豊四季Tiny BASIC for Arduino STM32 コンパイル環境の構築

1. はじめに

「豊四季Tiny BASIC for Arduino STM32 V0.86」を利用するための、
プロジェクトのダウンロード、ファイルの配置の手順です.
Windows 10環境での利用を前提としています.

方針

プロジェクトのダウンロードおよび配置は、gitコマンドにて行います.
他のArduino開発環境とのライブラリの競合を避けるため、
スケッチ、ライブラリ、Arduino STM32パッケージは
独立した別の「スケッチブックの保管場所」にて管理します.

2. 事前準備

プロジェクト及び不随パッケージのインストールのツールとしてgitを利用します.
gitのインストールは「git for Windowsのインストール手順」を参考にして導入して下さい.

以降の説明では、gitコマンドを使用した手順となります.

3. 「豊四季Tiny BASIC for Arduino STM32」プロジェクトのインストール

3.1. プロジェクトを配置するフォルダの作成

「豊四季Tiny BASIC for Arduino STM32」プロジェクトを配置するためのフォルダを作成します.
ここでは、D:\project とします.

図 1. プロジェクト用フォルダ

3.2. コマンドプロンプトを起動

作業を行うために、コマンドプロンプトを起動します.
ディレクトリ D:\project に移動します.

一番簡単な手順は、
フォルダの ファイル › Windows PowerShellを開く にてPowerShellを起動し、
cmd Enter でコマンドプロンプトを実行します.

図 2. フォルダのメニューからPowerShellを起動

図 3. PowerShell上でcmdを実行

図 4. コマンドプロンプト起動画面

3.3. 「豊四季Tiny BASIC for Arduino STM32」プロジェクトのダウンロード

次のコマンドを実行し、プロジェクト一式をダウンロードします.

git clone https://github.com/Tamakichi/ttbasic_arduino_stm32.git

図 5. 「豊四季Tiny BASIC for Arduino STM32」プロジェクトのダウンロード

D:\project の下にフォルダ ttbasic_arduino_stm32 が作成されます.
D:\project\ttbasic_arduino_stm32\ttbasic がスケッチの本体となります.

3.4. Arduino STM32パッケージ(修正版)のインストール

次のコマンドを実行して、プロジェクト下に
Arduino STM32パッケージをインストールします.

cd ttbasic_arduino_stm32\hardware
stm32Clone.bat

図 6. Arduino STM32パッケージ(修正版)のダウンロード

これにより、
D:\project\ttbasic_arduino_stm32\hardware の下に
Arduino STM32パッケージがインストールます.

3.4.1. ドライバのインストール

Arduino STM32用のドライバをインストールします.
フォルダ D:\project\ttbasic_arduino_stm32\hardware\Arduino_STM32\drivers\win を開きます.

図 7. ドライバのインストール

フォルダ内の install_drivers.bat を実行してドライバをインストールします.

4. Java(jre:実行環境)のインストール

Arduino STM32のスケッチの書き込みにおいて、javaの実行環境が必要となります.
インストールしていない場合は、ダウンロードしてインストールして下さい.

無料Javaのダウンロード https://java.com/ja/download/

無料のJavaのダウンロード をクリックしてダウンロードし、インストールして下さい.

5. Arduino IDEのインストール

Arduinoをインストールしていない場合はインストールして下さい.
Download the Arduino IDE https://www.arduino.cc/en/Main/Software

図 8. Arduino IDEダウンロードサイト

Windows 10用には3つの形式でインストールすることが出来ます.

Windows Installer
Windows ZIP file
Windows app

各自の好み、目的に合わせてインストールして下さい.
ここでは、Windows app版の利用を前提に解説します.

6. Arduino IDEの環境設定

「豊四季Tiny BASIC for Arduino STM32」のスケッチをコンパイルするための設定方法について説明します.

6.1. スケッチ保存場所の設定

Arduino IDEを起動します.
ファイル › 環境設定 をクリックし、環境設定画面を開きます.

環境設定画面の「スケッチの保存場所」に
D:\project\ttbasic_arduino_stm32 を指定し、OK ボタンを押して登録します.

図 9. 環境設定画面

設定を反映させるために、一旦 Arduino IDEを終了し(ファイル › 終了 )、再度起動します.

6.2. Arduino SAMD Boardsパッケージのインストール

ARM Cortex-M用のコンパイラの利用のためにインストールします.

ツール › ボード › ボードマネージャ からボードマネージャを開きます.

図 10. ボードマネージャの起動

ボードマネージャのフィルタ指定に SAMD と入力して絞り込み、
「Arduino SAMD Boards (32-bits ARM Coetex-M0+) by Arduino」の最新版をインストールします.

図 11. ボードマネージャ画面

6.3. 「豊四季Tiny BASIC for Arduino STM32」スケッチの読み込み

メニュー ファイル › 開くから
D:\project\ttbasic_arduino_stm32\ttbasic\ttbasic.ino
を指定してスケッチを開きます.

図 12. Arduinoのスケッチを開く

図 13. スケッチを読み込んだ画面

6.4. ボードの設定

Arduinoのメニューでボードの設定を行います.

ツール › ボード › Generic STM32F103C series
ツール › Variant › Generic STM32F103C8(20k RAM 128k Flash)
ツール › Upload method › STM32duino bootloader

図 14. ボートの設定

6.5. スケッチのコンパイル確認

Arduino IDEのメニュー スケッチ › 検証・コンパイル にて
コンパイル出来ることを確認します.

図 15. コンパイルの検証

コンパイルが正常終了することを確認します.

7. BluePillボードへのブートローダの書き込み

新しく購入したBluePillボードには、Arduino STM32用のブートローダが書き込まれていません。
Arduino IDEからスケッチを書き込むには、ブートローダの書き込みが必要となります。

ここでは、ST-Link を使った書き込み方法について説明します.

7.1. STM32 ST-LINK utilityのインストール

ST社が公開している ST-LINK utility をダウンロードしてインストールします.
ダウンロードにはアカウントの登録が必要となります.

下記のリンク先のページ下部の ソフトウェア入手 をクリックし、
STM32 ST-LINK utility をダウンロードします.
STM32 ST-LINK utility: https://www.st.com/ja/development-tools/stsw-link004.html

ダウンロードしたインストーラを使って、インストールします.
この時、USBドライバもインストールされます.

7.2. ST-LINKのファームウェアアップデート

ST-LINKのファームウェアのバージョンを確認し、古い場合はアップデートします.

STM32 ST-LINK utility を起動します.
ST-LINK をパソコンに接続します.
STM32 ST-LINK utility のメニュー ST-LINK › Firmware update から
ST-Link Update画面を開きます.

Device Connect ボタンをクリックし、ファームウェアのバージョンを確認します.
もし、古い場合は Yes >>>> ボタンをクリックしてファームウェアをアップデートします.

図 16. ST-Link Update画面

7.3. ブートローダのダウンロード

ここでは、gitを使ったダウンロードを行います.

下記の公開サイトから直接ダウンロードしてもよいです.
Bootloader for STM32F103 boards, for use with the Arduino_STM32 repo and the Arduino IDE
https://github.com/rogerclarkmelbourne/STM32duino-bootloader

フォルダ D:\project にダウンロードします.
コマンドプロンプト上で次のコマンドを実行します.

git clone https://github.com/rogerclarkmelbourne/STM32duino-bootloader.git

図 17. ブートローダのダウンロード

7.4. ブートローダの書き込み

STM32 ST-LINK utility を起動します.
ST-LINK をパソコンに接続します.
ST-LINK に BluePill ボードを接続します.

表 1. 結線
ST-Link	BluePill
3.3V	3.3V
SWCLK V	CLK
GND	GND
SWIO	DIO

BluePill ボードのBOOTビンのBOOT0を1に設定します.

図 18. BOOTピン

BluePill のリセットボタンを押します.

STM32 ST-LINK utility のメニュー File › Open file から
書き込むブートローダのを読み込みます.
D:\project\STM32duino-bootloader\bootloader_only_binaries\ にある
generic_boot20_pc13.bin を指定します.

図 19. ブートローダの読み込み

BluePillボードに接続します.
メニュー Target › Connect をクリックします.

図 20. ブートローダを読み込だ状態

メニュー Target › Program&Verify をクリックしてDownload画面を開きます.

図 21. Download画面

Startボタンを押して、書き込みを開始します.

図 22. 書き込み完了画面

BluePill ボードのBOOTビンのBOOT0を0に戻します.

以上で環境構築作業は完了です.