Matlab Simulink STM32F4 UART Haberleşmesi

Simulink bize karmaşık sistemleri tasarlama ve simülasyon yapma olanağı vermektedir. Mühendislik sistemlerinde simülasyonun önemi gün geçtikçe artmaktadır. Sistemlerin tasarımında büyük oranda bilgisayar simülasyonlarından faydalanmakta, mümkün olduğunda tasarımın test aşamaları da bilgisayarlar yardımıyla yapılmaktadır. Günümüzde mühendislik alanında en çok kullanılan programlardan birisi MATLAB’dir. Simulink, MATLAB ile birlikte bütünleşik olarak çalışan bir simülasyon ortamıdır. Sürekli zamanlı ve ayrık zamanlı sistemleri veya her ikisini de içeren hibrit sistemleri desteklemektedir. İçinde birçok alt sistemi blok olarak barındırdığından sürükle bırak yöntemiyle birçok sistemi bir-kaç dakikada kurarak simule edebilir, değişik durumlardaki cevabını test edebilirsiniz. Bunun için Simulink bizlere zengin bir blok kütüphanesi sunmaktadır.

Matlab  Simulink , “Toolbox” ve “Blockset” uygulamaları ile bizlere elektronik devrelerimizin gerçekleştirmesini yapmamıza yardımcı olur. Simulink kütüphanesine ekleyeceğimiz “Blockset” ler ile ADC , UART , SPI .. çevre birimlerini kullanarak uygulamalarımızı yapabiliriz. Bu uygulamada STM32F4  ile  Simulink  Seri Haberleşme Protokollerinden Uart Haberleşmesini kullanarak  bir uygulama yapacağız.

UART Haberleşmesi (Universal Asynchronous Receiver Transmitter)

Adından da anlaşılacağı üzere Asenkron bir haberleşme gerçekleştiren bir yapıdır. Aslında bir protokol değildir, bir çiptir. Ama bu çip programlanabilir olduğu için belirli prokollere sahiptir. Aslında bir bilgisayarın (ya da mikrodenetleyici diyebiliriz) seri portlarını kullanarak haberleşme sağlayan bir gömülü devredir. Data tipi ve hızı değiştirilebilir, programlanabilir bir çiptir. Bizim çift taraflı olarak asenkron bir haberleşme yapmamızı sağlar. Gelen seri veriyi paralel veriye veya paralel veriyi seri veriye çevirerek iletimi gerçekleştirebilir. USART Haberleşmesi (Universal Synchronous and Asynchronous Receiver Transmitter) ise UART’ın yaptığı işin senkron haberleşme ile birlikte yapılmış halidir. Hem senkron hem de asenkron veriler iletilebilir.

USB-TTL Dönüştürücü Nedir?

Aslında UART (Evrensel Asenktron Alıcı/Verici) arabirimi üzerinde gerçekleşen bu bağlantı kısaca pc’lerin mikrodenetleyiciler ile seri iletişim yapmasını sağlar. Bu seri iletişim üzerinden rakamlar ve metinler gibi veriler iletilebilir. Bu veriler cihazlarda dönüştürülerek iletişim hattı için anlamlı değerlere çevrilmektedir. UART arabirimi, vericiden aldığı byte verileri bitler halinde taşır. Alıcı ise UART üzerinden gelen bitleri bir araya getirerek tekrar byte tipine dönüştürür. TTL sinyalleri usb ve seri portlarının algılayamayacağı seviyede olduğu için dönüştürülmesi şarttır. Şekil 1’de usb ttl dönüştürücü görülmektedir.

USB-TTL dönüştürücüler hakkında kısa bir bilgi verdikten sonra dilerseniz şimdi Matlab Simulink uygulamamıza geçelim.

Önce Matlab’a“Blockset” yapımımızı yüklememiz gerekli, https://www.aimagin.com/download/ adresinden kütüphaneyi indirebilirsiniz.

İndirdiğimiz dosyada bulunan .m uzantılı “install” dosyasını açıyoruz ve matlab  editörde run sekmesine tıklıyoruz, yüklenmesini bekliyoruz. Yükledikten sonra işlemcimizi takıp ST link sürücüsünü http://www.st.com/en/embedded-software/stsw-link009.html adresinden indirip kuruyoruz. Yüklendikten sonra aygıt yöneticisinde şu şekilde görünmesi gerekiyor.

Şimdi Simulink ile bir uygulama yapalım ;Matlab araç çubuğunda bulunan Simulink ‘ i açıyoruz ve yeni proje oluşturuyoruz.

Yukarıdaki kütüphanede bulunan “Blockset” lerden Target Setup, Host Serial Setup, Uart setup, Regular ADC, Gain, Uart Tx  ve Host Serial Rx bloklarını simulink projemize ekliyoruz. Gerekli olan pin bağlantılarını yaptıktan sonra build modele tıklayarak modelimizi çalıştırıyoruz.

Uygulama videosu;

Kaynakça

1. http://web.firat.edu.tr/iaydin/MATLAB%20SIMULINK_Hafta_4.pdf
2. http://www.mcu-turkey.com/matlab-simulink-stm32f4-target/
3. https://www.slideshare.net/canezgiaydemir/uart-ve-seri-haberleme
4. http://www.erenuyanik.com/2015/11/24/usb-ttl-donusturucu-ile-raspberry-pi-baglantisi/

      EKREM KELEŞ