Tag Archives: C

AVR Libc Reference Manual

Внезапно наткнулся на совершенно вменяемо оформленную документацию по сишному тулчейну от ATmel, это тот, что встроен в студию. Интересно и давно она существует? Т.к. еще вроде бы вот недавно единственная дока по этому тулчейну была в виде доксигеновской отрыжки родом еще с WINAVR GCC, которую крайне неприятно было читать. А тут все красиво разложено. В разделе Modules есть кратенькое описание всех встроенных функций тулчейна, прям по хидерам. Местами с примерами. В общем, изучающим AVR будет очень полезно.

Или это я просто слоупок и она была всегда?

Read More »

AVR Studio 4.19 и AVR Toolchain

Обновился я тут недавно до AVR Studio 4.19 и спустя некоторое время обнаружил, что все проекты, что были на Си, отказываются компилироваться. Либо компилятся, но не отлаживаются. После недолгого выяснения и теребления народа из сообщества выяснилось, что WinAVR как самостоятельный проект ныне не существует, а полностью перешел под крыло Atmel и ныне зовется AVR Toolchain. Ставить его нужно отдельно с сайта Atmel, предварительно снеся старый WinAVR, поверх студии 4.19. Ставится он теперь в дебри папки студии. В целом ничего не изменилось, по крайней мере все старые проекты скомпилились без проблем.

Чтобы вам не париться с регистрацией на сайте Atmel я бросил пару файликов:

Read More »

Работа с графическим дисплеем WG12864 на базе контроллера KS0107

Обычно для вывода информации сигнального дисплея на HD44780 более чем достаточно. Но иногда нужно нарисовать картинку, график или хочется сделать красиво, с модными менюшками. Тут на помощь приходят графические дисплеи. Одним из самых простых и доступных является дисплей на контроллере KS0107 или аналоге. Например, WG12864A от Winstar. Сам дисплей вполне свободно достается, имеет довольно большой размер (диагональ около 80мм) и разрешение 128х64 пикселя. Монохромный. Цена вопроса 400-500р.
 

Вот такой вот:

(далее…)

Read More »

Управление множеством сервомашинок

При построении разных роботов порой приходится использовать несколько сервоприводов. А если это какой-нибудь шестиногий паук, то приводов там этих просто тьма. Как ими управлять? На форуме кое кто даже сокрушался, что ему бы для этих целей плисину применить. Хотя на кой черт там ПЛИСка, когда с рулением даже трех десятков сервоприводов справится самый рядовой микроконтроллер, затребовав под это дело всего один таймер.

Итак, кто не помнит как управляются сервы может прогуляться в старую статью и освежить знания.

Возьмем, для начала, 8 сервомашинок. На каждую серву идет вот такой сигнал:

На каждую серву со своей ноги контроллера должна идти такая вот последовательность. Итого подобие ШИМ’a на 8 каналов. Как сгенерировать эту бодягу? Да проще простого. Принцип тут простой. Импульсы медленные — всего то 50Гц, меняются тоже нечасто — серва штука инерционная, поэтому даже сто раз в секунду ей не подергаешь. Так что времени на обработку у нас вагон и маленькая тележка.

Сами импульсы будут генерироваться одним таймером, в фоновом режиме. Принцип генерации прост: Все импульсы стартуют одновременно, выставляя свои уровни в 1.
Затем в таймер, в регистр сравнения, заносится время длительности первого импульса. По прерыванию сравнения происходит:

  • Сброс бита на порту первого канала
  • Загрузка в регистр сравнения таймера значения длительности второго импульса

(далее…)

Read More »

AVR. Учебный Курс. Программирование на Си. Работа с памятью, адреса и указатели

Указатель. Один из самых мутных для понимания и в то же время совершенно необходимый инструмент любого языка программирования. Вызывает массу вопросов и непонимания на начальном этапе обучения.

Итак, начну по порядку.
Инфа, любая инфа (команды, данные) лежит в памяти по ячейкам. У каждой ячейки есть порядковый номер — адрес.

Мы можем напрямую сказать процессору — возьми данные из ячейки с адресом 0xA0 и положи его в ячейку с адресом 0x11. Это будет прямая адресация. Здесь адреса 0xA0 и 0x11 содержатся напрямую в машинном коде. Это очень быстро, просто и не требует никаких дополнительных телодвижений. Один минус — адреса 0xA0 и 0x11 нельзя изменить, как мы их впишем в код, так они там и останутся.

Но может быть и другой способ. Когда у нас есть еще две ячейки памяти. Например, А и Б в которые мы предварительно положим числа 0xA0 и 0x11 соответственно. И тогда предыдущая операция будет выглядеть так.

Возьми число из ячейки адрес который лежит в А и положи в ячейку адрес которой узнаешь из Б.

Результат тот же, но возникло множество дополнительных телодвижений. Во первых положить первоначальные адреса 0xA0 и 0x11 в ячейки А и Б. Потом, при совершеннии операции, используая данные ячеек А и Б как адреса, взять уже оттуда нужные нам данные и совершить обмен.

Но прелесть вся в том, что при этом мы можем как угодно менять А и Б (ведь это такие же переменные как и любые другие) и они будут указывать на разные данные.

А один и тот же кусок кода становится универсальным. Он может работать с любыми данными адреса которых нам укажут переменные А и Б.

А сами эти переменные и будут указателями.
(далее…)

Read More »

AVR. Учебный Курс. Программирование на Си. Атомарные операции.

Не раз и не два сталкивался с утверждением, что изучать ассемблер микроконтроллера это всего лишь пустая трата времени, дескать все можно сделать на Си, а если сильно надо то комманды можно и в даташите поглядеть.

Сейчас я одним маленьким примерчиком это утверждение зарою в землю, а сверху накрою могильной плитой.

Итак, есть у нас такой код (не ищите в нем практического смысла, я его просто как пример работы с разными операндами написал):

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
volatile char flag_byte; 	
/*Просто флаговая переменная, на разные случаи жизни. Разные события там 
выставляют флажки, опираясь на которые потом работает логика программы. 
Один из способов организации псевдомногозадачности. Когда у нас главный цикл 
анализирует флажки и делает переходы на подпрограммы, а вызов подпрограмм 
осуществляется не напрямую, а установкой соответствющих флажков. Своего 
рода диспетчер переходов. О такой архитектуре я скоро расскажу)*/
 
ISR (USART_RXC_vect)	// Обработчик прерывания, самый обычный.
{
flag_byte|=1< <rcv_buff;
...
...
}
 
int main (void)		// Главная программа
{
INIT_ALL();
SEI();
...
...
...
TCCR0A  	|=1<<WGM01;
...
flag_byte 	|=1<<options;
...
PORTB 	&=~(2<&lt;1);
...
}

(далее…)

Read More »

AVR. Учебный Курс. Программирование на Си. Часть 4

Теперь глянем на нашу программу, скомпилим, прошьем, поглядим как выполняется.

Зашиваю все через AVR Prog в Pinboard и смотрю на поведение LED1 и LED2.

LED1 мигает как и задумано, но стоит мне попытаться зажечь LED2 отправкой с терминала «1», как первый диод гаснет. И наоборот — зажженый диод LED2 гаснет вместе с первым. Бага! Причем жирная такая. Рассмотрим откуда она взялась.

Вот код мигания первым диодом:

1
2
3
4
LED_PORT=1< <LED1;
_delay_ms(1000);
LED_PORT=0<<LED1; 
_delay_ms(1000);

А вот код работы с вторым диодом:

1
2
3
4
5
6
switch(UDR)
	{
	case '1': LED_PORT = 1< <LED2; break;
	case '0': LED_PORT = 0<<LED2; break;
	default: break;
	}

Как видишь, тут мы пишем в один и тот же порт, но вот только биты разные. Но нельзя вот так просто через операцию «=» изменить один бит! (только если мы используем битовые поля, о них я расскажу позже). Так что операция идет с целым байтом, и в LED_PORT поочередно записывается число 00100000 (1<<LED2) и 00010000 (1<<LED1), перезаписывая друг друга. Поэтому когда происходит запись одного значения мы теряем прердыдущее. А 0<<LED2 это по факту просто 0, потому что как ноль по байту не двигай нулем он и останется .

Особенно часто эта ошибка всплывает у начинающих когда они пытаются инициализировать периферию не всю сразу, а по мере надобности. Включил, например, прерывания от таймера 1, а когда активизировал таймер 2, то затер биты таймера1. Как итог — результат не соответствует ожиданиям.

Как быть? Тут нам помогут битовые маски. Помнишь логические операции AND/OR/NOT/XOR?
(далее…)

Read More »

AVR. Учебный Курс. Программирование на Си. Часть 3

Фоновую программку мы сделали, интерфейс связи с компом инициализировали, надо бы сделать так, чтобы наш контроллер мог принимать сигналы от компа. Проще всего это сделать на прерываниях.

Что такое прерывание?
Прерывание это аппаратное событие, например, байт пришел в порт, на выводе изменился логический уровень, АЦП обсчитала напряжение или таймер дотикал до переполнения. В общем, любой аппаратный сигнал. Когда сигнал приходит, то периферийный блок в своем регистре поднимет флаг прерывания.

Когда приходит прерывание то контроллер завершит текущую команду (машинную инструкцию!) сразу же кинется выполнять процедуру обработки прерывания, а как выполнит, то вернется к прерваной фоновой программе.

Прерывания можно, а часто необходимо запрещать, чтобы посреди критичного участка не ускакать выполнять невесть что. Запрещать их можно глобально, флагом I в регистре SREG, а можно локально — запрещая источник каждого прерывания индивидуально. По дефолту, при сбросе, все прерывания от устройств запрещены, глобальный флаг тоже сброшен. Включем мы их по мере надобности.

Поскольку прерывание приходит ВНЕЗАПНО, а у нас могут быть несохраненные данные, то обработчик их должен сохранить и при выходе в фоновую программу вернуть все как было.

Впрочем, если бездумно подходить к этому делу, то можно огрести адские хаотичные глюки. Особенно при использовании высокоуровневых языков вроде Си, где вся эта процедура скрыта от глаз программиста и если он не волокет в асме и не понимает работу контроллера на уровне машинных инструкций, то ошибку найти не сможет. Но об этом чуть позже, когда буду расписывать отладку и ошибки.
(далее…)

Read More »

AVR. Учебный Курс. Программирование на Си. Часть 2.

Вторая часть марлезонского балета, точнее введения в программирование на Си под микроконтроллеры.

Структура программы
Ну вот, МК у тебя уже кое что сделал. И хоть внешне ничего не видно, но внутри у него произошли изменения — передатчик стал готов к работе! Пора выдавать очередную порцию информации. Касательно того как вообще пишется программа для МК, не обязательно на Си. На чем угодно.

Компоновка любой программы такая:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
Фунцкции 
 {
 }
 
Прерывания
 {
 }
 
main()
{
инициализация;
 
 Главный БЕСКОНЕЧНЫЙ цикл.
   {
    собственно программа 
   }
}

(далее…)

Read More »

AVR. Учебный Курс. Программирование на Си. Часть 1

Я не раз и не два говорил, что изучение МК надо начинать с ассемблера. Этому был посвящен целый курс на сайте (правда он не очень последовательный, но постепенно я его причесываю до адекватного вида) . Да, это сложно, результат будет не в первый день, но зато ты научишься понимать что происходит у тебя в контроллере. Будешь знать как это работает, а не по обезьяньий копировать чужие исходники и пытаться понять почему оно вдруг перестало работать. Кроме того, Си намного проще натворить быдлокода, который вылезет вилами в самый неподходящий момент.

К сожалению все хотят результат немедленно. Поэтому я решил пойти с другой стороны — сделать обучалку по Си, но с показом его нижнего белья. Хороший программист-эмбеддер всегда крепко держит свою железку за шкварник, не давая ей ни шагу ступить без разрешения. Так что будет вначале Си код, потом то что родил компилятор и как все это работает на самом деле :)

С другой стороны у Си сильная сторона это переносимость кода. Если, конечно, писать все правильно. Разделяя алгоритмы работы и их железные реализации в разные части проекта. Тогда для переноса алгоритма в другой МК достаточно будет переписать только интерфейсный слой, где прописано все обращение к железу, а весь рабочий код оставить как есть. И, конечно же, читаемость. Сишный исходник проще понять с первого взгляда (хотя.. мне, например, уже пофигу на что фтыкать — хоть си, хоть асм :) ), но, опять же, если правильно все написать. Этим моментам я тоже буду уделять внимание.

В качестве подопытной железки на которой будет ставиться львинная доля всех примеров будет моя отладочная плата PinBoard.

Дальше все будет разжевано буквально по шагам для старта с полного нуля. (далее…)

Read More »

М.Б Лебедев «CodeVision AVR пособие для начинающих»

Автор:		М.Б Лебедев
Название: 	CodeVision AVR пособие для начинающих
Издательство: 	Додэка

На просторах интернета нашлась еще одна книга по Си для AVR, на этот раз основательно описывается компилятор CodeVision AVR (CVAVR). Честно говоря, я не люблю CodeVision. Да, конечно, там замечательный мастер проектов и новичок на нем получит работающую программу буквально за несколько минут. Все очень просто и наглядно… но когда я как то раз глянул в код, в сгенерированный ассемблерный листинг… БУЭЭЭЭ такой лажи не делал даже GCC на минимальных настройках оптимизиации. Еще и денег стоит. Короче, снес я его нафиг. Найти бы еще нормально крякнутый IAR… вот он генерит поистине шедевральный код. По нему можно изучать ассемблерные приемы. А тут… В общем, не впечатлил меня этот компилятор. Но книжку выкладываю. Т.к. им пользуются очень многие. Книгу не читал, выкладываю как есть. Книга толстая весит так много изза того, что качественный скан и очень много страниц — почти 600. Солидный труд.

Read More »

Шпак Ю.А. Программирование на языке C для AVR и PIC микроконтроллеров

Автор:		Шпак Ю.А.
Название: 	Программирование на языке C для 
		AVR и PIC микроконтроллеров 
Издательство: 	МК-Пресс

Вот что я нарыл. Собственно, других книг по GCC я больше и не встречал. Одно время был классный мануал в виде chm файла, но потом он куда то делся и больше я его не видел. Так что качайте что есть :) Тут вначале рассмотрен сам язык Си, хуже конечно чем в оригинале от Кернигана и Ритчи, но зато обьемом поменьше. А дальше идет описание языка Си уже с упором на микроконтроллеры. Довольно кратко, но есть примеры, а это главное. Для PIC описывается компилятор CCS-PICC, а для AVR разобран GCC WinAVR.
Особо меня тут порадовал справочник в конце книги, где кратко расписаны все функции стандартной поставки CCS-PICC и GCC WinAVR с примерами. В общем, выбора у вас нет, раз ленитесь писать на ассемблере, то придется разбираться вот по этой книжке :)

Read More »

C vs Assembler

Если ты впервые столкнулся с микроконтроллерами, то наверняка у тебя стал выбор на чем писать.

На Си или на Ассемблере. Выбор не прост, не зря программисты однокристальщики раскололись на два непримиримых лагеря. Одни с пеной у рта доказывают, что те кто пишут на Си лохи изнеженные, а настоящий брутальный кодер должен воспринимать только ассемблер. Другие же, усераясь, доказывают, что на ассемблере разве что лампочками помигать можно, а какой либо серьезный проект делать на низком уровне невозможно.

Но, истинна, как всегда, находится посредине. Каждый уважающий себя программер должен знать ассемблер, а вот писать должен на том, что более подходит под масштаб задачи. Особенно это касается микроконтроллеров. (далее…)

Read More »