STM32CubeMX2（C5シリーズ）の使い方

STM32C5をSTM32CubeMX2とVS Codeで動かす

はじめに

この記事は、GPT-6 Astraに手伝ってもらいながら執筆しています。

今回、STM32ユニバーシティ・プログラムを通じて、STM32C5シリーズの開発ボード「NUCLEO-C542RC」やマイコンチップなどをご提供いただくことになりました。ありがとうございます。

しかし、STM32C5シリーズは従来のSTM32CubeMXには対応しておらず、周辺機能の設定やコード生成には、新しい「STM32CubeMX2」を使う必要があります。

従来のSTM32CubeMXとは生成されるコードの構成や開発環境のセットアップ方法も異なり、実際に動かすまでに戸惑う点がありました。そこで本記事では、STM32CubeMX2でのプロジェクト作成から、VS Codeでのビルド・デバッグ、ADCの読み取り、値の確認までを、実際に試した手順に沿って紹介します。

1. 使用するボード・ソフトウェア・部品

検証環境とバージョン

• OS：macOS 27.0.1（ビルド 26A434）
• STM32CubeMX2：1.1.2
• VS Code：1.143.1
• STM32CubeIDE for Visual Studio Code拡張：3.11.0
• CMake：4.0.1（ST配布バンドル：4.0.1+st.3）
• GCC：Arm GNU Toolchain 13.3.1（ST配布バンドル：13.3.1+st.9）
• HAL2：STM32C5xx HAL Drivers 2.1.0

NUCLEO-C542RCとST-Linkの接続

書き込み・デバッグには、下の写真で上側にあるST-LINK用USBポート（CN1）を使用します。

このポートは、ボードに搭載された書き込み・デバッグ用の「STLINK-V3EC」につながっています。PCとUSBケーブルで接続することで、プログラムの書き込みやデバッグができます。

写真の右上の電源選択ジャンパーJP1を「STLK」の位置（1–2番ピン）に設定すると、このUSBポートからボードへ電源も供給できます。（多分最初から刺さっているので、変更は不要だと思います）

一方、写真で下側にあるUSBポート（CN13）は、STM32側のUSB機能を使うためのポートです。ST-LINKには接続されていないため、本記事で説明するST-LINK経由の書き込み・デバッグには使用しません。こちらからの給電には、先ほどのJP1を挿し替えるなど別途電源設定の確認が必要です。

2. STM32CubeMX2の使い方

STM32CubeMX2のダウンロード/インストール

プロジェクト作成

起動したらこんな画面になってると思います。今回は「NUCLEO-C542RC」を使用するので、中央上の「Board」をクリックしましょう。

「NUCLEO-C542RC」を選択して、「Continue」を押してプロジェクト名や保存場所を選択すれば、プロジェクトの作成が完了します。

プロジェクトを開く

プロジェクトを開くと、このようなPinoutの画面に切り替わります。
この画面から、各ピンに役割を割り当てることができます。

3. ADCを設定してみる

今回はアナログ出力の気圧センサを読み取るため、ADC機能を有効化していきます。

PA0をADCの入力に割り当てる

ここからは、PA0に入力された電圧をADC1で読み取る設定をしていきます。

Pinout画面で「PA0」を選択し、右側の「Detail view」から「Pin signals」を開きます。「Analog signals」にある「ADC1_IN0」を選択します。

ADC1の設定画面を開く

左側の「Peripherals」から「Analog」→「ADC1」を開きます。まだ有効になっていない場合は「Peripheral Not Configured」と表示されるので、「Activate」を押します。すでに有効になっている場合は、そのまま設定を確認します。

Channel 0を有効にする

「Main features」の「Resolution」は「12 bit」、「Sampling mode」は「Normal」にします。

続いて「Channels」を開き、「Channel 0（ADC1_IN0）」の「Use channel」を有効にします。今回は「Sampling time」を「289 ADC clock cycles」、「Input mode」を「Single-ended」にしました。

今回の操作では、ADC1側でChannel 0を有効にするとPA0への割り当ても反映されました。Pinoutから設定した場合も、ADC1側のChannelが有効になっていることを確認しましょう。

RegularグループのSequencerにChannel 0を追加する

「Groups conversions」→「Regular」を開き、次のように設定します。

項目	今回の設定
Use group	Enabled
Trigger type	Software start
Continuous mode	Single
Sequencer discontinuous	Disabled
Overrun	Data overwritten

次に「Sequencer」の右側の「＋」を押して項目を1つ追加し、「Sequencer 1」の「Channel」を「ADC1_IN0」にします。

CMake／GCCを選んでコードを生成する

「Project settings」を開き、「IDE Project Generation」でCMake／GCC向けの生成設定と出力先を確認し、「Generate IDE project」を押します。

今回、CubeMX2のプロジェクト名は test、生成先は test_cmake にしました。

生成後、出力先フォルダーに CMakeLists.txt、CMakePresets.json、main.c などが作成されていれば、コード生成は完了です😄

4. VS Codeをセットアップする

拡張機能を入れて生成先を開く

VS Codeの拡張機能から、STMicroelectronicsの「STM32CubeIDE for Visual Studio Code」をインストールします。

「ファイル」→「フォルダーを開く」で、先ほど生成したプロジェクトを開きます。

STM32Cubeのセットアップを実行する

macOSでは ⌘ + Shift + P、Windows／Linuxでは Ctrl + Shift + P でコマンドパレットを開き、次を実行します。

STM32Cube: Setup STM32Cube project(s)

対象のプロジェクトを選び、セットアップ画面でボード／デバイス、ツールチェーンなどを確認します。今回はNUCLEO-C542RC／STM32C542RCT6とGCCを使用します。設定が済んだら保存します。

5. ST-Linkでデバッグできるか確認する

デバッグ構成を作成してF5で起動する

ボードのST-LINK用USBポート（CN1）をPCへ接続します。

VS Codeの「実行とデバッグ」を開き、構成がない場合は構成の追加などから「STM32Cube: Launch ST-Link GDB Server」を選びます。

書き込みに成功し、実際にデバッグ用の画面に切り替わったら成功です😁

6. ADCをポーリング読み取りする

最小の読み取り例

今回は以下のプログラムを動かしました。
詳しい気圧センサの説明は省略しますが、とりあえず純粋に値を読み取ることを目的としたものになります。

#include "main.h"
#include "mx_adc1.h"

volatile uint32_t adc_raw = 0U;                // ADCの生データ
volatile float adc_voltage = 0.0f;            // PA0の電圧[V]
volatile hal_status_t adc_status = HAL_ERROR; // 最後の処理結果

int main(void)
{
    if (mx_system_init() != SYSTEM_OK) { // 生成済みのシステム・周辺機能を初期化
        while (1) {}                    // 初期化失敗時は停止
    }

    hal_adc_handle_t *hadc = mx_adc1_gethandle(); // ADC1ハンドルを取得

    adc_status = HAL_ADC_Start(hadc);    // ADCを有効化
    if (adc_status != HAL_OK) {
        while (1) {}
    }

    adc_status = HAL_ADC_Calibrate(hadc); // ADC内部のキャリブレ
    if (adc_status != HAL_OK) {
        while (1) {}
    }

    while (1) {
        adc_status = HAL_ADC_REG_StartConv(hadc); // Regular変換を開始
        if (adc_status != HAL_OK) {
            while (1) {}
        }

        adc_status = HAL_ADC_REG_PollForConv(hadc, 10U); // 最大10ms待つ
        if (adc_status == HAL_OK) {
            adc_raw = (uint32_t)HAL_ADC_REG_ReadConversionData(hadc);
            adc_voltage = (float)adc_raw * 3.3f / 4095.0f;
        }

        // タイムアウトした場合も停止処理を行う
        hal_status_t stop_status = HAL_ADC_REG_StopConv(hadc);
        if (adc_status == HAL_OK) {
            adc_status = stop_status; // 元の待機エラーがあれば、その値を残す
        }
        if (adc_status != HAL_OK) {
            while (1) {} // この例では自動再試行せず停止する
        }

        HAL_Delay(100U); // 読み取り後に100ms待つ
    }
}

（3年前はAI生成されたHALライブラリのコードなんてまともに動かなかったのにHAL2でさえ一発で動いて若干恐怖している）

7. Live Watchで実行中の値を見る

通常のWatchは、主にブレークポイントなどで停止したときの値を確認する機能です。Live Watchでは、プログラムを動かしたまま変数を周期的に読み出せます。

launch.jsonのconfigurations内に以下の設定を加えることで利用できます。

"liveWatch": {
    "enabled": true,
    "samplesPerSecond": 4
    // 毎秒4回更新
}

デバッグを開始し、「実行とデバッグ」内のLive Watchビューから式を追加して、変数を登録すれば常時値が更新されていきます（グローバル変数に限った気がする）。

いちいち処理を止めないでいいので便利ですね！

使用感

STM32CubeIDE（CubeMXが統合されていた頃）はEclipse（Javaベース）で動作していたため、挙動がやや重いと感じる場面も多くありました。しかし、STM32CubeMX2はWeb技術をベースに開発されており、実際に使ってみてもストレスを感じない、非常に快適な操作感でした！

ピン設定をGUI上で直接変更できることがSTM32CubeIDEを利用していた理由の一つでしたが、バージョン2.0以降、ピン設定などを行う機能がCubeMXとして完全に独立したため、これを機に開発環境を完全にVS Codeへ移行してみようかなと思います！

終わりに

楽しくロボコン

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（RoDEPでは九工大で一緒にロボットを作るメンバーや支援して下さる方を募集しています！興味がある方はぜひ 公式X（旧Twitter） まで連絡をお願いします🙇）

参考資料

• STM32CubeMX2公式ドキュメント（1.1.2）
• ST公式：CubeMX2からVS Code向けにコードを生成する手順
• ST公式：HAL2の構成とプロジェクト形式
• STM32C5 HAL2ドライバー
• STM32C542xxデータシート