Программирование микроконтроллеров *

Sony анонсировала проект Open SmartWatch, целью которого является привлечение разработчиков к созданию альтернативных прошивок для своих умных часов SmartWatch.

В этой статье я хочу представить и вкратце описать члена семейства ОС реального времени — ChibiOS.

На днях встала задача запрограммировать устройство для измерения скорости потока воздуха. В качестве измеряющего элемента — датчик не понятно какого производителя, нет ни характеристик ни каких-либо адекватных параметров. Выбора не было, пришлось снимать градуировочные характеристики и выводить передаточную функцию «отсчеты АЦП-поток».

Компания UDOO запустила кампанию на Kickstarter.com по сбору средств на одноименную процессорную плату. При размере сходном с Raspberry Pi плата укомплектова двумя процессорами: четырёхядерным CPU Freescale i.MX6 1GHz на базе ARM Cortex A9 и Atmel ARM SAM3X. Указанная особенность делает UDOO гибридом Raspberry Pi и Arduino, позволяющим с одной стороны выполнять полноценные ОС на базе Linux и Android, а с другой стороны обеспечить совместимость на уровне приложений, аналоговых и цифровых портов ввода/вывода с платой Arduino DUE, что позволяет использовать UDOO в системах автоматизации и управления, рассчитанных на работу с Arduino.

Теория

Общие сведения

На отладочной плате STM32L-Discovery установлен жидкокристаллический индикатор (ЖКИ, англ. LCD. Liquid crystal display), имеющий шесть 14 сегментных знаков, 4 знака двоеточия (Colon), 4 точки (DP), 4 полоски (Bar). Все сегменты объединены в группы СOM0, COM1, COM2, COM3 по 24 сегмента. Каждая группа имеет свой отдельный «общий провод».


На отладочной плате установлен микроконтроллер STM32L152RBT6. В микроконтроллере есть встроенный контроллер ЖКИ, который управляет монохромными жидкокристаллическими индикаторами.
Контроллер ЖКИ:

1. Позволяет настраивать частоту обновлений (частоту кадров — частота, с которой обновляется информация на ЖКИ)
2. Поддерживает статический и мультиплексный режим управления
3. Поддерживает программную установку контраста
4. Позволяет использовать несколько уровней управляющего напряжения (до четырех)
5. Использует двойную буферизацию, позволяющую обновлять данные в регистрах LCD_RAM в любое время выполнения программы, не нарушая целостность отображаемой информации

Регистры памяти контроллера ЖКИ

В микроконтроллере STM32L152RB выделены специальные регистры LCD_RAM, информация, хранимая в которых, соответствует группе сегментов COM0 — COM3. Каждой группе соответствует два 32 разрядных регистра. Такое количество регистров позволяет микроконтроллеру управлять ЖКИ c большим количеством сегментов, чем установленным на отладочной плате.

Для управления ЖКИ со 176 сегментами используются 4 группы COM0 — COM3 по 44 сегмента каждая, для управления ЖКИ с 320 сегментами используются 8 групп COM0 — COM7 по 40 сегментов каждая.

В статье я расскажу о том, как получить данные о мощности с электросчетчика и вывести их в интернет.
Сразу скажу, что несмотря на то, что счетчик цифровой, и имеет цифровые интерфейсы для связи с внешним контрольным оборудованием, я не использую их (почему — ниже).

Здравствуй, уважаемое хабрасообщество!
Не так давно пришлось столкнуться с топологией сети в виде “избыточного кольца (redundant ring)”, о принципах работы которого и хотелось бы поговорить.
Дабы избежать недоразумений, сразу скажу, что в кольцо соединены только устройства на микроконтроллерах — на линии нет никаких коммутаторов и прочего такого. Только микроконтроллеры с физическим уровнем Ethernet в виде трёхпортового аппаратного свитча Micrel (о нём — далее). Ну и поскольку использовался Ethernet, то позволю себе вольность дальше употреблять выражение “сетевое кольцо”.

Изначально пост планировался в виде перевода способов организации кольца из вот этого документа с шутками и прибаутками комментариями и дополнениями. В процессе разработки предложенные варианты были опробованы, но они не устроили по некоторым причинам. Вследствие чего родилась эта статья. Я надеюсь, что описанные здесь способы организации работы сетевого кольца могут пригодиться не только мне.
Кому интересно — добро пожаловать под кат.
Под катом много букв и трафика

В мои руки попала отладочная плата мультиклета, и результатами его тестирования хочу поделится. Также расскажу и о нескольких подводных камнях, которые на первых порах могут несколько подпортить нервы тем, кто захочет лично потрогать Мультиклет.

Сразу стоит заметить, что я рассматриваю только разработку на C (а не на Ассемблере) т.к. нынче время работы программистов стоит дороже мегагерцев и памяти. У С-компилятора Мультиклета тяжелая судьба, и на _данный момент_ он находится в зачаточном состоянии (в частности, не реализованы какие-либо оптимизации). Ситуация обещает исправиться к середине/концу года.

Не работает программатор

Данная статья написана для тех, кто только начинает учиться программировать микроконтроллеры.
Гуру микроконтроллинга здесь делать нечего, а вот новичкам, столкнувшихся с проблемами китайского производства. Или нелепой фасовкой готовых программаторов или людей делающих первый шаг в радиоэлектронику эта статья может быть весьма-весьма полезной. Я так же опишу методы поиска неисправностей, с которыми столкнулся сам. Не у всех людей есть выдержка, тем более Интернет для этого и создан, что бы делиться опытом, не так ли?
Не работает программатор AVR — тысячи запросов в Яндексе и Гугл. Не работает USB asp — еще больше. Сотни сайтов, на которые попадаешь и везде читаешь одно и тоже, как кто то собирает очередной программатор, но ни кто, повторюсь НИ КТО не пишет, почему не работает именно твой личный девайс.

Быстрое решение. Для тех, кто не желает читать весь пост, а на быструю руку пришел за поиском решения выкладываю эту картинку. Обвожу изменения сделанные мной и не описанные ни на одном сайте.

Описание и подробности будут ниже.

В своей первой статье я описал схему простого программатора, сегодня расскажу, каким образом, подсоединить его к программируемому устройству.

Рис. 1. Внешний вид программатора.
В старые, добрые времена, когда микроконтроллеры с перепрограммируемой памятью программ на основе FLASH только начинали появляться, их программирование осуществлялось по параллельном интерфейсу. При этом для программирования могло использоваться более 20 выводов и зачастую требовалось использовать повышенное напряжение — 12 вольт и более. Микроконтроллеры тогда выпускались в выводных ДИП корпусах.

В последнее время, как среди профессиональных разработчиков, так и в рядах начинающих электронщиков широкое распространение получили ARM микроконтроллеры. Очень большой популярностью пользуются разработки фирмы NXP. Эта фирма производит огромный спектр изделий – от дешёвых и малопотребляющих до высокопроизводительных, поддерживающих такие интерфейсы как USB и Ethernet.

Для разработки системы управления одной железякой после длительных поисков мною был выбран ARM-микроконтроллер семейства STM32 — STM32F103 (в «стоножечном» исполнении). А в качестве макетки для разработки и отладки — STM32P103 (там ножек хоть и меньше, но ядро то же самое). «Истории успеха» я понемногу выкладывал в своей ЖЖшке, но вот решил собрать все воедино и рассказать о том, каково же оно — программировать микроконтроллеры в линуксе. Сам проект лежит на sourceforge.

Здравствуйте!
Недавно приобрел MSP430 LaunchPad и стал изучать документацию в надежде когда-нибудь применить в быту. В этом сообщении опишу получение влажности и температуры с датчика DHT11.

Сразу скажу, что пост ориентирован скорее на обычных людей, чем на тех, кто в теме, и является скорее отчётом того, чем я занимался в последние дни.

Я тут решил забить на всю работу и заняться чем-то для души. Снова взялся за паяльник. Решил автоматизировать дома всё и вся. На старой-то квартире у меня был умный дом или что-то типа того — мог свет в комнате включать через Интернет и всё такое.

На этот раз я решил учесть свои ошибки. Основной проблемой было то, что раньше у меня за всё отвечало одно устройство, к которому были подключены датчики температуры, движения, дисплей, кнопки и прочее. Всё это было здорово, но в итоге устройство выполняло только тот функционал, который был заложен в него изначально. Нельзя было так просто взять и подключить какой-то новый датчик, не переделывая это устройство.

Было решено, что лучше делать много отдельных устройств, каждое из которых отвечает за строго определённую задачу, имея возможность с лёгкостью подключать их к какой-то общей сети. И чтобы у каждого устройства был адрес и свой набор команд. Что-то вроде CAN-шины в современных автомобилях. При этом хочется, чтобы сеть была децентрализованной, без мастер-устройства, чтобы соединялись все по одному проводу, легко реализовывалось без покупки дополнительного контроллера, ну и чтобы длинные провода не были проблемой.

На борту микроконтроллера есть всякие I²C, да UART, но они явно не удовлетворяют условиям. В итоге было решено разработать свой велосипед протокол.

Микроконтроллер фирмы Parallax под названием Propeller, в сравнении с «классикой» жанра типа PIC или AVR занимает несколько странную нишу. Про первые два можно сказать, что это архитектуры общего назначения. Создатели же Пропеллера подошли к вопросу «с фланга».

Привет хабр — в этой статье я собираюсь поделиться своими успехами в освоении ПЛИС Altera Cyclone III. После мигания лампочками и игр со счетчиками — решил сделать что то более серьезное. Сделал я простейший VGA адаптер. Об основных его частях и пойдет речь. Статья больше ориентирована на начинающих, так как для опытных эта задача не составит труда, но для освоения, на мой взгляд — хорошая тренировочная задача. Эксперименты я свои провожу на отладочной плате Altera DE0. Описывать схему я буду на Verilog, Среда — Quartus II v 12.0. Итак — добро пожаловать под кат:

Мини-компьютеры стремительно занимают свою нишу на рынке хай-тек устройств. Не успела отгреметь кампания «Raspberry Pi», а на дистанцию стали выходить другие интересные и недорогие решения. Tom Cubie, инженер из Китая, решил сделать свой вариант малобюджетного ARM-компьютера, умещающегося на плате размером 6 на 10 сантиметров.

Примечание переводчика: Не так давно, мне пришел заказанный мною LaunchPad. Единственное что мне тогда хотелось, это сразу же начать мигать светодиодиками. Так я столкнулся с первой проблемой — у меня Linux. Почитав про основные IDE для разработки под эту платформу, я понял, что ничего хорошего мне тут не светит. А использовать Energia, просто напросто не позволяла религия. Имею привычку(не знаю, хорошую или нет) не работать с подобными инструментами «повышенной абстракции» пока не изучу подноготную того с чем работаю. Поэтому, Energia быстро отсеялась из возможных вариантов. Осталось только одно — собрать тулчейн gcc-msp430, включающий в себя все необходимое. Ноутбук у меня очень слабый, поэтому собирался этот тулчейн аж полдня. Что никак не радовало меня, так как я уже хотел МИГАТЬ. Когда собрал, столкнулся со следующей сложностью. Очень мало русскоязычной литературы и справки по этому микроконтроллеру. Что-то поспрашивал среди хабровчан, что-то кое-как смог вытащить из примеров кода от TI, но проблема оставалась — я слабо понимал все то что делаю. Продолжалось это ровно до тех пор, пока я не набрел на один замечательный англоязычный блог в котором хоть и на английском языке, но довольно доступно объяснялись все основы. Его я и принялся читать и переводить. Признаюсь честно, перевод я этот писал не столько для хабры, сколько для себя, чтобы на все 100% понять изложенный материал. Сказать что понял все на 100% — немного соврать. Скажу честно — от электроники я далёк, на момент получения лаунчпада я обладал нулевыми знаниями в этой сфере. Поэтому некоторые моменты перевода, могут, наверное, заставить плакать кровавыми слезами более серьезных разработчиков. К примеру — Vcc и Vss или PxREN. Идею я понимаю, но я сомневаюсь что перевел технически грамотно. Тем не менее, переводить я старался так, чтобы было понятно такому же нулю как я. В общем, если что — не обессудьте. Как мог. Кроме того, в переводах есть абзацы которые написаны чисто от себя, чтобы немного более подробно разжевать материал.
Ах да, начал переводить с лекции 02, так как в первой «Вводной» лекции содержится слишком много воды, которой и так море и на просторах хабры, да и вообще интернета. Мы же хотим сразу же работать, а не читать о том, как хорошо поступили TI выпустив дешевые LaunchPad'ы.

Введение

Используя разные микроконтроллеры, возникает необходимость выбрать удобную среду разработки. Нам есть из чего выбирать – будь то IAR или Keil µVision, или, даже Code Composer Studio.
Ниже пойдет речь об IAR Embedded Workbench IDE на примере STM32F10x. Эта среда разработки достаточно мощная. Имеются всякие вкусняшки.

Настройка IAR

В первую очередь нужно настроить IAR.

Основные настройки

После запуска IAR заходим в опции (Tools->Options…). Сразу же будет выбран пункт Editor. В поле Ident size число указывает на количество пробелов при нажатии Tab. Для меня удобно использовать число 4.
Стоит уделить внимание пункту Key Bindings. Здесь можно назначить горячие клавиши. Согласитесь, все-таки, удобно и быстро пользоваться комбинациями клавиш. Пока что, можно назначить комбинацию Ctrl+W как закрытие активных вкладок. Для этого в Menu выбираем Window и для команды Close active tab назначаем Ctrl+W.
С остальными горячими клавишами познакомимся ниже.

Картинка для привлечения внимания — xkcd

Представьте себе, что вы попали на необитаемый остров. И вам жизненно необходимо запрограммировать микроконтроллер. Зачем, спросите вы? Ну, допустим, чтобы починить аварийный радиомаяк, без которого шансы на спасение резко падают.

Радуясь, что еще не забыли курс ассемблера, вы кое-как написали программу палочкой на песке. Среди уцелевших вещей каким-то чудом оказалась распечатка документации на контроллер (хорошо, что вы еще не успели пустить её на растопку!), и программу удалось перевести в машинные коды. Осталась самая ерунда — прошить её в контроллер. Но в радиусе 500 километров нет ни одного программатора, не говоря уже о компьютерах. У вас только источник питания (батарея из картошки кокосов) и пара кусков провода.

Как же прошить МК фактически голыми руками?