はじめに

秋月電子で販売されているSTM32C011F4P6 ブレークアウトモジュールキットを使ってLチカ(LED点滅)を行います。
STマイコン用デバッガとして、1.ST-LINK/V2、2.Nucleo開発ボード(ST-LINK/V2-1)を使います。
※デバッガ：STM32マイコンにプログラム書き込み、動作を確認(デバッグ)する装置

「ArduinoやESP32, RaspberryPi Picoのようなマイコンボードは触ったけど、ワンチップマイコンは初めて」
といった方向けに記載しています。

また電子工作初心者ですので、誤ったことを記載している可能性があります。
ご了承ください。

備品,部品類

部品

AE-STM32C011F4P6-DIP(秋月電子キット)
ST-LINK/V2(白い筐体)
Nucleo Board STM32C031C6
→ST-LINKとNucleoはどちらか一つでOKです。
　はんだ作業が必要ですがNucleoがおすすめです。
ブレッドボード(BB-801を使っています)
ジャンパーワイヤー オス-オス
ジャンパーワイヤー オス-メス
リードLEDとリード抵抗(今回は赤色LEDと220Ω抵抗)
USB A-マイクロB(2.0) (Nucleoボード接続用)

備品, ソフト

パソコン(Windows11を使いました)
はんだごて、はんだ
STM32CubeMX
STM32CubeIDE

ソフトのインストール

STM32CubeIDE

下記よりSTM32CubeIDEをダウンロードします。
https://www.st.com/ja/development-tools/stm32cubeide.html#get-software
※事前にMySTアカウントの登録、ログインが必要

下図、自分のパソコンにあったものをダウンロード(Windowsの場合は最下部)、
インストールします。

IDEを起動すると下図ウインドウが表示されます。
私は上を選択しました。(Windowsdifenderから除外)

STM32CubeIDEはいったん閉じてもOKです。

Microsoft Windows Defender が有効になっているため、STM32CubelDE の起動と全体的なパフォーマンスが大幅に低下する可能性があります。
Microsoft Defender によるこのインストールの処理方法を選択してください。

・パフォーマンスを向上させるため、STM32CubelDE をスキャン対象から除外します。
　(一般的に、除外を追加すると、このコンピューターのセキュリティレベルに影響を与える可能性があります)

・STM32CubelDE を Microsoft Defender によるスキャン対象のままにします。 詳細と設定オプションについては、「スタートアップとシャットダウン」の設定を参照してください。
　詳細と設定オプションについては、「スタートアップとシャットダウン」の設定を参照してください。

STM32CubeMX

ピン設定のコード生成機能について、元々はSTM32CubeIDEに含まれていたようですが、あるタイミングでSTM32CubeMXに分離したようです。
下記からSTM32CUbeMXダウンロード(Windowsの場合は最下部)し、インストールします。
https://www.st.com/ja/development-tools/stm32cubemx.html#get-software

初期設定とプログラムのビルド

ピン設定等の初期設定、コード生成

STM32CubeMXを起動します。
File → New Project をクリック。

ウインドウが表示されますので使用するマイコンを「Commercial Part Number」に入力します。(今回はSTM32C011F4P6)
MCUs/MCUs Listから選択 → Start Project をクリック。

ピンの設定画面が表示されますので、ピン設定を行います。
　LED接続用にPA3(10pin)を「GPIO_Output」に変更

「Project Manager」タブを押し、
「Project Name」にファイル名を記入
「Project Location」にて保存場所を選択
「Toolchain /IDE」をSTM32CubeIDEを選択

「GENERATE CODE」を押し、コード生成

※プロジェクトネームに"()"を使うと、ビルド時にエラーが発生するため使わないでください。
※プロジェクトロケーションは「CubeMX」直下としてください。
　「CubeMX\プロジェクトネーム」とした場合、CubeIDEでエラーが発生します。

初回はファームウェアのダウンロードが必要です。
「Yes」をクリック

ライセンスを同意にチェックし、「Finish」をクリック。

コード生成後のウィンドウで、「Open Project」をクリックすると
自動でSTM32CubeIDEが起動し、インポートしてくれます。

Lチカ コード入力、ビルド

STMCubeIDEのインポートしたプロジェクト内「Core」 → 「Src」 → 「main.c」にコードを記入します。

※CubeMXのコード生成時に削除されるため、下記に囲まれている部分に記載する必要があります。
/* USER CODE BEGIN WHILE /
　コード記入箇所
/ USER CODE END WHILE */

コードはwindows11のCopilotに書いてもらいました。

Lチカ_main.c
/* USER CODE BEGIN WHILE */
while (1)
{
    HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, GPIO_PIN_3);  // LED反転
    HAL_Delay(500);                         // 500ms待つ
}
/* USER CODE END WHILE */

メニューの「Project」 → 「 Build All」 を押しコンパイル＆ビルドします。

問題がなければ、下部のコンソール画面に「0errors, 0warnings」と表示されます。

配線、Lチカ動作(デバッグ)

マイコンとLEDの配線

下記のように配線します。

今回使ったLEDの最大電流は20mAですが、
マイコン保護のために8mA以下に抑えています。

IF = (E - VF) / R
IF = LEDに流れる電流 = (3.3V - 2.05V) / 220Ω = 5.68mA
E = 3.3V (マイコンからの電圧)
VF = 2.05V(LEDの順方向電圧)
R = 220Ω(電流制限抵抗)
※LEDの制限電流、VFはLEDのカタログより

マイコンとST-LINK/V2の接続

ST-LINK/V2とマイコンも接続します。

デバッガ - マイコン接続

ST-LINK - マイコン(STM32C011F4P6)
pin1(VDD検知) - pin4(VDD)
7(SWDIO) - 18(SWDIO)
9(SWCLK) - 19(SWCLK)
15(NRST) - 6(NRST)
19(VDD3.3V供給) - 4(VDD)
20(GND) - 5(VSS)
※ST-LINK側のGNDは20以外の3～6など、どれか1つ接続でOKとのこと

ST-LINK/V2ユーザーマニュアルのコネクタ図は、プリント基板に刺した上面から見た図です。
コネクタに接続したケーブルへジャンパーワイヤーを接続する際は、左右が反転するため注意してください。
(ケーブル不足のため枠線の色と一部変更しています。 赤→白、黒→茶色)

Lチカ動作(デバッグ)

ST-LINK/V2とパソコンをUSBで接続します。
「Run」 → 「Debug」をクリック

初回は「Edit Configuration」ウィンドウが表示されます。
「OK」をクリック

初回のため、ST-LINK/V2のアップデートウインドウも出ました。「OK」をクリック。
※事前にアップデートできるようです。　その場合は「Help」 → 「ST-LINK更新」

ウインドウが切り替わるため、ST-LINKとPCのUSBを抜いて、刺す、
数秒以内に「Refresh device list」→「Open in update mode」
「update」ボタンが有効化したらクリック
アップデートが始まります。

ST-LINKアップデート後、再度「Run」 → 「Debug」をクリック
デバッグ画面に切り替えを提案されるため、「Switch」を押して了承する。
「」Resumeボタンをクリック

LEDが点滅します。
ST-LINKのUSBを外すと消灯しますが、次回以降はUSBを刺すだけでLEDが点滅します。(マイコンにプログラムが書き込まれたため)

Nucleo開発ボードC031C6をデバッガとしてつかう

Nucleo-64開発ボード ST-LINK/V2-1の準備

STM32 Nucleo-64開発ボードの一部をデバッガ(ST-LINK/V2-1)として使う方法は、下記マニュアルに記載されています。
ネットではボードを分割する事例が多いですが、分割しなくてもデバッガとして使えます。
またST-LINK/V2(白い筐体)ではシリアルモニターを使えませんが、NucleoのST-LINK/V2-1ではシリアルモニターを使うことができます。
※シリアルモニター：マイコンの動作状況やデバッグ用のメッセージを、パソコンの画面に文字として表示するための仕組み。

STM32 Nucleo Board STM32C031C6マニュアル
https://www.st.com/ja/evaluation-tools/nucleo-c031c6.html

CN2から2つのジャンパーピンを外します

Nucleoボード裏面のSB23のジャンパーチップ(0Ωチップ)をはんだごてで外します。
SB23は、nucleoボード上のST-LINK/V2-1とオンボードMCUのNRST接続箇所のようです。
接続した状態ではST-LINK/V2-1と外部STM32のデバッグがうまくいきませんでした。

デバッガ - マイコン接続

ST-LINK - マイコン(STM32C011F4P6)
CN3
pin1(VDD検知) - pin4(VDD)
pin2(SWCLK) - pin19(PA14 SWCLK)
pin3(GND) - pin5(VSS)
pin4(SWDIO) - pin18(PA13 SWDIO)
pin5(NRST) - pin6(NRST)

CN6
3V3(3.3V給電) - pin4(VDD)

接続図がわかりづらく申し訳ないです・・・

NucleoボードでのLチカ動作(デバッグ)

ST-LINK/V2(白い筐体)同様に、LEDと抵抗をつなぎます。
またST-LINKの更新も同様に行います。

NucleoボードとパソコンをUSBで接続します。
「Run」 → 「Debug」をクリック
初回は「Edit Configuration」ウィンドウが表示されます。
「OK」をクリック

デバッグ画面に切り替えを提案されるため、
「Switch」を押して了承する。
「」Resumeボタンをクリック。LEDが点滅します。

参考リンク

STマイクロニクス公式ドキュメント

STMicroelectronics, DS13866 Rev 4:STM32C011x4/x6データシート
https://www.stmcu.jp/stm32/stm32c0/stm32c0x1/97032/
STMicroelectronics, UM1075 rev10:ST-LINK/V2ユーザーマニュアル
https://www.st.com/ja/development-tools/st-link-v2.html
STMicroelectronics, UM2953 Rev 2:STM32 Nucleo Board STM32C031C6マニュアル
https://www.st.com/ja/evaluation-tools/nucleo-c031c6.html

Lチカ全体の流れ

コテツ商会(技術書典), WindowsではじめるSTM32 2021年版
https://techbookfest.org/product/5750763357732864?productVariantID=6244791165648896

ソフトのインストール

島津あおん, STM32 インストール/セットアップ/基本操作
https://zenn.dev/shimazu_aon/articles/a4b2746d68e9fd
STMicroelectronics, STM32CubeIDE
https://www.st.com/ja/development-tools/stm32cubeide.html#get-software
Qiita @denkisuiso0116, STM32CubeIDE Ver.2.0.0の仕様変更
https://qiita.com/denkisuiso0116/items/b5e09e9cc336011f7916
Satのロボット工房, 秋月電子で最安のSTM32マイコンSTM32C011F4P6でLチカしてみる
https://sat-robotics.com/stm32c011f4p6_led_flash/
STMicroelectronics, STM32CubeMX
https://www.st.com/ja/development-tools/stm32cubemx.html#get-software

LEDの使い方

marutsu, LED基本ガイド LEDの基本を詳しく解説
https://www.marutsu.co.jp/pc/static/large_order/led?srsltid=AfmBOorefzAGiEBI6sZbdY2ccRgUthxcIYoDrPZXju5rxepjp9IKFmmM

ST-LINK/V2接続方法

なんとなく活動記録。, ST-Link/V2を買ったので記す
https://blueeyes.sakura.ne.jp/2020/08/23/3357/

##NucleoボードST;LINK/V2-1でのデバッグ
ZeptoElectronicDesign, STM32 Nucleoをデバッガ ST-Linkとして使う方法
https://zeptoelecdesign.com/stm32-nucleo-stlink/