Pre-maid AI x Arduino STM32 collaboration
プリメイドAI に内蔵されているSTM32F102 マイコンで Arduinoを使うための非公式ゾーンです。
※2022/8/20 追記
このページの情報は結構古いです。特にArduino IDE のボード設定に関しては、新しいものがあるので、そっちを使う方が良い気がします！
拙作の ICS ライブラリも同様で、古いボード設定での使用前提となります。
事前知識として、プリメイドAIはマイコンSTM32 F102 を使用しています。
私が作った自作回路は F103 搭載です。
こちらで紹介するArduino書き換え方法は、本来は F103 向けです。
どちらもほぼ同じスペックのため、対象が違っても動作しているようです。
（スペック比較はこちらのツイート → https://twitter.com/devemin/status/1151756254835986432?s=20 ）
ファーム書き換えは自己責任にてお願いします。
保護のかかったファームを書き換え後は、元ファームは消去され、保存できません。
間違いや追加、動作報告などがありましたら、シェア致しますので是非お教えください(^^)
書き換えに必要なものは、ST Linkというアダプタです。
Amazonや秋月電子で販売しています。（1000～3000円）
http://akizukidenshi.com/catalog/g/gM-04012/
また、ボード上のSWDという4～5個のピンにワイヤーを接続する必要がありますので、必要に応じて用意してください。
秋月でしたら、ブレッドボード用のジャンパワイヤーとICクリップタイプ－小型クリップのケーブルなどが良いのではないでしょうか。
用意できましたら、ボード上のSWD, SWDCLK, GND, 3.3V, (Reset不要かも？)をケーブルにて接続してください。
他の場所との電気的ショートに要注意です。
プリメイドAIにも搭載されているF102にはファーム書き換え保護機能があるようです。
STM32CubeProgrammer というソフトでその設定をオン・オフできます。
https://www.st.com/ja/development-tools/stm32cubeprog.html#tools-software
ST社サイトへの登録が必要です。
こんな感じです。
https://twitter.com/devemin/status/1150963921752215552?s=20
ダウンロードし、ST Linkで接続して起動すると「読取エラー」が出る時は、保護機能が働いているためです。
左側メニュー「OB」アイコン、Option Bytes より保護オプションタブを開き、一番うえのRead Out Protection のチェックを外し、Apply します。
（注意！）この操作でファームが消去されます。
さて、ファーム書き換えが可能になったあとは、こちらのサイトが詳しく書いてあります。（F103向け）
→ https://qiita.com/nanbuwks/items/ba37f049f45378da0e2b
必要なところだけ記載すると、
Arduino IDE ダウンロード＆インストール
STM32ボード情報をArduino IDEに追加（下記をダウンロード）
→ https://github.com/rogerclarkmelbourne/Arduino_STM32/
Arduino IDE ディレクトリに、hardware/Arduino_STM32-master/ という形になるようにフォルダごとコピー。
その後Arduino IDEを起動
ボードマネジャでインストール
ツール → ボード → ボードマネジャで
Arduino SAM Boards (32-bits ARM Coretex-M3) by Arduino を選ぶ
すると、メニューのツール→ボード に「Generic STM32F103C series」が追加されていますので選択。
Variant は(20k RAM, 64K flash) の方を選択。
Upload Method : ST Link を選択。
CPU Speed は48MHz を選択。
どうやらブートローダーの書き込みまではいらないようです。
別途持っているSTM32F103搭載のBluePillというボードでは、ボード上ピンBOOt0:0, BOOT1:0 で書き込み、動作とも出来ました。
F102は本来RAMが10k なのですが、一応先ほどのArduino_STM32のフォルダの中のほうにboards.txt があり、そのなかで20480 を10240に変更できるようですが、どのように適用されるのかわかっていませんので、私は今はそのままにしています。
ICSリファレンスマニュアルに沿って、シリアル通信でバイト列を送れば良いのですが、ライブラリを作りました。
https://github.com/devemin/STM32-Arduino-ICSservo を Arduino IDEにて書き込みしてください。
これで簡単にサーボを動かすことが出来ると思います。
参考： STM32 を Arduino 開発環境で使う場合のシリアルポートの調査 （STM32duino + STM32F103C8 : Blue Pill)
https://qiita.com/nanbuwks/items/5a01b924b192d5d36b31
シリアル通信は、ST Linkで書き込む場合はSerial.begin でなく、Serial1.begin などとして使います。
Serial1, Serial2, Serial3 がUSART1-3 に対応しているかと思われます。
シリアル接続ですので簡単です。
setup() で
Serial1.begin(115200);
読取処理で
Serial1.print("hoge");
などでBluetooth 接続のホスト相手にデータを送信できるはずです。
STM32 のArduinoは一部通常のArduinoと変数など扱いが異なる部分があるようです。
下記サイトではSTM32 Arduinoについてのリファレンスを翻訳されています。ありがたく参考にさせてもらいましょう！
ちなみに、ArduinoでなくST社公式の「STM32CubeIDE」というソフトでも開発を進めることができます。
@sabotenboy さんと@hanyazou さんの情報によると、先ほどのProgrammerソフトで確認すると個体によってはflashが128k の場合があるみたいです。
私がDigikeyで買ったIC個体はスペック通り64kでした。
https://twitter.com/Sabotenboy/status/1152479068165562368?s=19
https://kondo-robot.com/archives/15255
これは1-wire 半二重シリアル通信の想定ではありません。そのまま使うことはできません。
TX/RX/EN_PIN の2+1線です。回路はICS 3.5/3.6 ソフトウェアマニュアルを参照ください。
こちらのサイトを参考にさせてもらおうと思っています。
Arduino でMPU-6050をカルマンフィルタを用いてドリフト防止している例の記事です。
https://qiita.com/Qikoro/items/d24057b434c44fcdf74e
また、DMPという当ICの独自機能にコーディングを加えることで、IC側に処理をさせ低ノイズ化など可能なようです。
https://n.mtng.org/ele/arduino/tutorial024.html
http://figrobo.blog.fc2.com/blog-entry-33.html
プリメイドAIのボード上にはSPI端子用コネクタ（ZH）があるようです。
周辺機器接続あるいは他端末と高速通信が出来ると思います。
ZHコネクタの圧着は専用器具を使った方が良さそうです。大きめの圧着器具では全然作れませんでした・・・。
ST社公式のアプリケーション STM32CubeIDEを使うと、グラフィカルにSTMマイコンの開発が出来ます。
一応それがスタンダードというかSTMマイコンの正当な使い方かと思います。
公式の日本語情報がたくさんあります。HALという協力なペリフェラル周辺機器ライブラリもあります。
Arduino使うのが良いか、このツール使うのが良いかは好みで良いと思います。
https://www.stmcu.jp/design/document/reference_manual_j/
メーカー様に怒られない範囲で)ワクワク楽しくハックしていきたいと思います！
超速ハックの @GOROman さんによる解析データです。ピンアサイン、基板回路写真もあります。
https://twitter.com/GOROman/status/1151046658354032640?s=19
ST公式データシート
https://www.stmcu.jp/stm32/stm32f102/
F102 F103はピン配置は全く同じのようです（LQFP48）
BluePill 回路図(ちなみに私の自作ボードは、このBluePillの103を102に載せかえたものです。)
https://wiki.stm32duino.com/images/a/ac/Stm32f103c8t6_schematic.png
ST公式 日本語リファレンス 文書番号0008
https://www.stmcu.jp/design/document/reference_manual_j/
Arduino STM32 リファレンス 日本語版 USART support(usart.h)
https://scrapbox.io/ArduinoSTM32/USART_support(usart.h)
ピン対応は、
Arduino\arduino-1.8.8\hardware\Arduino_STM32-master\STM32F1\variants\generic_gd32f103c\board\board.h
に記載があります。
devemin