Для одного из проектов по автоматизации потребовалось сделать устройство, которое является подчинённым 1-Wire устройством, принимает команды от мастера и выставляет на своих выходах значение аналогового сигнала в диапазоне от 0 до 10В.
Проанализировав линейку стандартных микросхем 1-Wire от Maxim, стало ясно, что нет микросхемы, которая позволит реализовать подобный функционал.
Потому было принято решение реализовывать 1-Wire slave на микроконтроллере. Надеюсь, данный материал будет интересен и полезен людям, которые делают «умный дом» своими руками, т.к. 1-Wire достаточно популярная шина в подобных проектах. В качестве камня был выбран МК Cortex M0+ ATSAMD20G16 от Atmel, но о реализации в коде расскажем во второй части. Забегая немного вперед, скажу что в третьей части цикла пойдет речь о реализации собственного семейства устройств для линуксовой библиотеки OWFS (One Wire File System). А сегодня расскажем о некоторых аппаратных решениях, к которым мы пришли в процессе разработки.

Немного теории

Atmel Software Framework (ASF) — программная библиотека, которая содержит широкий набор встраиваемого кода для микроконтроллеров Atmel всех семейств: megaAVR, AVR XMEGA, AVR UC3 и SAM.
Основные преимущества:

• Упрощается использование и освоение микроконтроллеров, так как библиотека написана на высоком и среднем уровнях абстракции;
• ASF разработана для использования на любой стадии проектирования;
• ASF интегрирована в Atmel Studio с графическим пользовательским интерфейсом, но также может использоваться с компиляторами IAR и GCC;
• ASF бесплатна.

Возможность обновления прошивки на серийно выпускаемых изделиях, или на единичных изделиях, находящихся в эксплуатации у заказчика трудно переоценить. Это не просто даёт возможность последующего устранения багов и расширения функционала, но и позволяет разработчику с более лёгким сердцем выпускать «еще сыроватый» продукт на рынок, если руководство того требует.

Поэтому важность наличия bootloader'а во вновь разрабатываемых устройствах в большинстве случаев не вызывает сомнений. В данной статье пойдет речь о разработке bootloader'а по интерфейсу USB на микроконтроллере Atmel SAM D21 с ядром Cortex M0+. А конкретно на SAMD21J18A. У микроконтроллеров SAM D20/21 нет предзаписанного бутлоадера, поэтому придётся заниматься его программной реализацией. На сайте Atmel можно найти Application notes, как сделать его с использованием стандартных интерфейсов (UART, I2C, SPI, USB). Под катом описание процесса создания USB-бутлоадера.

Продолжаем разработку на микроконтроллерах семейства Kinetis.

Умный дом или здание не ограничиваются только датчиками температуры или освещением. Там также присутствуют лифты, различные подъемники для людей с ограниченными физическими возможностями, грузовые подъемники, ворота, шлагбаумы, насосы, вентиляторы и прочее хозяйство. Традиционно это консервативные области, в них концепции умного дома проникают с трудом. Данная плата позволяет модернизировать устоявшиеся решения и добавить в них интеграцию в IoT (интернет вещей).

Моя идея: узнать максимальную скорость в радиоуправляемой машинке и запоминание при выключение питания, добавить включение фар при наборе скорости, включение поворотников при поворотах, включение стопсигналов при торможение, включение габаритных огней при стоянке, мигалок при нажатие кнопки на машинке(кнопка сброса максимальной скорости).

Ведение

Попав в отпуске в город на Неве и посетив множество красивых мест, я все таки, вечерами за чашкой пива, разбирался с UARTом. Тем более, что я купил неплохие наушники Fisher FA011, к которым пришлось прикупить USB SOUND BLASTER X-FI HD и хотел послушать музыку.
Предыдущие статьи вначале переехали на Geektime потом я обратно их перегнал, даже и не знаю, куда теперь их деть :)
Но так на всякий случай они тут:
STM32, C++ и FreeRTOS. Разработка с нуля. Часть 1
STM32, C++ и FreeRTOS. Разработка с нуля. Часть 2 и
STM32, C++ и FreeRTOS. Разработка с нуля. Часть 3 (LCD и Экраны)

На самом деле вариантов использования у этого модуля может быть больше, но названное применение было толчком к разработке.
Как известно, привезенные из США автомобили славятся своей дешевизной. Но при попытке получить разрешение на эксплуатацию в Европе новые владельцы таких машин сталкиваются с несоответствием стандартов на фары и сигнальные фонари в Америке и Европе. Приходится менять фары и задние огни. И тут подстерегает следующая неожиданность.

После беглого знакомства в прошлой статье с микроконтроллерами семейства Kinetis от фирмы Freescale я хотел бы представить проект микроконтроллерного модуля на этих чипах.

Спойлер: данная статья не выдавит ностальгической слезы.

Решив не так давно познакомиться поближе (после Arduino) с микроконтроллерами вообще
и с микроконтроллерами ATmega в частности, я быстро понял, что просто читать о МК,
прогонять код в эмуляторе, «моргать светодиодом» — это как-то не то. Поэтому я решил
«запилить» какой-нибудь — пусть даже бесполезный — проект, и разбираться со всем
уже по ходу дела. На ум пришли лабораторные работы по микропроцессорным системам
и учебный стенд, на котором эти работы выполнялись — так называемый учебный микропроцессорный
комплект (УМК), который у нас звался просто «Умкой».

Про УМК

Итак, если не вдаваться в подробности (если вдаваться — то по ссылкам ниже), то
«Умка» это микро-ЭВМ на базе микропроцессора К580ИК80А, выпускался в 80-х годах
прошлого века (мне же посчастливилось работать с ним в не совсем далёком 2009 году),
представляет из себя весомый такой ящик. Более подробную информацию об истории «Умок»
и прочем можно найти по второй ссылке ниже. Вот так он выглядит.

Введение

В двух предыдущих частях STM32, C++ и FreeRTOS. Разработка с нуля. Часть 1 и STM32, C++ и FreeRTOS. Разработка с нуля. Часть 2 мною уже были реализованы требования SR0, SR7, SR4 и SR6. Опять нужно вспомнить, какие вообще требования есть.
SR0: Устройство должно измерять три параметра (иметь три переменных): Температуру микропроцессора, Напряжение VDDA, Напряжение с переменного резистора
SR1: Устройство должно выводить значение этих переменных на индикатор.
SR2: Единицы измерения для Температуры микропроцессора — градусы Цельсия, для остальных параметров — вольты.
SR3: При нажатии на кнопку 1, на индикаторе должен показываться экран со следующей измеряемой переменной,
SR4: При нажатии на кнопку 1 Светодиод 1 должен изменять свое состояние
SR5: При нажатии на кнопку 2, на индикаторе должен поменяться режим отображения переменных с постоянного показывания переменной на последовательное (менять экраны раз в 1.5 секунды) при следующем нажатии с последовательного на постоянное,
SR6: При нажатии на кнопку 2 светодиод 2 должен менять свое состояние.
SR7: Светодиод 3 должен моргать раз в 1 секунду.

Значит остались самые «вкусные» требования связанные c отображением всей измеренной информации на индикаторе: SR1, SR2, SR3, SR5. Ну что же начнем.

Введение

В прошлой публикации STM32, C++ и FreeRTOS. Разработка с нуля. Часть 1 я остановился на том, как уехал на озеро как были релизованы требования SR7, SR4 и SR6. Напомню, какие требования вообще есть для проекта:
SR0: Устройство должно измерять три параметра (иметь три переменных): Температуру микропроцессора, Напряжение VDDA, Напряжение с переменного резистора
SR1: Устройство должно выводить значение этих переменных на индикатор.
SR2: Единицы измерения для Температуры микропроцессора — градусы Цельсия, для остальных параметров — вольты.
SR3: При нажатии на кнопку 1, на индикаторе должен показываться экран со следующей измеряемой переменной,
SR4: При нажатии на кнопку 1 Светодиод 1 должен изменять свое состояние
SR5: При нажатии на кнопку 2, на индикаторе должен поменяться режим отображения переменных с постоянного показывания переменной на последовательное (менять экраны раз в 1.5 секунды) при следующем нажатии с последовательного на постоянное,
SR6: При нажатии на кнопку 2 светодиод 2 должен менять свое состояние.
SR7: Светодиод 3 должен моргать раз в 1 секунду.

Введение

Не так давно мой отдел столкнулся с трудностями поиска новых инженеров программистов для разработки встроенного ПО. Опытным и умным не нравился уровень зарплаты, а молодых просто нет в нашем городе. Поэтому под патронажем нашей доблестной глобальной компании со штаб квартирой где-то в Сент Луисе, мы начали сначала набирать студентов в интернатуру, а потом, решили пойти другим путем и сделать целых два курса по разработке ПО, а уже там самим выбирать самых “толковых” если понадобятся вдруг новые сотрудники. Это намного дешевле и позволяет охватить максимальное количество претендентов.
Немного отступлю от темы, сам я программировал последний раз очень давно, и вообще больше на С#, а последний глобальный проект на микроконтроллере (PIC16 на зыке Си) был сделан в далеком 2007 году.
Поэтому мне предстояло разобраться с современными микроконроллерами, языком С++ и операционной системой реального времени.
Конечно все наши проекты уже сейчас используют ОСРВ и пишутся на С++, но как разработчик я в них не учувствую, а занимаюсь тунеядством управлением проектами разработки такого ПО.

Выбор

Времени у меня на все про все было дано 1 месяц. С начала июня 2015 до начала июля 2015, потому что потом я собирался в отпуск, а после отпуска обычно полно работы. Надо было делать все быстро и четко.
Немного проконсультировавшись с коллегами, выяснил, что модное направление ARM Cortex различные ядра и из доступных отладочных плат можно заказать Olimex STM32P152 которые стоили 25 долларов. Они пришли очень быстро — 6 плат по цене примерно 2000 рублей. Стоит заметить, что эти платы были закуплены нами для университета, где собственно и будет проходить этот курс.

Многие микроконтроллерные платформы поддерживают инструменты для создания начальной конфиграции периферийных устройств и портов ввода/вывода. Обычно это графическая среда, в которой задаются параметры работы кристалла и может быть сгенерирован исходный код — заготовка будущего проекта.

При использовании такого конфигуратора вы существенно упрощаете начальный этап программирования, но делаете это не в ущерб пониманию процессов, происходящих на кристалле.
Ниже приведен пример использования конфигуратора для микроконтроллера C8051F930 от Silicon Labs. Будем управлять яркостью светодиода с потенциомера, написав руками всего две строчки кода. Just for fun, конечно.

Недавно я увидел проект генератора сигналов на микроконтроллере AVR. Принцип генерации — DDS, на базе библиотеки Jesper максимальная частота — 65534 Гц (и до 8 МГц HS выход с меандром). И тут я подумал, что генератор — отличная задача, где ПЛИС сможет показать себя в лучшем виде. В качестве спортивного интереса я решил повторить проект на ПЛИС, при этом по срокам уложиться в два выходных дня, а параметры получить не строго определенные, а максимально возможные. Что из этого получилось, можно узнать под катом

Недавно я все-таки сделал свой первый шаг к ПЛИС и призвал вас за собой. Мое фанатическое увлечение ПЛИС и идея о том, что ПЛИС является лучшей платформой для создания любых устройств приобрела религиозный характер. Моя секта ПЛИСоводов проповедует полный отказ от микроконтроллеров, а особо экстремистская ветвь проповедует отказ не только от софт процессоров, но и вообще от последовательных вычислений!

Как всегда, постижению истин помогло решение реальных задач. В сегодняшней проповеди я хотел бы рассказать об испытаниях, которые выпадают на долю молодого ПЛИСовода. Преодолевая испытания мы постигаем истину. Но остаются вопросы, на которые я не нашел ответов. Поэтому я бы очень хотел, чтобы братья-хабровчане — ПЛИСоводы с опытом, поучаствовали в обсуждении, протянули руку помощи своим младшим собратьям.

Эта статья для новичков. В ней я опишу типичные проблемы, вопросы, заблуждения, ошибки, которые могут появиться в самом начале обучения (потому что они появились у меня). Однако, контекст статьи ограничен тем, что разработка ведется на ПЛИС от Altera в среде Quartus на языке Verilog.

Немного теории

Цифровой автомат (ЦА) — это устройство, которое осуществляет прием, хранение и преобразование дискретной информации по некоторому алгоритму и может находиться в одном из нескольких устойчивых состояний [7].



Рисунок 1 — Граф цифрового автомата

Попали мне в руки чипы NRF24LE1E в модульном исполнении с маркировкой на пузе XL24LE1-D01.
Вот такие вот:



Взял я их на собственные эксперименты, но речь пойдёт не об этом. Выбор пал на этот чип, так как в нём уже есть свой процессор на базе 8051, что не может не радовать. Я бегло пролистал даташит, и вроде ничего не вызвало вопросов. Мол, получим — а там разберёмся. И вот модули у меня.

Понимает ли ваш супруг, как вы думаете?

Инженерия — это аналитическая профессия, в которой, если все сделано правильно, все может быть проверено холодным расчетом. Это данность. Не имеет значения, что вы думаете о чем-то, важен только результат.

Недавнее статья Малкольма Гладуэлла в Нью-Йоркер поднимает этот вопрос. В ней обсуждается роль инженеров в автомобильной службе отзыва. Помните катастрофу Пинто? Столкновения сзади может превратить автомобиль в огненный шар. Что не так с этими инженерами?

Оказывается, числа просто не поддерживают страстные крики о переменах. Большое дело, которое было инициировано, когда три девочки-подростка погибли, когда их Пинто сгорел, выиграл Ford.

Статья дает не относящиеся к инженерам превосходное понимание, как мы думаем, как мы принимаем решения, и что еще более важно, как мы смотрим на мир. Она рисует разительный контраст образа мысли людей, ориентированных на число, и многих других, которые принимают решения, основанные на том, как они себя чувствуют.

Конечно, иногда наши аналитические стороны не всегда уместны. Когда мы растили детей, моя жена спросила, почему я всегда думал о том, что может пойти с ними не так. Я ответил: «Я тренировался в анализе худшего случая.»

Предыстория

Два года назад компания Silicon Labs поглотила очередную компанию поменьше – на этот раз норвежского производителя малопотребляющих ARM-контроллеров EnergyMicro. С тех пор SiLabs активно развивает и продвигает микроконтроллеры серии EFM32 со смешной ящерицей на корпусе.

К делу

Если вам приходилось читать обзоры на современные микроконтроллеры, то вы согласитесь – кроме прочего там будет обязательно сказано о рекордно высокой производительности и о рекордно низком энергопотреблении. Кажется, это просто правило хорошего тона в клубе производителей МК, но случается что и шаблонные фразы маркетологов имеют смысл.

По документации энергопотребление у EFM32 действительно низкое, проверить это на практике можно с помощью утилиты для профилирования энергопотребления микроконтроллеров от Silicon Labs.



Под катом обзор утилиты и практические советы по её использованию.

Только дурак учится на своих ошибках, умный предпочитает учиться на чужих

Мой активный корреспондент Чарльз Мэннинг отправил мне ссылку на вопрос с сайта Nordic Semiconductor. Вот этот вопрос, дословно: «Какой BLE профиль будет удовлетворять ЭКГ сигналам наилучшим образом и есть ли пример кода для АЦП из этого профиля? Искал какое-то время и не могу найти его ».

Чарльз, и я вместе с ним, были ошеломлены. Кто-то создает критическую часть медицинского оборудование с, как нам представляется, ограниченным знанием протокола связи, который он будет использовать Он также планирует построить эту часть на референсном (если кто предложит хороший перевод этого термина буду благодарен — «образцовый и эталонный» не очень подходят — в русском языке эти два термина содержат несколько иной смысл, а «примерный» не звучит -примечание переводчика) ( мне подсказали в комментариях демонстрационный код -пп) коде от поставщика.