Программирование микроконтроллеров *

Введение

Думаю многие из тех, кто как-то связан с разработкой электронных устройств, хотя бы раз слышали о программном комплексе Proteus от Labcenter Electronics. Какая бы не была обширная библиотека компонентов, доступных для моделирования, «жизнь» схемы ограничена пределами окна эмулятора, за редким исключением. Уже существует несколько моделей, которые могу, например, записывать какие-то данные в файл или даже представляться системе как USB устройства, но пока они могут решить небольшой класс задач.

Задача

При работе над курсовым проектом, в рамках которого необходимо разработать систему радиоуправления самолётом, возникла необходимость связи модели с ПК. Так как одним из самых простых интерфейсов для связи с ПК является RS-232, он и был выбран(использовался переходник usb-uart).

Так как же отлаживать эту систему на самом начальном этапе, когда ещё не найдены довольно грубые ошибки, которые могут привести к выходу из строя электронных компонентов, и не возиться с частой прошивкой микроконтроллер(ов)?

Началось все года 4 назад когда во время рабочего дня у меня обчистили квартиру. Попасть домой через дверь после этого уже не удалось из-за поврежденного замка. Неприятное событие заставило задуматься о безопасности жилища. И это лишь одна из причин для мониторинга и автоматизации квартиры. Как часто прийдя на работу (а то и уезжая или улетая куда-либо) вы сомневались выключили ли перед уходом утюг, закрыли ли газ, воду ;-) Подбавим масла в огонь админам — спокойны ли вы что ваш старый БП в работающем системнике дома не чадит и не пылает!?) И что удаленно делать с девайсом, который «наглухо завис».

В этом посте я рассмотрю некоторые существующие на рынке решения, розничную стоимость доступного аппаратного обеспечения и способ как создать сигнализацию квартиры и некоторые из функций «умного дома» используя одноплатный компьютер Raspberry Pi

Где-то года полтора назад я увидел такую интересную вещь как часы с bluetooth, умеющие работать с телефоном. Мне понравилась сама концепция, но реализация откровенно говоря хромала. Часы или умели работать только с определенной моделью телефона или же имели довольно бедный функционал и не слишком большие дисплеи. Я продолжал следить за тем, какие модели появляются и что они умеют. Мне понравились часы от iVirt от Citizen, но их ориентированность на японский рынок и стоимость меня не слишком устраивала. Но 2011 год выдался урожайным на подобные устройства, но практически все они или имели закрытое ПО как к примеру Live View on Sony Ericsson (да у меня телефон не на android) или же обладали довольно странным функционалом как InPulse (не ребят одна кнопка для управления это не прикольно), и малым временем жизни. Но у InPulse присутствовал такой полезный функционал как открытая прошивка и возможность писать свое ПО под эти часы. Про остальные часы с полноценным Android я пожалуй промолчу и почту время их работы вставанием. И тут в конце года появляется Metawatch. Что же такое этот самый metawatch?

Что делать, если нужно разместить большой цифровой фильтр на FPGA? А если плата уже разведена? Железо старое? В проекте осталось мало места? В этом топике будет рассмотрена одна из возможных реализаций цифрового КИХ фильтра на FPGA Altera Cyclone II EP2C15. По сути это продолжение вот этой темы из песочницы.
Будет рассказано, как сделать сдвиговый регистр на RAM, уменьшив при этом затраты LE, и как из этого получить цифровой фильтр.

Мы продолжаем изучение ПЛИС и языка VHDL. В данной статье, ориентированной на новичков, мы изучим явление «дребезг контактов» и рассмотрим способ избавления от него.

Итак, цель работы: Изучить явление «дребезг контактов», создать проект в Xilinx ISE Project Navigator: При нажатии на кнопку значение регистра увеличивается на 1.

Не так давно я написал статью про мою поделку на основе микроконтроллера Silicon Labs C8051F320. Пришло время рассказать и про программирование данного мк под простейшие задачи.


Подробности под катом.

Эта статья ориентирована на новичков в программировании ПЛИС на языке VHDL и тех, кто хочет научиться это делать. Ранее на хабре уже была рассмотрена статья с аналогичной задачей, реализованной на PIC-контроллере. А в этой статье речь пойдет об изменении яркости свечения светодиода с помощью ПЛИС.
Итак, цель работы: Освоить понятие ШИМ и применить его в изменении яркости светодиода. Для реализации воспользоваться языком программирования VHDL в среде разработки Xilinx ISE Project Navigator v12.3.

Еще на заре своей карьеры мне довелось поработать с RTOS VxWorks и средой разработки Tornado. Впечатления остались крайне положительные (тем более что сейчас есть с чем сравнивать), но пост не об этом. Составной частью системы тогда была система сбора и визуализации информации о переключении задач в реальном времени. Сразу скажу, что вещь крайне полезная, не зря ведь говорят, что лучше один раз увидеть. Скажем, если у вас в системе есть хотя бы два десятка задач, то с уверенностью в 99% можно сказать, что вы сильно удивитесь, когда увидите визуализацию переключения задач — она будет совсем не такой, какой вы ее себе представляли.

О пользе же, например, того, что в случае неожиданного сбоя, зависания или перезагрузки вы сможете увидеть последние мгновения жизни системы, даже и говорить не приходится!

Но что же делать, если приходится работать с RTOS и окружением, где такого удобного механизма нет? Конечно же, сделать его самому!

Здравствуйте, на днях решил поэкспериментировать с внешними прерываниями на attiny2313A. Думаю тем кто занимался программированием микроконтроллеров известно, что МК не всегда быстро может реагировать на нажатие кнопки, т.к. проверка PINа стандартно осуществляется в бесконечном цикле и если программа достаточно большая — это может затормозить опрос ножки.
Код ниже написан для WinAVR.

Стандартный опрос:

• DDRxy&=~(1<<y); PORTxy&=~(1<<y);
  с одной стороны кнопка подключена к плюсу (VCC), а с другой стороны к ножке.
  В таком случае провод который подключен к ножке выступает в роли антенны и любое возмущение электромагнитного поля вокруг проводка вызывает срабатывание кнопки, что неприемлемо.
  
  
• DDRxy&=~(1<<y); PORTxy|=(1<<y);
  С одной стороны кнопка подключена к минусу (GND), а с другой стороны к ножке.
  Это наиболее приемлемый вариант, наводок не возникает и кнопка срабатывает стабильно.
  

Однажды мне понравилось высказывание «Думаете, что ошибка в компиляторе? Проверьте получше свой код!». Действительно, в моей практике такое случалось – когда, казалось бы, все разумные причины ошибки были отброшены и мысль о том, что вот на этот раз уж точно глюк где-то в системе, вдруг находилась какая-нибудь до смешного банальная ошибка в своем коде, сразу объясняющая все предыдущие странности.

Но иногда все же виновным может оказаться и компилятор.

Да, iTouch офигителен. Но кому нужно такое «закрытое» устройство? Может, лучше сделать свой гаджет с сенсорным экраном, написать свои программы — всё с использованием свободных железа и программ? Ну да, пусть этот гаджет не умеет воспроизводить MP3, но в нём есть цветной сенсорный (резистивный) TFT экран 320x240 точек, 8-битный микроконтроллер Atmega32u4, зарядное устройство для литий-полимерных аккумуляторов, управление подсветкой, разъем для microSD и трехосевой акселерометр. Любопытная штучка, особенно для тех, кто любит что-нибудь делать своими руками, как думаете?

 

В этой статье я представлю текстовый VGA модуль, написанный на VHDL. Этот модуль может быть полезен при отладке платы, и занимает относительно немного места.

Общие характеристики

Модуль работает на тактовой частоте 50 МГц.
Выдает картинку с разрешением 640х480 с частотой 60Гц.
Размер символа 8х16 точек. На экране 80х25 символов.
Палитра на 32 цвета.

Занимаемые ресурсы в ПЛИС:

Представляю вашему вниманию библиотеку microrl (on github), предназначенную для организации консольного интерфейса в разного рода встраиваемых железках на микроконтроллерах.

Зачем нам консоль в МК?

Текстовый консольный интерфейс обладает рядом преимуществ для встраиваемых систем, при всей своей мощи и простоте (ведь текст, в отличие от светодиода, говорит сам за себя!):

• Требует относительно мало ресурсов МК, и минимум аппаратных затрат — последовательный интерфейс типа UART или любой другой имеющийся в МК, это может быть встроенный USB или внешний USB-Com адаптер или даже TCP если ваше микроконтроллер достаточно серьезный.
• Удобно подключаться — достаточно терминала поддерживающего Com-port (putty для Windows или minicom для linux).
• Удобно использовать — цветной вывод в терминал, поддержка авто-дополнений, горячих клавиш и истории ввода.

Здравствуйте. Это заключительная статья о многопоточном окружении FreeRTOS в которой я расскажу про мьютексы и критические секции.
Ссылки на предыдущие части:

• FreeRTOS: введение.
• FreeRTOS: межпроцессное взаимодействие.

Здравствуйте. В данной статье я постараюсь описать метод межпроцессного обмена данными и синхронизацию с эвентами.
Ссылки на остальные части:
FreeRTOS: введение.
FreeRTOS: мьютексы и критические секции.

Здравствуйте. В короткой серии постов я постараюсь описать возможности, и подходы работы с одной из наиболее популярной и развивающейся РТОС для микроконтроллеров – FreeRTOS. Я предпологаю базовое знакомство читателя с теорией многозадачности, о которой можно почитать в одном из соседних постов на Хабре или ещё где-то.
Ссылки на остальные части:
FreeRTOS: межпроцессное взаимодействие.
FreeRTOS: мьютексы и критические секции.

Как театр начинается с вешалки, так программирование микроконтроллеров начинается с выбора хорошего программатора. Так как начинаю осваивать микроконтроллеры фирмы ATMEL, то досконально пришлось ознакомится с тем что предлагают производители. Предлагают они много всего интересного и вкусного, только совсем по заоблачным ценам. К примеру, платка с одним двадцатиногим микроконтроллером с парой резисторов и диодов в качестве обвязки, стоит как «самолет». Поэтому остро встал вопрос о самостоятельной сборке программатора. После долгого изучения наработок радиолюбителей со стажем, было решено собрать хорошо зарекомендовавший себя программатор USBASP, мозгом которого служит микроконтроллер Atmega8 (так же есть варианты прошивки под atmega88 и atmega48). Минимальная обвязка микроконтроллера позволяет собрать достаточно миниатюрный программатор, который всегда можно взять с собой, как флэшку.

При изучении любого незнакомого дела, особенно когда речь идет о микроконтроллерах, возникает вопрос — «С чего начать». Ведутся поиски статей по ключевым словам «Getting Started», неизбежно появляется дилема выбора среды разработки и программатора-отладчика. Чтобы помочь вам определиться с ответами на возникшие вопросы, я поделюсь своим опытом в освоении 32-битных контроллеров семейства STM32F от ST Microelectronics.

Выбор контроллера

Вариантов по сути дела было два — STM32F или NXP (LPC1xxx). На микроконтроллеры STM32F мой выбор пал по нескольким причинам.

В НГТУ, где я учусь на факультете энергетики, основная масса лабораторных работ проходит на очень старых стендах. Неверные показания измерительных приборов, постоянные сбои и поломки, да и просто неудобное управление вызывает массу неудобств и мешает изучению исследуемых физических процессов. В связи с этим у меня и моего преподавателя возникла идея усовершенствования таких стендов при помощи микроконтроллеров.