Все потоки
Поиск
Написать публикацию
Обновить
166.05

Программирование микроконтроллеров *

Учимся программировать микроконтроллеры

Сначала показывать
Период
Уровень сложности

Фантомный double в прошивках для ядер Cortex-M*

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение8 мин
Количество просмотров14K

В последнее время появилось много микроконтроллеров на ядрах ARM Cortex-M*, которые поддерживают аппаратную реализацию математики плавающей запятой (FPU). В основном FPU работают с одиночной точностью (float) и её вполне достаточно для работы с сигналами, полученными с АЦП. FPU позволяет забыть о проблемах дискретизации и проблемах переполнения целочисленных вычислений. FPU быстр - все математические операции с одиночными float, кроме деления и взятия корня, занимают на Cortex-M4F один такт. Поэтому после перехода на Cortex-M4F мы вздохнули свободно и стали писать математику на float. Как же мы удивились, найдя в скомпилированном коде математические операции над double с программной, очень медленной эмуляцией.

В статье рассказывается, как обнаружить и исправить присутствие double в прошивках, где ядро аппаратно поддерживает тип float, но не поддерживает double.

Работа ведётся в среде IAR Embedded Workbench на примере реального кода на языке Си.

Читать далее

TinyFL — драйвер фонарика на микроконтроллере

Время на прочтение18 мин
Количество просмотров74K

Привет, Habr!


Хочу рассказать историю о том, как мне в руки попал китайский налобный фонарик на светодиоде Cree XM-L и что дальше с ним стало.


Читать дальше →

Лучшее время для изучения микроконтроллеров

Время на прочтение12 мин
Количество просмотров213K
image
Признайтесь, как часто вы думали о том, чтоб освоить азы программирования микроконтроллеров? Наверняка у вас есть в голове несколько идей потенциальных проектов, но воплощать их в жизнь вы так и не взялись. Так вот: лучше времени для старта, чем сейчас просто не найти.

Почему я решил, что этот вопрос интересен аудитории Хабра? Достаточно проанализировать количество добавления в избранное некоторых постов и выводы напрашиваются сами собой.

С другой стороны, в моём текущем окружении очень много программистов, но почти нет имбедеров. Когда я разговариваю с ними на тему микроконтроллеров, у меня создаётся впечатление, что мнение о них у многих осталось на уровне 10-летней давности.
Читать дальше →

Модернизация настольных электромеханических часов

Уровень сложностиСложный
Время на прочтение33 мин
Количество просмотров9.3K

У меня есть старые электромеханические часы «Янтарь», которым почти 50 лет. По паспорту их продали в 1976 году. Эти часы дороги мне как память, потому что достались от бабушки с дедушкой.

Одни до сих пор исправно ходят, но точность хода у них низкая. Погрешность набегает настолько быстро, что я перестал их подводить, и показывают они плюс-минус полчаса. Я решил исправить эту проблему, чтобы они радовали не только связанными воспоминаниями, но и надежным выполнением своей функции.

В этой статье я не просто приведу собранную электрическую схему и код скетча для микроконтроллера, но и подробно расскажу о доработке, о возникших проблемах и их решении, чтобы владельцы других моделей часов смогли адаптировать подход для своего случая.

Погружаемся в схемотехнику, механику и код

Пишем Hex Viewer для Flipper Zero

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение11 мин
Количество просмотров13K

Примерно месяц назад основная поставка Flipper'ов таки доехала до России. Вопреки моим ожиданиям, это не вызвало волну публикаций про создание приложений под него. Хорошие публикации есть (например, эта и вот эта), но массовости нет. Слишком долго ждали и перегорели? Пишут долго и обстоятельно? Технологический стек устройства не подходит для быстрого и легкого старта? Как бы то ни было, такой расклад ничуть не убавил мотивации поиграться с устройством!! С удовольствием уделил несколько вечеров созданию своего первого приложения под Flipper Zero: Hex Viewer, шестнадцатеричного просмотрщика. О своем опыте и интересных находках расскажу в теле статьи.

Читать далее

Пастильда: итоги

Время на прочтение8 мин
Количество просмотров24K


Как устроено контрактное производство электроники в США?
Можно ли заработать на краудфандинге?
Софт, который убивает железо. Миф или реальность?
Есть ли жизнь у open-source проектов?

Все это в заключительной части детективной истории про разработку Пастильды — аппаратного менеджера паролей с открытым исходным кодом.
Читать дальше →

Все мои Ардуинки: часть вторая, ATtiny и STM

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение14 мин
Количество просмотров18K

Продолжаю перебирать все мои Ардуинки и делиться опытом работы с ними.

В прошлый раз я выдал базу про платы, начавшие свою жизнь как официальные продукты Arduino. Но время показывает, что истинная сила платформы скрывалась не в конкретных Uno и Nano, а в открытости и расширяемости. В этой и следующей части речь пойдёт уже о сторонних решениях, разработанных и поддержанных в Arduino IDE творческими усилиями множества энтузиастов.

Сегодня это будут довольно редкоземельные элементы — платы, не так часто встречающиеся в самоделках. Но возможно, это именно то, что вы искали для решения какой-то особенно нестандартной задачи. А я расскажу о некоторых связанных с ними граблях, по которым уже сплясал лично, чтобы вам не пришлось повторять этого дома.
Читать дальше →

Вторичная жизнь вторичных часов. На Arduino

Уровень сложностиПростой
Время на прочтение20 мин
Количество просмотров20K

Сегодня разберём решение небольшой практической задачи: запустим советские вторичные электромеханические часы максимально простым способом. Попутно узнаем несколько простых и не очень вещей из области электроники и программирования микроконтроллеров.

Сложность проекта в самый раз для начинающих, уже сделавших свои первые шаги, и теперь нуждающихся в чуть более сложных следующих шагах.
Читать дальше →

Создание контроллера вторичных часов “Воронеж”

Время на прочтение12 мин
Количество просмотров14K
Отладочный стенд.

Многие из вас на предприятиях и иных объектах бывшего СССР встречали зелёные сегментные часы. Были самостоятельные устройства, типа “Электроника-7”, но так же существовали и вторичные, как в предыдущем посте, только более сложного строения — часы семейства “Воронеж”. Они также включались в единую часовую сеть предприятия и показывали то время, которое передавалось от главных первичных часов по проводам.

Решил разобраться, как же это работало, и самостоятельно собрать первичные часы. Из-за отсутствия документации, информации по данной теме, а также живых первичных часов — это превратилось в настоящий квест, реверс-инжиниринг, навязчивую идею, боль страдание и бессонные ночи с кодом и осциллографом в обнимку.

Тем не менее, я смог их победить, и могу теперь рассказать, как же они работают и поделиться кодом своего проекта.
Читать дальше →

Быстрый старт с ARM Mbed: разработка на современных микроконтроллерах для начинающих

Время на прочтение17 мин
Количество просмотров76K
Привет, Хабр.

Традиционным уникальным преимуществом платформы Arduino называлось (да и сейчас иногда называется, хотя это уже неверно — и мы поговорим, почему) опускание порога входа в микроконтроллерную разработку до уровня базовых знаний C/C++ и электроники в маштабе «подключить светодиод в нужной полярности».

Спросите примерно у любого активного сторонника Arduino — и вам быстро объяснят, что можно, конечно, писать под STM32 или nRF52, но выгоды в том реальной никакой, зато вас ждут бессонные ночи над сотнями страниц даташитов и бесконечные простыни функций с длинными непонятными названиями.

Заслуги Arduino в снижении порога вхождения действительно трудно переоценить — эта платформа появилась на свет в середине нулевых годов, а после 2010 завоевала серьёзную популярность среди любителей. Особых альтернатив на тот момент ей не было — процессоры на ядрах Cortex-M только появились, по сравнению с AVR они были довольно сложны даже для профессиональных разработчиков, а отладочные платы у большинства вендоров стоили от сотни долларов и выше (и в общем в индустрии ценник за отладку на 5-долларовом контроллере в $500 никого сильно не удивлял).

Однако большая проблема Arduino в том, что её развитие за минувшие 10+ лет более всего напоминает некоторые модели АвтоВАЗа:


Так как дальше я планирую длинное вступление, то сейчас, чтобы вы представляли, в чём будет заключаться практическая часть, я приведу полный текст программы, включающий инициализацию процессора STM32 и мигание светодиодом. Программа написана для ОС ARM Mbed:

#include "mbed.h"
DigitalOut myled(LED1);

int main() {
    while(1) {
        myled = 1; // LED is ON
        wait(0.2); // 200 ms
        myled = 0; // LED is OFF
        wait(1.0); // 1 sec
    }
}

Похоже ли это на высокий входной порог? На функции с непонятными названиями? Бессонные ночи над даташитами? Нет? Ладно, давайте не будем забегать вперёд.
Читать дальше →

Считаем до трёх

Время на прочтение4 мин
Количество просмотров32K

Троичные вычисления


Я готовлю курс лекций по архитектуре компьютеров для студентов нашего университета, и в качестве небольшой практической разминки я бы хотел предложить студентам построить примитивный программируемый вычислитель в троичной логике. Конкретно эта статья рассказывает про базовый модуль, который будет использоваться в постройке, а именно про троичный мультиплексор. В данном тексте я не пойду дальше простейшего сумматора (и его реализации в железе), текст и так получается достаточно насыщенным. В последующих статьях я буду потихоньку рассказывать, куда меня эта кривая заведёт, так как я в самом начале авантюры.



Я выбрал сбалансированную троичную систему, в которой один трит может представлять одно из трёх значений -1, 0 или 1. Весьма подробно о ней можно почитать тут.

На любые вопросы из разряда «зачем?!» я отвечаю заранее: «Because I can».


Читать дальше →

Переходим с STM32 на GD32

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение5 мин
Количество просмотров22K

Микроконтроллеры STM32 и GigaDevice GD32 часто сравнивают из-за схожей архитектуры и совместимости. GD32 является своеобразным «клоном» STM32, использующим такое же ядро ARM Cortex-M. Основное отличие между ними — это цена, так как GD32 обычно дешевле, что делает его привлекательным для проектов с ограниченным бюджетом. Однако несмотря на схожесть, существуют различия в характеристиках и уровне поддержки, которые могут повлиять на выбор между этими двумя семействами микроконтроллеров.
Читать дальше →

Подборка игр с низкоуровневым программированием

Уровень сложностиПростой
Время на прочтение5 мин
Количество просмотров40K

TL;DR

Игры от Zachtronics:

TIS-100, EXAPUNKS, SHENZHEN I/O

Про создание процессора от логических элементов и до написания кода на ассемблере: браузерная бесплатная nandgame.com, более продвинутая Turing complete.

Если Вам нравится какая-то игра из перечисленных - наверно, и остальные тоже подойдут. В каждую из них я наиграл по 30+ часов, получил кучу удовольствия и научился чему-то новому.

Подробности

Ближайшие события

Самодельные портативные игровые консоли и ESPboy

Уровень сложностиПростой
Время на прочтение22 мин
Количество просмотров23K

С некоторых пор в среде самодельщиков обрёл популярность новый формат — портативные игровые устройства на основе недорогих микроконтроллеров и OLED или TFT-экранчиков, подражающие популярным портативным игровым системам прошлого, таким как Game Boy компании Nintendo 1989 года.

Если техническая сторона проста и понятна, то вопросы мотивации создателей этих самоделок, зачем вообще они нужны, и что с ними можно делать конечному пользователю (а таковые стабильно находятся), остаются открытыми. Попробуем разобраться. Изложу общую историю и поделюсь личным опытом использования одного из таких устройств.
Читать дальше →

Искусство кройки и шитья или возможность заменить игры в портативной игровой консоли SUP

Уровень сложностиПростой
Время на прочтение8 мин
Количество просмотров16K

Всем привет, меня зовут Александр. Увлекаюсь программированием и разработкой электроники в свободное время. Мне бы хотелось поведать Вам, товарищи, историю одного программатора.

Читать далее

Как делать парсинг текста голым хардвером, без процессора и без софтвера

Время на прочтение13 мин
Количество просмотров39K
Кто-то парсирует текстовый файл программой на Питоне, другой пишет скрипт с регулярными выражениями на Перле, Си-программист стыдливо возится с буферами и указателями, иногда применяя Yacc и Lex.

А можно ли парсировать текст голым железом? Вообще без программы?

— А как это?, — спросил меня знакомый, — С помощью Ардуино?

— Внутри Ардуино стоит вполне фон-неймановский процессор и работает программа, — ответил я, — Нет, еще более голое железо.

— А-а-а-а, этот, микрокод?, — догадался мой товарищ и взглянул на меня победно.

— Нет, термин «микрокод» использовался для специфической организации процессоров в 1970-е годы, потом его использование сошло на нет, — ответил я и добавил, — Правда есть еще микрооперации в интеловских процессорах, в которые перекодируется x86, но это тоже другое. Нет, я имею в виду парсинг текста устройством, состоящим из логических элементов И-ИЛИ-НЕ и Д-триггерами, как на картинке ниже.

— Невозможно! — воскликнул мой приятель, — в таком устройстве где-то сбоку должен сидеть процессор и хитро подмигивать!

— Почему это невозможно?, — парировал я, — Вот машину Тьюринга знаешь? Парсирует текст на ленте, а сбоку никакие интелы и ардуино не подмигивают.

— Нуу, машина Тьюринга, — протянул приятель, — это абстракция, типа Демона Максвелла.

— Никакой абстракции, сейчас увидишь работающую схему, парсирующую текст, — сказал я и прибавил, — но сначала расскажу, зачем мне вообще это понадобилось.

mfp_srec_parser_fragment
Читать дальше →

Генерация случайных чисел на микроконтроллерах

Время на прочтение9 мин
Количество просмотров49K


Про генераторы случайных чисел написано очень много, но почти всегда, когда дело доходит до реализации, подразумевается (или явно говорится), что речь идет об x86/x64 и других «взрослых» архитектурах. В то же время, форумы, посвященные разработке устройств на микроконтроллерах, пестрят вопросами «как мне сгенерировать случайное число на %controllername%?». Причем диапазон ответов простирается от «смотри гугл/википедию» до «используй стандартную функцию». Далеко не всегда эта «стандартная функция» есть и устраивает разработчика по всем параметрам, чаще наоборот: то числа получаются далеки от случайных, то скорость работы слишком мала, а то полученный код вообще не помещается в свободную память.
Попробуем разобраться, какие бывают алгоритмы генерации случайных чисел, как выбрать подходящий, а главное, в чем особенности реализации этих алгоритмов на контроллерах.
Читать дальше →

Как разработать микросхему. Собственный процессор (почти)

Время на прочтение6 мин
Количество просмотров43K

Как же разработать свою микросхему. Задался я этим вопросом, когда я захотел создать собственный процессор. Пошёл я гуглить и ничего годного не нашёл. Ответы в основном два։ "Ты не сделаешь свой процессор, потому что слишком сложно" и "Забей и собери компьютер из комплектующих".

Очевидно что это меня не устаивает, поэтому я решил изучить вопрос серьезнее. Оказалось можно сделать свой процессор описав его с помощью Verilog и FPGA. Купил плату в Китае, 3 года спокойным темпами написал свой процессор, оттестировал, скомпилировал и залил на FPGA. Но мне этого не достаточно.

Читать далее

Ретро игровая приставка своими руками

Время на прочтение15 мин
Количество просмотров48K

image


Этот пост является введением в мой проект "самодельной" консольной видеоприставки сделаной с нуля. Я вдохновлялся как ретро консолями так и современными образцами, но у меня получилась своя собственная архитектура. Мои друзья постоянно мне говорили, что я должен рассказать о своём проекте, а не делать всё исключительно "для себя", так что вот я публикую этот пост.

Оживляем контроллер машиниста от ушедшего в историю электропоезда

Уровень сложностиПростой
Время на прочтение9 мин
Количество просмотров12K
Приветствую всех!

Пожалуй, самой желанной для меня железкой на транспортную тему был контроллер машиниста от какого-нибудь поезда. Но, как это часто бывает, достать такой экземпляр не так уж и просто.

И вот наконец в мои руки попал не просто какой-то контроллер, а очень примечательный экземпляр — от «концептуальной» электрички ЭМ2И, коих в наши дни уже не осталось.



Итак, в сегодняшней статье поговорим о том, как устроен такой контроллер и как его подключить. Традиционно будет много интересного.
Читать дальше →

Вклад авторов