STM8S + SDCC: Программирование БЕЗ SPL. Интерфейсы: UART в режиме передатчика, АЦП в режиме однократного замера, I2C в режиме мастера

разделы: STM8, UART, I2C, дата: 5 мая 2018г.

В этот раз разговор пойдёт про аппаратные интерфейсы STM8S: UART, АЦП и I2C. Каждый их этих интерфейсов поддерживает несколько режимов работы, но сейчас мне хотелось бы сфокусироваться на наиболее типовых, на мой взгляд, примерах их использования: а)организация передатчика на UART, б) режим однократного замера АЦП, в) использование I2C в режиме мастера. Напомню, что вариант использования SPI в режиме мастера я приводил на примере драйвера для 4-x разрядного семисегментного индикатора .

Документация которая понадобится для прочтения статьи: Reference Manual STM8S - RM0016, главы: 22 (UART), 24 (АЦП), 21 (I2C). В качестве целевого микроконтроллера я буду использовать 20-пиновый STM8S103F3P6.

Так же как и в прошлый раз, упор будет делаться на "чистом" программировании на Си и Ассемблере без использования сторонних библиотек. В качестве компилятора используется open-source SDCC версии 3.7. Справедливости ради замечу, что я ввёл макросы для прямого доступа к битовым инструкциям, что бы хоть как-то оптимизировать код.

Скачать полные исходники со сборочными файлам и скомпилированными прошивками, можно по ссылке в конце статьи.

В статье используются формулы в формате MathML который поддерживается браузером Firefox, для браузеров Chrome и Opera потребуется установить одноимённое расширение MathML.

    Содержание:
  1. UART1 передатчик со скоростью 921600 baud;
  2. АЦП в режиме однократного замера;
  3. I2C в режиме мастера, на примере RTC DS1307/DS3231. Инициализация.
  4. I2C в режиме мастера, на примере RTC DS1307/DS3231. Функция передачи адреса и данных.
  5. I2C в режиме мастера, на примере RTC DS1307/DS3231. Функция чтения данных.

Читать дальше

Связь двух микроконтроллеров на примере подключения 4-х разрядного семисегментного индикатора к Arduino через вспомогательный микроконтроллер ATtyny13a

разделы: Arduino, AVR, UART, I2C, дата: 29 января 2018г.

Если под вашу задачу требуется большее число пинов/портов/мегагерц/памяти, чем имеется в используемом вами микроконтроллере, то в ответ на эту проблему обычно советуют взять микроконтроллер "покрупнее". Ответ не лишенный смысла, однако мне удалось найти задачку, от которой так просто не отмахнешься. Героем сегодняшней статьи будет 4-х разрядный семисегментный индикатор с динамической индикацией.

Я уже упоминал о нем в статье про сдвиговые регистры, но тогда у меня не было на руках самой железки, и соответственно говорил я лишь теоретически. Сами ардуинщики об индикаторе отзываются не очень лестно, т.к. применение этого индикатора ограниченное из-за того, что вследствие динамической индикации его нужно постоянно обновлять, что накладывает серьезное ограничение на основную программу. Теоретически эту задачу можно было бы "скинуть" в прерывание таймера, но решение это спорное.

В модуле меня привлекла его компактность. К примеру, для приборной панели паяльной станции, где место сильно ограничено, это то что надо. После некоторого размышления я решил, что в целом модуль неплох, но... для него требуется отдельный управляющий микроконтроллер, сопроцессор, на котором будет крутиться динамическая индикация.

Индикатор не содержит подтягивающих резисторов(!), возможно здесь используются сдвиговые регистры с подтяжкой? Так или иначе, я замерял потребление модуля через EnargyTrace и получил значение около 23mA при питании 3.3 Вольт, что для такой "гирлянды" вполне нормально.

Китайские ATtiny13a в SO-8 корпусе стоят около 15₽, они имеют пять рабочих выводов, три из которых нужно будет отдать на индикатор, остаются два вывода для организации линии связи, что более чем достаточно, но простенький SPI сюда не посадишь, т.к. тот SPI который будет использоваться для управления индикатором, работает мастером, а для связи с "главным" микроконтроллером нужен будет слейв( запускать слейв на главном микроконтроллере - это не вариант). К сожалению или к счастью(смотря как посмотреть), АTtiny13a не поддерживает аппаратно абсолютно никаких протоколов.

Т.о. перед нами стоит задача на ATtiny13a организовать c использованием не более двух пинов скоростную и надежную линию для приема двухбайтного числа от главного микроконтроллера, и отобразить его на 4-х разрядном семисегментном индикаторе. В идеале было бы использование аппаратного протокола главным микроконтроллером и его программной реализации на ATtiny13a. Также хотелось бы, что чтобы код реализации протоколов занимал минимально возможное место на флеше, чтобы его потом можно было использовать в других более сложных проектах.

    Оглавление статьи:
  1. Счетчик на ATiny13a и 4-х разрядном семисегментном индикаторе
  2. Простой протокол на счетчике импульсов
  3. Пакетная передача данных с использованием буфера
  4. Программный UART для ATtiny13a
  5. Программный I2C Slave на ATtiny13a

Т.к. подразумевается использование индикатора для отображения температуры паяльника, во всех примерах будут задействованы только три разряда индикатора.

Полные исходники вместе со сборочными файлами и скомпилированными прошивками можно скачать по ссылке к конце статьи.

Читать дальше

STM32F103+SPL+HAL: интерфейс UART и реализация функции printf()

разделы: STM32, UART, дата: 19 ноября 2016г.

В stm32f103cbt6 имеется три аппаратных USART интерфейса. По возможностям они соответствуют USART в STM8S, т.е. имеется синхронный и асинхронный режимы, SmartBus, IrDA, LIN, CAN. С USART интерфейсами можно работать чрез "события", прерывания или DMA. Предлагаю рассмотреть простейшее использование UART через printf() функцию.

На плате Maple Mini все три интерфейса подписаны на плате:

В данном случае будем задействовать первый USART, т.е. понадобится контакт 26(Tx).

В SPL регистры UART представлены следующей структурой:

typedef struct
{
  __IO uint16_t SR;
  uint16_t  RESERVED0;
  __IO uint16_t DR;
  uint16_t  RESERVED1;
  __IO uint16_t BRR;
  uint16_t  RESERVED2;
  __IO uint16_t CR1;
  uint16_t  RESERVED3;
  __IO uint16_t CR2;
  uint16_t  RESERVED4;
  __IO uint16_t CR3;
  uint16_t  RESERVED5;
  __IO uint16_t GTPR;
  uint16_t  RESERVED6;
} USART_TypeDef;

Заметьте, что регистры шестнадцатибитные. Почитать про регистры и сам UART можно здесь: ARM Учебный курс. USART

В HAL интерфейс работы в синхронном режиме вынесен в отдельные файлы: stm32f1xx_hal_usart.h/stm32f1xx_hal_usart.с, которые нас сейчас не будут интересовать. Работа асинхронного передатчика реализована в stm32f1xx_hal_uart.c и описывается следующими функциями:

Читать дальше

UART+AVR: функция форматного вывода printf()

разделы: AVR, UART, дата: 23 сентября 2015г.

Функция форматного вывода printf довольно мощное средство языка Си. Приминительно к микроконтроллерам, возможно, сначала не совсем понятно, что там считать за стандарный поток вывода и как здесь может работать printf(). Библиотека avr-libc содержит файл stdio.h которая включает реализацию стандарных функций ввода-вввода.

<stdio.h>: Standard IO facilities

Я взял оттуда ХеллоВорлд:

#include <stdio.h>

static int uart_putchar(char c, FILE *stream);
static FILE mystdout = FDEV_SETUP_STREAM(uart_putchar, NULL, _FDEV_SETUP_WRITE);

static int uart_putchar(char c, FILE *stream)
{
	if (c == '\n')
		uart_putchar('\r', stream);
	loop_until_bit_is_set(UCSRA, UDRE);
	UDR = c;
	return 0;
}

int main(void)
{
	init_uart();
	stdout = &mystdout;
	printf("Hello, world!\n");
	return 0;
}

И модифицировал пример из поста ATmega8: работа на Си с USART/UART через прерывание заменив функцию writeSerial(char* str) на printf. Получилась такая штука:

Читать дальше

ATmega8: работа на Си с USART/UART через прерывание

разделы: AVR, UART, дата: 16 августа 2015г.


UART для передачи использует два
провода, один на прием, другой
на передачу. Поэтому протокол
является полнодуплексным. Однако,
регистр данных UDR один.

Работа с UART через прерывания мне показалась более эффективной нежели через циклы ожидания. Потому что, программа кроме того что принимает или передает что-либо через UART, она, как правило, занята еще какими-то задачами, будь то опрос датчиков или вывод информации на дисплей. И в таком случае возникает совсем не простая проблема эффективного переключения между задачами. И если, например, ожидание приема корректных данных затянется то микроконтроллер по сути подвиснет. Делать прерывание ожидания по таймауту, это лишний код которого можно избежать, если реализовать рабту с UART через прерывания. Ниже приведен исходник эхо-программы которая читает строку через UART и посылает ее обратно. Строка должна оканчиваться символом двоеточия. В программе используется USART_RXC вектор, который срабатывает когда на порт что-то поступило. Обработчик прерывания это "что-то" переносит в рабочий буфер. Если принятый байт является символом двоеточия, то устанавливается флаг done, по которому главная программа понимает что были приняты какие-то данные. Конечно, следовало бы принятую строку заносить в сетк, но в данном случае решил исходник не усложнять.


Читать дальше

ATmega8: работа на Си с USART/UART

разделы: AVR, UART, дата: 2 августа 2015г.

Работа с UART на ATmega несколько проще чем с таймерами, но на мой взгляд, в целом эта тема более мутная, хотя и более интересная. Зависит от того, с какой стороны посмотреть.

Так же как и с таймерами, для работы c USART имеется набор прерываний:

и регистров:

Читать дальше