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STM32: Drivers firmware ARM CortexM4

Name: STM32: Drivers firmware ARM CortexM4
Rating: 4.7 (93 reviews)

Aprende a diseñar drivers para STM32 CortexM de ARM y crea proyectos únicos.

Highest Rated

Created byJavier Casas

Last updated 6/2025

Spanish

What you'll learn

Programación de microcontroladores ARM Cortex M3/M4
Creación de drivers desde cero (sin código de terceros)
Conceptos imprescindibles para la programación de microcontroladores
Creación de drivers y uso de GPIO
Creación de drivers y uso avanzado de TIMERS
Creación de drivers para la configuración del PLL y la frecuencia del sistema
Creación de drivers y uso del SYSTICK
Depuración y resolución de problemas FW
Entender la arquitectura Cortex-M de ARM
Programación de firmware con embedded C sobre bare-metal
Comprensión del funcionamiento y manejo de interrupciones
STM32
Sistemas embebidos
Microcontroladores
ARM Cortex-M
Watchdog
IWDG
WWDG
C
Programación
Conceptos generales
Basic timers
General purpose timers
Advanced timers
Encoders
Input capture
Output compare
PWM
GPIO
SYSTICK
PLL
Firmware
Aprende a desarrollar tus propios proyectos!
Potencia tu creatividad en la creación de sistemas embebidos

Course content

8 sections • 83 lectures • 11h 16m total length

Introducción1:01
Placa del curso y recursos necesarios10:50
En esta clase se muestra la placa del curso, sus características básicas y los documentos necesarios para el desarrollo del curso.
Hardware adicional2:58
En esta clase se muestra el hardware adicional que se ha utilizada para la realización del curso. Es opcional pero muy recomendable para poder realizar todos los ejercicios.

Explicación del diagrama esquemático de los pines de la MCU7:41
En esta sesión se explica el diagrama interno de los pines del microcontrolador y se ven diferentes posibilidades de configuración (input/output, push-pull/open-drain, pull-up/pull-down... etc). El objetivo es que el alumno entienda en su totalidad el funcionamiento de este periférico para que, en sesiones sucesivas, pueda programar el driver que lo maneje.
Resistencias de Pull-up y Pull-down4:25
Aplicaciones típicas de las resistencias de pull-up y pull-down
Configuraciones de push-pull y open drain. Casos de uso.4:35
Push pull, open drain y aplicaciones típicas
Registros2:44
Descripción de los registros de GPIO. Se explica para qué sirve cada uno de ellos y las opciones que presentan.
Creación proyecto stm32f4xx_drivers5:52
En esta sesión creamos el proyecto donde iremos desarrollando los drivers e iniciamos nuestra primesa sesión de debug.
Modificación estado de led desde debugger10:22
En esta sesión controlamos el estado del LED de la placa configurando los registros del GPIO directamente desde el debugger, para obtener una visión general de cómo se controlan los periféricos.
Modificación de registros por código. Primera aproximación.8:49
En esta sesión damos un paso más y empezamos a modificar los registros desde código accediendo directamente a sus posiciones de memoria. Se ve como no es muy práctico y la conveniencia del uso de drivers para facilitar el desarrollo.
Creación del include principal y definición de la estructura GPIO13:15
En esta sesión comenzamos el desarrollo con la creación del include principal stm32f446xx.h, donde empezaremos a definir nuestro primer periférico GPIO.
Definición de estructura de registros para RCC y macros de control6:24
En esta sesión crearemos la estructura del registro de RCC y añadiremos macros para la activación y desactivación del clock para las GPIOs, así como para el reseteo de los puertos.
Creación de los ficheros para el driver GPIO y estructuras asociadas12:03
En esta sesión creamos el .c y el .h de nuestro driver GPIO y empezamos a definir las estructuras de control y configuración del periférico.
Creación de las primeras APIs del driver16:48
En esta sesión empezamos a crear las APIs de nuestro driver para leer/escribir el estado de los pines y puertos y resetear el GPIO.
Inicialización del driver9:49
En esta sesión comenzamos a escribir la rutina de inicialización del periférico con los parámetros de configuración suministrados por el usuario.
Ejemplo 1: control de LED5:16
En esta sesión probaremos nuestro driver por primera vez controlando el parpadeo del led.
Ejemplo 2: lectura de pulsador mediante polling7:45
En esta sesión probaremos nuestro driver para leer el estado del pulsador mediante polling y, en función del estado, controlaremos el LED.
Interrupciones12:01
En esta sesión vemos cómo funcionan las interrupciones y hablamos de la vector table y del fichero de startup. También utilizamos el debugger para comprobar los conceptos estudiados.
Interrupciones GPIO: controlador EXTI6:18
En esta sesión exploramos el método utilizado para la generación de interrupciones GPIO a través del controlador EXTI. Explicamos el diagrama de bloques de este controlador y los registros a configurar.
Configuración de los registros del EXTI7:13
En esta sesión se explican los registros del controlador EXTI para entender cómo tenemos que configurarlo en función de nuestras necesidades.
Añadir defines y estructura de registros EXTI6:55
En esta sesión añadimos el controlador EXTI a nuestro driver que utilizaremos para configurar las interrupciones de nuestro GPIO.
Configuración de las interrupciones14:37
En esta sesión incluimos los modos de funcionamiento mediante interrupción y los configuramos en la rutina de inicialización del driver.
NVIC: Nested Vectored Interrupt Controller7:31
En esta sesión hablaremos del controlador NVIC y de cómo habilitar, deshabilitar y configurar las prioridades de nuestras IRQs.
Implementación de las APIs GPIO_NVIC15:14
En esta sesión añadimos a nuestro driver las APIs GPIO_NVIC estudiadas en la sesión anterior.
Ejemplo 3: Lectura de GPIO mediante interrupciones10:10
En esta sesión creamos una aplicación que hace uso de la lectura del GPIO mediante interrupciones.
Variables 'volatile'1:48

Explicación del clock tree. Fuentes de reloj y PLL15:22
En esta sesión se exploran las diferentes fuentes de reloj de la MCU y cómo configurar tanto el PLL, como el reloj del sistema y de los buses AHB, APB1 y APB2.
Ejercicio de cálculo de PLL3:00
Ejercicio de configuración del PLL para asentar conocimientos adquiridos.
Configuración del reloj HSE (High Speed External)12:17
En esta sesión listamos las APIs que vamos a desarrollar y empezamos a escribir el driver centrándonos en la configuración del HSE.
Configuración del reloj LSE (Low Speed External) y PLL (Phase Locked Loop)16:28
Implementamos las APIs para la configuración del LSE y del PLL, y las APIs para la habilitación/deshabilitación del HSI (High Speed Internal), el LSI (Low Speed Internal) y PLL. También creamos las macros de assert para la comprobación de parámetros y expresiones.
Configuración del MCO1 y de la fuente de reloj del SYSCLOCK9:54
En esta sesión implementamos las APIs para la configuración del MCO1 y de la fuente de reloj del sistema. También creamos una API para esperar a la estabilización de los relojes y otra para obtener la fuente de reloj del sistema que hay configurada.
Configuración de los prescalers de los buses AHB, APB1 y APB22:51
En esta sesión implementamos las APIs para la configuración de los prescalers y, por tanto, las frecuencias, de los buses AHB, APB1 y APB2.
Obtención de las frecuencias configuradas para el reloj del sistema y los buses.12:47
En esta sesión completamos la implementación de nuestro driver con unas APIs de gran utilidad que proporcionarán a la aplicación información sobre la frecuencia de trabajo del sistema y de los buses AHB, APB1 y APB2.
Aclaración HSE en la NUCLEO-F446RE0:49
Ejercicio de configuración de los relojes del sistema18:28
Creamos una aplicación para poner a prueba nuestro nuevo driver, en la que configuramos el reloj del sistema para que corra desde el HSE (8MHz), el HSI (16MHz) y desde el PLL configurado para proporcionar 168MHz.
En cada uno de los casos configuramos el MCO1 para que dé salida al reloj configurado y poder así comprobar con un analizador lógico (en el caso del PLL, un osciloscopio) que la frecuencia es la esperada. También medimos el tiempo requerido para realizar un sencillo cálculo y ver las diferencias de tiempo para cada frecuencia. Por último, obtenemos la frecuencia de trabajo utilizando una de nuestras APIs para comprobar que nos devuelve lo esperado.

Conceptos generales y Basic Timers9:19
En esta sección se ven los diferentes tipos de TImers y se empieza con los más básicos, los Basic Timers, que son la unidad principal de contaje y que se encuentran incluídos en todos los demás.
Definición del driver para los Basic Timers18:49
En esta sección empezamos a escribir el driver que manejará los Timers. Empezamos definiendo las estructuras y las APIs para los Basic Timers.
Implementación Basic Timers 14:57
Empezamos con la implementación de las APIs definidas anteriormente para los Basic Timers.
Implementación Basic Timers 221:23
Acabamos la implementación de los Basic Timers añadiendo las APIs para la configuración y el manejo de sus interrupciones.
Ejercicio 1: Basic TImers utilizando polling.11:16
Escribimos nuestro primer ejemplo en el que se configura un Basic Timer para que genere un evento de update cada 100ms. En el bucle principal comprobaremos el estado del flag de update y, cuando esté seteado, limpiaremos el flag y haremos un toggle del LED. El resultado será el parpadeo del LED con una frecuencia de 10Hz.
También se incluye como recurso adicional la hoja de cálculo que se explica durante la clase y que es de gran ayuda para la obtención de los valores de configuración de los registros. (Password para eliminar la protección de celdas: 1234)
Ejercicio 2: Basic TImers utilizando interrupciones3:38
Ampliamos el ejercicio anterior para utilizar interrupciones en vez de polling.
Input Capture: Timers avanzados y de propósito general.7:19
Empezamos a ver la funcionalidad de lnput Capture, qué es y para qué sirve. Esta funcionalidad está disponible en los timers de propósito general y los avanzados. También se explican los diferentes modos de contaje.
Input Capture: Definición de su estructura y API de configuración9:09
En esta sección creamos la estructura de configuración para la funcionalidad de Input Capture explicada anteriormente y definimos su API de inicialización.
Input Capture: Implementación de la rutina de configuración14:08
Implementamos la rutina de inicialización de la funcionalidad de Input Capture explicando los registros y bits necesarios para su configuración.
Input Capture: Finalización de la implementación5:56
Acabamos la implementación de la parte del driver dedicada a la funcionalidad de Input Capture.
Input Capture: Explicación ejercicio de lectura de frecuencia5:35
Explicación del siguiente ejercicio sobre la funcionalidad de Input Capture donde utilizaremos un timer hardware de propósito general para leer la frecuencia del reloj LSE (Low Speed External) de 32.768KHz
Ejercicio 3: Input Capture para lectura de frecuencia (Parte 1 de 2)13:55
Primera parte de la implementación del ejercicio de lectura de la frecuencia del reloj LSE (Low Speed External) mediante Input Capture.
Ejercicio 3: Input Capture para lectura de frecuencia (Parte 2 de 2)14:50
Segunda parte de la implementación del ejercicio de lectura de la frecuencia del reloj LSE (Low Speed External) mediante Input Capture.
Ejercicio 3: Demostración y solución de problemas8:57
Demostración de los resultados del ejercicio y de cómo solucionar un problema típico en la atención de interrupciones.
Output Compare: Explicación de funcionamiento y modos14:07
Explicación del funcionamiento del output compare en el que el timer se usa para generar salidas y descripción de los diferentes modos de trabajo. Entre ellos, se muestran los modos para la generación de señales PWM.
Output Compare: API de inicialización canal 110:40
Empezamos a definir las APIs de nuestro driver que nos permitirán la inicialización de este modo de funcionamiento. En esta sesión se explica y define la inicialización del canal uno.
Output Compare: Inicialización resto de canales0:52
Acabamos la API de inicialización del output compare completando el resto de canales.
Ejercicio 4: Output Compare para el toggle por hardware del led (Parte 1 de 2)6:48
Utilizamos el modo toggle del output compare para manejar el led por hardware de manera mucho más eficiente.
Ejercicio 4: Output Compare para el toggle por hardware del led (Parte 2 de 2)3:09
Demostración del ejercicio.
Ejercicio 5: Output Compare para generación de señales cuadradas3:54
Ejercicio para la generación por hardware de señales cuadradas mediante el uso de timers.
Ejercicio 6: Output Compare para la generación de diferentes frecuencias11:00
Completamos el ejercicio anterior para generar cuatro señales cuadradas de frecuencia diferente.
Ejercicio 7: Output Compare para generación de señales PWM8:31
Explicación de señales PWM y de los modos del timer que permiten generarlas.
Ejercicio 8: Output Compare para control del brillo del led mediante PWM1:10
Modificamos el brillo del led mediante señales PWM.
Ejercicio 9: Output Compare para el control de un servo mediante PWM8:51
Ampliamos el uso de señales PWM al control de servos.
Modos avanzados: explicación modos maestro/esclavo5:46
Explicación de modos avanzados de maestro y esclavo.
Modos avanzados: implementación APIs maestro/esclavo6:23
Implementación de las APIs para poder configurar y utilizar los modos maestro/esclavo explicados.
Ejercicio 10: Medición por hardware de señales PWM (Parte 1 de 4)3:22
Explicación del funcionamiento del PWM input que nos permite calcular mediante hardware el periodo y el ancho de pulso de la señal PWM.
Ejercicio 10: Medición por hardware de señales PWM (Parte 2 de 4)4:34
En esta sesión se muestra cómo conectar todos los elementos para poder realizar el ejercicio.
Ejercicio 10: Medición por hardware de señales PWM (Parte 3 de 4)13:47
Implementación del ejercicio para la lectura por hardware del periodo y ancho de pulso de una señal PWM.
Además, se proporcionan funciones de inicialización y manejo de la USART2 para el envío de información al ordenador mediante puerto serie.
Ejercicio 10: Medición por hardware de señales PWM (Parte 4 de 4)3:29
Demostración del ejercicio.
Ejercicio 11: Manejo de encoders por hardware (Parte 1 de 3)8:06
Explicación del ejercicio sobre encoders en el que se verá cómo manejarlos por hardware mediante el uso de timers.
Ejercicio 11: Manejo de encoders por hardware (Parte 2 de 3)5:08
Implementación del ejercicio de manejo de encoders por hardware mediante timers.
Ejercicio 11: Manejo de encoders por hardware (Parte 3 de 3)2:02
Demostración del ejercicio de manejo de encoders por hardware mediante timers.

Funcionamiento interno del SYSTICK7:40
Explicación del funcionamiento y configuración del SYSTICK. Registros y arquitactura.
Implementación del driver6:51
Implementación del driver de SYSTICK, sus registros, configuración y APIs.
Ejercicio 1: Medición de frecuencia de SYSTICK9:11
Medición de la frecuencia del SYSTICK con el analizador lógico para comprobar que está bien configurado.
Ejercicio 2: Creación de esperas precisas.3:11
Creamos una función de delay que espera de forma precisa el número de milisegundos que queramos.
Ejercicio 3: Creación de la variable de ticks del sistema13:01
En este último ejercicio creamo la variable de ticks del sistema que es una parte fundamental en sistemas basados en tiempo real (RTOS) y que nos permite tener un timestamp básico y medir tiempos. En el ejemplo, utilizaremos esta variable para obtener el número de milisegundos entre pulsaciones sucesivas del botón.

IWDG: Explicación del Independent Watchdog8:26
En esta clase se explican las características, el funcionamiento y cómo configurar el Independent Watchdog.
IWDG: Implementación del driver6:12
En esta sesión se muestra la implementación del driver para el Independent Watchdog.
IWDG: Ejercicio de demostración (Parte 1 de 2)5:24
En esta sesión se muestra la primera parte del ejercicio sobre IWDG.
IWDG: Ejercicio de demostración (Parte 2 de 2)3:45
En esta sesión se muestra la segunda parte del ejercicio sobre IWDG.
WWDG: Window Watchdog9:06
En esta clase se explican las características, el funcionamiento y cómo configurar el Window Watchdog.
WWDG: Implementación del driver3:56
En esta sesión se muestra la implementación del driver para el Window Watchdog.
WWDG: Ejercicio de demostración17:49
En esta sesión se muestra el uso del WWDG mediante un ejercicio práctico.

Requirements

Conocimiento básico de leguaje C
Placa de desarrollo de bajo coste NUCLEO-F446RE (o similar)
STM32CubeIDE (gratuito)

Description

Código de descuento: 4A3F55540DB3B5A1EE04

En este curso aprenderás paso a paso y en profundidad a programar drivers en C para manejar diferentes periféricos y crear firmware de calidad. Durante el proceso, aprenderás también a manejar toda la documentación necesaria (reference manuals, datasheets, user guides...), a manejar un analizador lógico y a depurar tu propio código o el de terceros.

A continuación te muestro una explicación más detallada del curso:

La programación se hace desde cero, no se utiliza ningún tipo de código auto generado ni de terceros. Los drivers proporcionados por los fabricantes, como la HAL de ST, intentan ser todo lo generalistas que pueden para abarcar el número máximo de MCUs, esto hace que sean muy poco eficientes y poco aconsejables para proyectos serios y profesionales. En este curso se estudian las particularidades de los cortex-m y se van construyendo los drivers poco a poco desde bajo nivel (escribiendo directamente en los registros) para crear las APIs que ofrecen al usuario el nivel de abstracción necesario para simplificar en gran medida el control de los periféricos en el desarrollo del firmware en capas superiores. Esto te permitirá entender en profundidad cómo funcionan los periféricos internamente, en lugar de usar a ciegas drivers de terceros.

El temario está dividido en cinco módulos, en los que verás:

GPIO: Todo lo relacionado con las entradas y salidas de propósito general. Programarás un driver para configurarlas y controlarlas por completo, incluyendo su uso mediante interrupciones.

RCC: en este módulo aprenderás las diferentes fuentes de reloj de las que dispone la MCU y cómo configurar el clock del sistema. También aprenderemos el uso del PLL para multiplicar la frecuencia de reloj y ajustarla a nuestras necesidades. Sacaremos varias señales de reloj hacia el exterior mediante el pin MCO1 para poder medir la frecuencia configurada y comprobar que nuestro driver funciona correctamente.

TIMERS: este es el módulo más extenso, ya que se estudia al detalle el uso de los diferentes timers con incluye la MCU. Desde los básicos hasta los avanzados, pasando por los de propósito general. No solo estudiamos el uso de los timers como simple temporización, sino que también se explican los usos de Input Capture para la obtención del tiempo entre eventos de entrada y medición de señales, y de Output Compare para la generación de salidas y señales PWM. Hay multitud de ejercicios para afianzar los conceptos de cada uno de los modos. Al final del módulo se incluyen ejercicios avanzados. En uno de ellos se explica el PWM Input mode, para la medición por hardware del periodo y el ciclo de trabajo de una señal PWM. En otro se utiliza el modo Encoder para la obtención y el tratamiento, también por hardware, de las señales entregadas por los encoders.

SYSTICK: en este módulo se estudia el timer del sistema, interno al CortexM4. Aprenderás a configurarlo y a beneficiarte de las ventajas que ofrece y que aprovechan los sistemas de tiempo real RTOS.
WATCHDOG: en este móculo se estudia el uso de los diferentes watchdogs que ofrece la MCU. Primero se explica el Independent Watchdog (IWDG), que es el más común, y luego se ve el Window Watchdog (WWDG), que permite controlar los tiempos de refresco de forma más fina e introduce un tiempo mínimo de espera antes de actualizar el watchdog para evitar el reset. Como siempre, programamos los drivers para ambos y realizamos ejercicios para ver posibles usos y afianzar conocimientos.

En resumen, más de 11h de curso repartidas en 5 módulos de los que acabarás siendo un experto. Después de este curso serás capaz de programar tus propios drivers, entenderás el funcionamiento de periféricos fundamentales, de los cortex-M y tendrás un conocimiento amplio del desarrollo firmware.

IMPORTANTE! No se utilizan generadores de código ni librerías de terceros. Lo hacemos todo desde cero, que es como más se aprende!

Si estás interesado en el mundo de los microcontroladores y el desarrollo firmware, este curso te va a ser de gran ayuda y te va a ahorrar cientos de horas de búsqueda de información por tu cuenta. Además, si, por cualquier motivo, el curso no te convence o no es lo que esperabas, puedes solicitar un reembolso durante los primeros 30 días, y se te devolverá en su totalidad, sin pedir ningún tipo de justificación ni hacer preguntas.

Puedes ver el temario y ver el vídeo de presentación para hacerte una mejor idea de lo que vamos a ver. Y si tienes cualquier duda, no dejes de escribirme y te ayudaré en todo lo que pueda.

Espero verte dentro!

Muchas gracias y un saludo!

Javi

Who this course is for:

Gente interesada en aprender en profundidad el uso y programación de microcontroladores
Profesionales que usan librerías de terceros en sus proyectos y quieran entender lo que hay por debajo de ellas
Aficionados que quieran dar un importante paso hacia la profesionalización en el mundo del firmware

STM32: Drivers firmware ARM CortexM4

What you'll learn

Explore related topics

Course content

Introducción3 lectures • 15min

Instalación del IDE2 lectures • 6min

GPIO23 lectures • 3hr 18min

RCC: Clocks9 lectures • 1hr 32min

Timers33 lectures • 4hr 31min

SYSTICK (System Timer)5 lectures • 40min

WATCHDOG7 lectures • 55min

BONUS1 lecture • 1min

Requirements

Description

Who this course is for: