Программирование микроконтроллеров *

На сегодняшний день оптическое распознавание символов является частью решения таких прикладных задач, как распознавание и оцифровка текстов, распознавание документов, распознавание автомобильных номеров, определение номеров банковских карточек, чтение показаний счетчиков учета, определения номеров домов для создания карт (Google Street View) и т.д.

Распознавание символа означает анализ его изображения с целью получения некоторого набора признаков для сравнения их с признаками класса [ 1 ]. Выбор такого набора и способы его определения отличают разные методы распознавания, но для большинства из них необходима одномоментная информация обо всех пикселях изображения.

Последнее обстоятельство и достаточно большой объем вычислений делают невозможным использования маломощных вычислительных устройств (микроконтроллеров) для оптического распознавания символов. «Да и зачем?» — воскликнет информированный читатель, «мощности вычислительных устройств постоянно растут, а их цена падает!»[2, 3]. Допустим, что ответ будет такой: просто интересно, возможно ли упростить метод распознавания до такой степени, чтобы можно было бы использовать микроконтроллер?

Как это ни странно, даже сейчас, спустя столько десятилетий, есть множество людей, которым интересен ZX-Spectrum. И дело не ограничивается программными эмуляторами, нет. У этих людей есть вполне себе настоящие, “железные” спектрумы. Подавляющее большинство этих компьютеров оснащено дисководами, но есть и экземпляры только с магнитофонным входом. Такой компьютер можно загрузить, например, с аудиоплейера. Но при таком способе загрузки неудобно переходить между блоками данных внутри аудиофайла, например, если игра требует загрузки уровней. Да и места аудиофайлы занимают порядочно… Есть, конечно, ещё разные программы для смартфонов, воспроизводящие форматы файлов данных для спектрума tap и tzx. Но можно для этих же целей собрать аппаратный эмулятор магнитофона, описанный в этой статье.

Как известно, во многих системах доступа используются карты RFID стандарта EM-Marin с частотой 125 КГц. Не исключением стал и домофон моего дома. Одна проблема – неплохо бы научиться копировать такие карты, ибо ценники на их копирование не радуют. В сети, конечно, существует довольно много схем копировщиков (да и китайцы продают свои копировщики за копейки — правда, они часто при копировании ставят свой пароль на болванки), но почему бы не собрать свой собственный копировщик? Вот об этом и нижеприведённая статья.

У многих сохранились дома компьютеры Amiga. Но вот дискеты к ним сохранились не у всех. Эту проблему можно решить, собрав эмулятор дисковода. О том, как сделать самому такой эмулятор дисковода для Amiga я и расскажу в этой статье.

В статье речь пойдёт про отечественный МК фирмы Миландр 1886ВЕ5У, будет совсем немного кода и много нытья.

Данный МК построен на ядре PIC17, что заметно при разработке — так как у меня уже есть солидная кодовая база для PIC, мне было чуть проще начать. Также под данный МК можно приобрести отладочную плату — о ней я тоже пару слов напишу.

Я расскажу с какими проблемами столкнулся при разработке прошивки, что понравилось, а что не очень. Всё написанное — моё личное субъективное мнение, потому, сразу оговорюсь, возможно будут описаны проблемы, которые и не проблемы вовсе, а совсем даже особенности и которых можно было бы избежать, обладай я большим опытом разработки.

Итак, поехали.

Ранее в своей статье я рассказывал о том, как устроены фазовые лазерные дальномеры. Теперь пришло время разобраться с тем, как работают бытовые лазерные рулетки. Разобраться — это не просто заглянуть, что же там внутри, а полностью восстановить всю схему и написать собственную программу для микроконтроллера.

Добрый день!

Потоки… Переключение контекстов… Базовая сущность ОС. И конечно, при разработке библиотек и приложений мы всегда полагаемся на то, что реализация потоков безошибочна. Поэтому было неожиданно найти грубую ошибку в переключении потоков для STM32 на ОСРВ Embox, когда уже продолжительное время работали и сеть, и файловая система и многие сторонние библиотеки. И мы даже успели похвастаться о своих достижениях на Хабре.

Я бы хотел рассказать про то, как мы делали переключение потоков для Cortex-M, и тестировали на STM32. Кроме того, постараюсь рассказать о том как это сделано в других ОС — NuttX и FreeRTOS.

Продолжение статей Arduino на автомойке и Arduino на автомойке ч.2.


Как понятно из заголовка перешли на использование Orange Pi One. Машинка гораздо поинтереснее Arduino. Выбран среди себе подобных в основном из-за цены. По сравнению в Arduino лучше решает следующие задачи:

— сеть (проблем пока нет)
— подключение монитора вместо табло
— возможность использования тач-панели
— возможность использования базы данных
— возможность установки на «себя» веб-сервера

«Ну что, без драки? Волейбол — так волейбол!»
Ну что же, USB — так USB

Не в моих правилах баловать читателя КДПВ, но не мог удержаться.

Но начнем мы, как и было обещано, со службы времени в МК. Рассмотрим связанную с этой службой задачу — имеется набор чисел и среди них следует выделить те, которые не превосходят некоторое другое наперед заданное число. А переходя к времени, можно сказать, что нам нужно будет определить момент, когда наше текущее время (Т) станет на величину интервала (И) больше, чем начало отсчета интервала (С).

Как мы можем решить эту задачу, и причем тут Уроборос?

У каждой российской микроэлектронной компании есть рассказ, почему она самая хорошая и передовая. По английски это называется «claim to fame» — «заявка на славу». Одни российские компании славятся оригинальной архитектурой и/или микроархитектурой CPU, другие — спроектированной в России системой на кристалле, третьи — спроектированными в России блоками, которые были лицензированы западным компаниям.

У российской компании ЭЛВИС (ELVEES), которая исторически специализировалась на космической электронике, DSP и хардверно-поддерживаемом распознавании образов, текущая «заявка на славу» выражена в совместном российско-британско-американско-тайваньском чипе для «умных камер» под названием ELISE. Инженеры в подмосковном Зеленограде спроектировали внутри этого чипа важные блоки для видео-обработки и GNSS, которые потом кросс-лицензировала британско-американская Imagination Technologies.

Блоки от элвисовцев интегрированы с тремя разнородными процессорными ядрами: двухядерным кластером суперскалярных ядер MIPS P5607 (Apache) с частотой 1.2 GHz, на котором работает Linux, процессором с аппаратно-поддерживаемой многопоточностью MIPS interAptiv (1 GHz) и небольшим вспомогательным процессором с аппаратно-поддерживаемой виртуализацией MIPS M5150 (Virtuoso).

На днях мне попали в руки два изделия с чипом ELISE — плата для разработчиков и трехмерная бинокулярная камера. Элвисовцы также дали мне список на 10 страниц, что есть на плате, что есть внутри чипа, и какой для этого поддерживается софтвер. К сожалению, они не разрешили мне выложить эти страницы в интернет, поэтому я кое-что перескажу своими словами, а также добавлю инфо про используемые ядра, после чего вы все остальное можете запросить у элвисовцев сами.

На фотографиях ниже некоторые из инженеров-участников проекта. Девушка слева спроектировала часть load-store unit в MIPS P5607, юноша в зеленой майке написал модели интерфейсов шин, а товарищ в клетчатой рубашке — архитектор софтверной экосистемы:

В первой части я описал на примере cmoda7 как портировать MIPSfpga (Портирование MIPSfpga на другие платы и интеграция периферии в систему. Часть 1) на FPGA платы отличные от уже портированых среди которых такие популярные как: basys3, nexys4, nexys4_ddr фирмы Xilinx, а так же de0, de0_cv, de0_nano, de1, DE1, de10_lite, de2_115, DE2-115 фирмы Altera(Intel), во второй части как интегрировать клавиатуру Pmod KYPD (Портирование MIPSfpga на другие платы и интеграция периферии в систему. Часть 2).

В этой части добавим к MIPSfpga-plus встроенный АЦП, и популярный LCD от Nokia 5100.
С предыдущих частей можно сделать вывод, что интеграция периферии в MIPSFPGA состоит из пять основных этапов:

• Добавление модуля интерфейса общения с периферией (i2c, spi, и т.д.).
• Соединение входных/выходных портов модуля с шиной AHB-Lite.
• Присваивание адресов сигналов подключаемого устройства.
• Добавление констрейнов на физические контакты платы.
• Написание программы для MIPS процессора.

Подключение встроенного в cmoda7 АЦП

Как я уже говорил плата cmodA7 имеет встроенный АЦП, pin 15 и 16 используются в качестве аналоговых входов модуля FPGA. Диапазон работы встроенного АЦП от 0-1V, поэтому используется внешняя схема для увеличения входного напряжения до 3.3V.


Эта схема позволяет модулю XACD точно измерить любое напряжение от 0 В и 3,3 В (по отношению к GND). Чтобы работать с АЦП в Vivado существует блок IP (интеллектуальной собственности) Xilinx, с помощью которого можно будет просто его интегрировать в нашу систему MIPSfpga.

MIPSfpga микропроцессор MIPS32 microAptiv описаный на языке Verilog для образовательных целей фирмы Imagination, который имеет кэш-память и блок управления памятью. Код процессора доступен пользователю (инструкция по скачиванию) и может использоваться для моделирования и реализации процессора на FPGA плате.

Данная статья является продолжением статьи о том как портировать MIPSfpga-plus на другие платы, и в ней будет описано как интегрировать периферию в систему MIPSfpga-plus на примере 16 кнопочной клавиатуры Digillent Pmod KYPD:



Подключение клавиатуры к процессору позволит пользователю общаться с ним. В общем 16 кнопочные клавиатуры бывают в различных представлениях, но реализация и принцип работы у них одинаковый. Поэтому, по даному примеру можно интегрировать и схожие клавиатуры.

Интеграция встроенного в плату АЦП, а так же подключения дисплея от Nokia 5100 описана в следующей части моего tutorial:

Портирование MIPSfpga на другие платы и интеграция периферии в систему. Часть 3

Так же о том как начать работать с MIPSfpga написано в статье.

MIPSfpga представляет собой предназначенный для образовательных целей микропроцессор MIPS32 microAptiv фирмы Imagination, который имеет кэш-память и блок управления памятью. Код процессора на языке Verilog доступен пользователю и может использоваться для моделирования и реализации процессора на FPGA плате.

В даной статье будет описано на примере Digilent cmodA7 как портировать процессор MIPSfpga-plus на другие платы.



На сегодняшний день MIPSFPGA портирован на популярные платы таких фирм как ALTERA и Xilinx, среди них Basys 3, Nexys4 ddr, и другие (полный список находится на github). Такие платы наиболее популярны среди разработчиков на FPGA. Цена на такие платы довольно не маленькая, да и загружаются программы в ядро MIPSfpga с использованием интерфейса EJTAG и адаптера Bus Blaster ценой около 50$. Адаптер Bus Blaster получает команды по высокоскоростному кабелю USB 2.0 и преобразует их в последовательный протокол EJTAG, это позволяет загружать программы в ядро MIPSfpga и управлять отладкой программ, которые на нем выполняются. Проблема с относительно дорогим Bus Blaster была решена введением в систему MIPSfpga ряда улучшений. Улучшеный вариант системи MIPSfpga, названый MIPSfpga-plus включает в себя такие новые функции:

— Возможность загрузки программного обеспечения с использованием USB-to-UART коннектора ценой в $ 5 FTDI вместо $ 50 Bus Blaster, который иногда не так уж и легко достать.

— Возможность изменять тактовую частоту на лету с 50 или 25 МГц до 1 Гц (один цикл в секунду) для наблюдения за работой процессора в режиме реального времени, включая промахи в кэш-памяти и перенаправления конвеера.

— Пример интеграции датчика освещенности с протоколом SPI.

— Небольшая последовательность инициализации программного обеспечения, которая вписывается в 1 КБ вместо 32 КБ памяти, что позволяет переносить MIPSfpga на более широкий выбор плат FPGA без использования внешней памяти. Реализация UART описана в статье: MIPSfpga и UART.

Есть ли в мире что либо более постоянное, чем временные переменные

Просматривая тематический форум, увидел традиционное «Не работает скетч, подскажите, в чем дело» — таких постов чуть меньше, чем все, но в заголовке фигурировала работа с SD карточкой, поэтому решил глянуть. Больше всего порадовала фраза, что «скорее всего, дело в карточке, но решил попросить посмотреть код, может, что интересного увидите» — не ручаюсь за точность цитаты, но смысл передал верно. Действительно, интересного там наблюдалось много, мой взгляд зацепился за выражение

unsigned long Interval = 2000; ....
while (micros() < StartInterval + Interval) {};

причем дальше эта переменная использовалась, как константа в запуске задержки. Оставим за скобками способ обращения с временем, сейчас речь не об этом.

Сначала я, действуя на автомате, написал, что следует применять #define, «да призадумалась, а сыр во рту держала». Может быть, я чего-то не знаю, и применение констант в таком формате может быть выгодно при определенных условиях? Вдумчивое чтение мануалов на разные микроконтроллеры (МК) привело к интересным находкам, которыми (вместе с ответом на мой вопрос) и собираюсь поделиться под катом.

Микроконтроллеры семейства EFM8 Bee с каждым днем становятся всё популярнее и уже накопился список частых вопросов, на которые приходится регулярно отвечать. Решил разместить их здесь, чтобы люди, которые стесняются задавать вопросы инженерам компании «ЭФО», могли найти ответы через поисковик.

Для читателей, кто не знаком с микроконтроллерами EFM8 Bee, вкратце изложу основные особенности этих кристаллов, ответив тем на уже наверняка возникший вопрос: Чем особенны микроконтроллеры EFM8 Bee?

Всем привет! В данной статье я бы хотел поделиться опытом создания драйверов для платформ серии stm32. Идея заключается в том, чтобы в ОС Embox, не приходилось создавать драйвера для каждой серии платформ STM32F3, STM32F4 и так далее. Ведь кроме того, что это занимает время, новый код неизбежно будет содержать новые ошибки.

Троичный счётчик

Итак, продолжаем разговор. В этой статье я расскажу, как можно сделать троичный счётчик. Напоминаю, что я хочу сделать простейшую, но программируемую железку, работающую на троичной логике. Ответ на вопрос «зачем?» смотреть тут.

Это уже третья статья, по мере готовности будет продолжение. Оглавление:

• Считаем до трёх: раз (троичный мультиплексор и сумматоры)
• Считаем до трёх: два (память)
• Считаем до трёх: три (счётчики)
• Считаем до трёх: четыре (однотритный вычислитель и система команд трёхтритного)

Как обычно, в моих статьях картинок больше, нежели текста. Вот так выглядит основная железка, о которой сегодня будет идти речь:

Продолжаем цикл про основы работы STM32MXCube и программированию микроконтроллеров STM32.

→ Часть 1
→ Часть 2

В прошлых частях мы освоили базовые настройки микроконтроллера, работу с GPIO, таймером, DMA и DAC. В этой части мы познакомимся с ADC и USB.

Прошивку для внутренностей современной встраиваемой электроники написать с нуля практически нереально. На это просто не дают времени. Поэтому ПО для встраиваемых систем создается на базе
готовых программных платформ — фреймворков. Чем более развит фреймворк, тем быстрее идет разработка. Здесь пойдет речь о фреймворке созданном мной специально для модулей управления моторами и успешно применяемом уже в течении некоторого времени.

Основное назначение модуля — управление синхронными бесколлекторными двигателями (BLDC, BLAC, PMSM ...) с трапецеидальной или синусоидальной формой напряжения, с сенсорами скорости-положения или без сенсоров. Кроме этого модуль имеет небольшие габариты, достаточно широкий диапазон питающих напряжений, разнообразные каналы отладки, проводную и беспроводную связь.