Программирование микроконтроллеров *

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.

Довелось мне, по роду своей деятельности, писать программу для разгона раскрутки и управления трехфазным синхронным двигателем. Далее я постараюсь подробно описать как я это реализовал.

Наконец решил и я вбросить свои 5 копеек в развитие столь интересной, но узко представленной здесь темы – программирование ПЛИС и периферии. В частности в этой статье я кратко опишу работу, довольно простого, но столь важного типа памяти как SSRAM и продемонстрирую свой простерший пример её контроля выполненного с среде Quartus II с использованием языка Verilog HDL.

Доброго дня.
Ответ на топик "Элемент задержки на VHDL" подготовлен для того чтобы дать представление о возможных реализациях задержек сигналов в ПЛИС.

Схемы с асинхронным сбросом нисколько не хуже синхронных схем. Но только в том случае, когда у Вас есть твердые знания в временных задержках между сигналами, приходящими на вход и рассчитанные временные задержи для вашей реализации в вашей ПЛИС. Но тут же теряется главное преимущество ПЛИС — возможность добавить новую функциональность в схему или поменять используемые контакты для ввода-вывода сигналов, так как для каждой новой реализации придется учитывать ее новые временные задержки и не факт что они Вам подойдут.

При проектировании различных цифровых устройств, в частности, контроллеров, требуется организовать задержку подачи одного и того же сигнала на различные выводы ПЛИС или на другие элементы внутри ПЛИС.

Для начала рассмотрим подобную ситуацию с дискретной логикой. Обычно, если у разработчика имеется микросхема с шестью вентилями НЕ (например ,155ЛН1), в качестве элемента задержки (величиной 10…20 наносекунд) он использует последовательное соединение двух элементов. Иногда между ними он вставляет RC-цепь, с помощью которой можно сделать время задержки от 10 до 150 нс.

В микросхеме ПЛИС задержку таким способом организовать НЕЛЬЗЯ. Всё дело в

После моей недавней статьи на хабре про рвущие все по цене армы было высказано много мнений, что ARM-у нужна 4-6-слойная плата, ну уж 2 то как минимум, и куча обвязки.

Я решил попробовать доказать, что это далеко от истины, и сделал платку, проще которой трудно: 1 сторонняя, 1 обязательный конденсатор (до стабилизатора не обязательно), 1 резистор, один стабилизатор 3.3V, и наконец младший STM32: STM32F100C4T6B — 16кб флеш, 4кб SRAM, 48 ног, Cortex-M3(!!!) с DMA, дебагом на лету, 32*32+32->32 за 1 такт и всеми прочими радостями за 28 рублей.