loaded flash loader in sram
    4/4 pages written
  2020-05-12T11:59:37 INFO common.c: Starting verification of write complete
  2020-05-12T11:59:37 INFO common.c: Flash written and verified! jolly good!

serialを動かす

(1)以下のようにプロジェクト用ディレクトリを作成する：


  cd tigo_ws
  mkdir serial
  cd serial

(2)プロジェクト(serial)ディレクトリに以下のファイルを作成する：
serial.go


  package main

  import "time"

  func main() {
      for {
          println("hello world!")
          time.Sleep(time.Second)
      }
  }

(3)ビルド/書き込み
以下を実行する：


  . ~/setenv4tg
  tgf103
  stf

(4)シリアル通信の起動
以下のように別の端末でシリアル通信を起動するとシリアルに結果が出力される：

$ picocom /dev/ttyACM0 -b115200
  picocom v1.7

  <省略>

  Terminal ready
  hello world!
  hello world!
  hello world!
  hello world!
  hello world!
  hello world!
  hello world!
  hello world!
  hello world!
  ...

TinyGOのモジュールを利用する


  実行例：

  # 以下で、モジュールをインストールする
  go get tinygo.org/x/drivers

  # インストールしたモジュールのパスを設定する
  export TIGOLIBS=$GOPATH/src/tinygo.org/x/drivers/

  #　インポートしたいモジュールを確認する
  ls $TIGOLIBS
    ...
    adt7410          ds1307        l9110x          shifter        vl53l1x
    adxl345          ds3231        lis3dh          shiftregister  waveshare-epd
    amg88xx          easystepper   lsm6ds3         sht3x          wifinina
    apa102           espat         mag3110         ssd1306        ws2812
    at24cx           examples      mcp3008         ssd1331
    bh1750           flash         microbitmatrix  st7735
    ...

  #　ここでは例として「tmp102」をインポートする
  mkdir tmp102
  cd tmp102

  # モジュールをディレクトリの形でコピーする
  cp -r $TIGOLIBS/tmp102 .

  # exampleのmain.goをコピーする
  cp $TIGOLIBS/examples/tmp102/main.go .

  # main.goを編集する
  leafpad main.go
  # 以下のように修正する：
  # "tinygo.org/x/drivers/tmp102" →  "./tmp102"
  # dockerを実行環境にする場合、インポートモジュールをカレント・ディレクトリに置く必要がある

  # 以下、ビルド&書き込み
  . ~/setenv4tg
  tgf103
  stf

以上で、例としてtmp102のプログラムがビルド＆実行できる。
注意：I2Cの接続が、Arduinoのピン配列と異なり「NUCLEO-F103RB Pin Assign」のピン配置になるので以下になる：

  
  SCL_PIN   = PB6(D10)   
  SDA_PIN   = PB7(CN7上)　# CN6のマーキングの２つあるGNDの下の方の位置

正常動作であればシリアル出力で気温が出力される。

出力例：


  $ picocom /dev/ttyACM0 -b115200
  ...

  Terminal ready
  27.12°C
  27.12°C
  ...
  ...
  27.12°C
  27.19°C
  27.25°C
  27.38°C
  27.56°C
  28.06°C
  30.12°C # ←動作確認のためにセンサーを指で触って温度を上げた 
  ..

NUCLEO-F103RBのピン定義


  const (
      LED       = LED_BUILTIN
      LED_BUILTIN   = LED_GREEN
      LED_GREEN = PA5
  )

  const (
      UART_TX_PIN   = PA2
      UART_RX_PIN   = PA3
      UART_ALT_TX_PIN   = PD5
      UART_ALT_RX_PIN   = PD6
  )

  const (
      SCL_PIN   = PB6
      SDA_PIN   = PB7
  )

  const (
      SPI0_SCK_PIN  = PA5
      SPI0_MISO_PIN = PA6
      SPI0_MOSI_PIN = PA7
  )

ボードのターゲット名

「-target nucleo-f103rb」を以下にあるターゲット名に変更すると他のボード用にビルドできる。

主なもののみ(=個人的に興味があるもの)


  (1)Adafruit Circuit Playground Bluefruit  
  circuitplay-bluefruit  

  (2)Adafruit Circuit Playground Express  
  circuitplay-express  

  (3)Adafruit Feather M0  
  feather-m0  

  (4)Adafruit Feather M4  
  feather-m4  

  (5)Adafruit ItsyBitsy M0  
  itsybitsy-m0  

  (6)Adafruit ItsyBitsy M4  
  itsybitsy-m4  

  (7)Arduino Nano  
  arduino-nano  

  (8)Arduino Nano33 IoT  
  arduino-nano33  

  (9)Arduino Uno  
  arduino  

  (10)BBC micro:bit  
  microbit  

  (11)SiFIve HiFive1  
  hifive1b  

  (12)ST Micro "Nucleo F103RB"  
  nucleo-f103rb  

  (13)ST Micro STM32F103XX "Bluepill"  
  bluepill  

  (14)ST Micro STM32F407 "Discovery"  
  stm32f4disco