XMOS - POCZĄTEK + HD44780 + TIMER

[acid3]

XMOS - POCZĄTEK

Krótka charakterystyka procesora.

Jest to 8-rdzeniowy 32-bitowy procesor programowalny o wydajności 500 MIPS.

I większości ludzi to wystarcza aby “rzucić się na niego” jak w dawniejszych czasach ludzie rzucali się na papier toaletowy.


Mało kto, albo i nikt nie zwraca na początku uwagi na to, czego brakuje dla tego małego potworka. Otóż – co chyba najważniejsze – brakuje temu prockowi pamięci flash …. czyli dobrze znanej większości, nieulotnej pamięci programu, w której znajduje się nasz własnoręcznie napisany, często po wielkich przejściach program. Z wbudowanych w procesor funkcji, jakie możemy znać z PIC’a, Megi itp, posiada on tylko ADC. Jego rdzenie nie są rdzeniami jako takimi a tylko programową możliwością pracy w 8 wątkach jednocześnie. Zresztą, cały “procek” to układ typu CPLD - czyli emulator procesora … (krótko mówiąc i nie zagłębiając się w szczegóły)


Jeśli to jeszcze Was nie zniechęciło to możemy lecieć dalej…

Płytka StartKIT wyposażona jest w :
- procek XMOS Analog 8 - 64 – czyli ośmio rdzeniowy procesor CPLD bez pamięci flash z 64kb RAM
- Zewnętrzny flash - 256kb
- dwa ( X i Y ) slidery dotykowe - pojemnościowe
- jeden przycisk użytkownika
- 9 diod w matrycy 3x3 i 2 diody użytkownika
- złącze zgodne “pinologią” z Rassbery PI
- złącze pod karty SliceCards
- oraz resztę wyjść procesorka
- złącze MicroUSB służące do zasilania układu oraz debugera

ŚRODOWISKO

Tu pobieramy:
https://www.xmos.com/support/tools

Do pobrania jak i używania tego środowiska konieczne jest założenie konta.
Trochę to jest na początku niezbyt wygodne, ale po pierwszym uruchomieniu program zapamiętuje dane logowania i nie drażni już więcej.

Więc tak …. jest to po prostu brandowany przez XMOS Eclipse … I tyle. Wszystkim znającym Eclipsa nie trzeba mówić, że kiedy trzeba potrafi być szybki, przyjazny i bezproblemowy … chociaż zdarza się, jak chyba każdemu, odmówić współpracy i to bez podania przyczyn …. taki mały foch … ale z reguły wystarcza zrestartować Workspace lub, czasem, całe środowisko i wraca to to do normy i możemy pracować dalej.

Podstawowymi tutaj perspektywami są XMOS Edit, XMOS xSOFTip oraz DEBUG i TIME AS.

XMOS Edit to po prostu edytor kodu źródłowego w którym będziemy spędzać najwięcej czasu. Nie ma tu zbyt wiele do omawiania, dlatego że zakładam iż Eclipsa znają wszyscy …


XMOS xSOFT jest elementem który sam automatycznie łączy się z siecią i pozwala na proste ściąganie gotowych przykładów ze strony producenta oraz bibliotek, dzięki którym łatwiej nam się będzie pisało nasze programy.

[acid3]

DOSTĘP DO PORTÓW.

Dostęp do portów w rodzinie XMOS to chyba jeden z większych problemów. Dla ludzi, którzy do tej pory mieli do czynienia z AVR’kami przerażający jest fakt, że nie można dostać się do portu w znany sposób przesunięć bitowych - (1<<PXx) oraz zastosowanie operacji bitowych | i &, które to pozwalały w bardzo miły sposób zarząć pinami na danym porcie. Zestaw XMOS StartKIT oferuje nam dostęp 1-no , 4-ro, 8-mio, oraz 32-bitowy. Większe zestawy posiadają również dostęp 16 - bitowy.


Cóż to oznacza ?

Otóż aby odczytać np 1 tylko pin przy dostępie 32 - bitowym musimy odczytać wszystkie 32 bity (piny) portu.
Jeśli chodzi o zmienne to nie jest problem, dlatego że procesorek jest 32-bitowy więc i zmienne typu int również są 32 bitowe.

Więc od początku. Najprościej jest dobrać sobie odpowiedni dostęp do portu do swoich potrzeb. I tak na przykład przy obsłudze LCD (2x16) linie RS i E przypisałem do portów 1-bitowych, RW do GND ( żeby nie motać się z kodem, a tylko sprawdzić jak to wszystko działa) a linie danych do portu o dostępie 4-bitowym. I tak oto w ten sposób dowolnie mogłem “wachlować” pinami sterującymi i w bardzo prosty sposób wysyłanie 4 bitów danych na port.

Podstawy.

Kod: Zaznacz cały

port p = XS1_PORT_1A;


definiuje dostęp do pinu X0D00 w sposób jedno-bitowy. To znaczy, że możemy teraz na pinie wystawić 0 lub 1 za pomocą operatora <:

Kod: Zaznacz cały

p <: 1;
p <: 0;


i to jest podstawowy sposób wystawienia stanu wysokiego i niskiego na porcie uC XMOS.

Kolejną rzeczą jest możliwość definicji portu jako wejściowy lub wyjściowy.

Kod: Zaznacz cały

out port p = XS1_PORT_1A;
in port p = XS1_PORT_1A;

C.D.N.

[acid3]

Więc zajmiemy się tym razem wyświetleniem tekstu na wyświetlaczu LCD 2x16.

Na początek krótkie wyjaśnienie. W większości, tanie, popularne wyświetlacze pracują w standardzie +5V – zarówno podświetlenie, zasilanie, linie sterujące oraz linie danych. Nasza płytka XMOS pracuje natomiast w standardzie 3.3V ale to nie przeszkadza aby zasilić ekranik z 5V a na linie sterownika podawać 3.3V. Sterownik będzie działał bez problemu.

Konfiguracja - pinologia.

Zasilanie i podświetlenie podłączamy dowolnie we własnym zakresie. Ja do zasilenia wykorzystałem zestaw uruchomieniowy MicroSense.

DSC09450.JPG

Na płytce z XMOS’em natomiast podłączamy następująco:

Szynę danych 4-bity podłączamy do jednego z 4-bitowych portów XMOS. Ja do tego celu wybrałem port 4E. Jego wyprowadzenia znajdują sie na złączu J7 na pinach 22, 24, 16, 18.

Kod: Zaznacz cały

out port LCD_DATA   = XS1_PORT_4E;

Zasadniczo to nie ma znaczenia który port wybierzemy i za pomocą jakiego dostępu. Po prostu zawsze staram się upraszczać sobie życie, chociaż jak to w życiu nie zawsze wychodzi.

Linia RS to Port 1E, pin X0D12 - czyli 4 pin złącza J7
Linia EN to Port 1F, pin X0D13 - czyli 1 pin złącza J7

Następnym krokiem jest uproszczenie sobie dalszego pisania poprzez zdefiniowanie makrodefinicji upraszczających dostęp i sterowanie portami linii sterujących.

Pierwsza definicja dla linii RS:

Kod: Zaznacz cały

#define RS_HI          LCD_RS <: 1
#define RS_LO          LCD_RS <: 0

Definicja dla linii EN:

Kod: Zaznacz cały

#define EN_HI          LCD_EN <: 1
#define EN_LO          LCD_EN <: 0

Następnym krokiem będzie napisanie podstawowych funkcji. Pierwszą z nich niech będzie send_4bits(). Będzie ona (jak mam nadzieję) wskazuje nazwa wysyłała pół bajtu.

Kod: Zaznacz cały

static inline void send_4bits ( unsigned char data )
{
   LCD_DATA <: data;        // LCD_DATA - definicja portu 4E
   delay_microseconds(1);       
}

Jak widzimy wyżej, ta funkcja już chyba nie może być prostsza ….
W pierwszej linii najzwyczajniej na świecie wysyłamy hurtem “na piny” to co otrzymaliśmy w argumencie funkcji. Musiałem jednak dodać tu opóźnienie 1 us, ze względu na to, że sterownik nie chciał prawidłowo wyświetlać danych. Po tym mikro-opóźnieniu wszystko działa jak należy.

A więc jaka będzie następna ? …….
Następna funkcja będzie wysyłała cały bajt do sterownika.

Kod: Zaznacz cały

void send_8bits(unsigned char _data){
   EN_HI;
   send_4bits(_data >> 4);
   EN_LO;

   EN_HI;
   send_4bits(_data);
   EN_LO;

   delay_microseconds(120);
}

Tutaj również nic nie powinno budzić naszych wąptliwości … Ażeby wysłać cały bajt musimy dwukrotnie powtórzyć funkcję wyślij_pół z odpowiednim przesunięciem i pamiętać o właściwym wysterowaniu linii komend. Opóźnienie na końcu wynika ze specyfikacji sterownika i jego wymogów w czasie gdy nie sterujemy linią RW.

Kolejną funkcją “niskiego poziomu” będzie funkcja wysyłająca komendę do sterownika

Kod: Zaznacz cały

void send_cmd(unsigned char cmd)
{
   RS_LO;                // Stan niski linii RS - wysyłamy komendę
   send_8bits(cmd);
}

……. i do pary ……

Kod: Zaznacz cały

void lcd_write_data(unsigned char data)
{
   RS_HI;                // ...a wysoki stan - wysyłamy dane
   send_8bits(data);
}

….. funkcja wysyłająca dane.

Hmmm. Skoro umiemy już wysłać i komendę i dane to chyba czas najwyższy wyłać jakiś znak.

Kod: Zaznacz cały

void lcd_char(char c)
{
    lcd_write_data(c);
}

i string .... wyślecie sami ... w ramach zadania domowego.

To jeszcze jedna "funkcyjka" na rozluźnienie przed rzeczami bardziej skomplikowanymi .... Czyszczenie ekranu.

Kod: Zaznacz cały

void lcd_cls(void)
{
    send_cmd( 0x01 );
        delay_milliseconds(4.9);
}

Tu jedynym co się rzuca w oczy jest czas oczekiwania .... 4.9 ms należy odczekać ażeby ekran mógł zostać wyczyszczony - tak mówi DS w wypadku kiedy nie używa się linii RW.

I powoli zaczynamy zbliżać się ku końcowi. Rzecz najważniejsza. Inicjalizacja wyświetlacza.

Kod: Zaznacz cały

void lcd_init(void)
{

    LCD_RS <: 1;
    LCD_EN <: 1;
    delay_milliseconds(15);
    LCD_RS <: 0;
    LCD_EN <: 0;


    EN_HI; send_4bits(0x03); EN_LO;
    delay_milliseconds(4.1);

    EN_HI; send_4bits(0x03); EN_LO;
    delay_microseconds(100);

    EN_HI; send_4bits(0x03); EN_LO;
    delay_microseconds(100);

    EN_HI; send_4bits(0x02); EN_LO;
    delay_microseconds(100);

    send_cmd(0b00101000);                // TRYB PRACY
    send_cmd(0b00001100);                // WŁ. Wyśw.
    send_cmd(0b00000110);                // Zachowanie kursora

    lcd_cls();
}

Powyższe dane wynikają z DS. O ile wachlowanie inicjalizacyjne nie jest dla nas bardzo istotne - tak mówi DS i tak ma być, o tyle tryby pracy pozwalają na kilka sztuczek i można się nimi pobawić. Po szczegóły zapraszam na 24 stronę DS sterownika HD44780.

Kod: Zaznacz cały

int main (void){
    lcd_init();
    lcd_cls();

   lcd_char('X');
   lcd_char('M');
   lcd_char('O');
   lcd_char('S');

    return 0;
}

Pętla główna to już tylko formalność.

[acid3]

Timer xCore jest 32-bitowym licznikiem popędzanym z częstotliwością 100Mhz.
Podstawowa deklaracja timera to:

Kod: Zaznacz cały

timer t;


Timery mogą być deklarowane zarówno jako zmienne globalne jak i zmienne lokalne. Przekazanie wartości Timera do zmiennej odbywa się za pomocą operatora :> :

Kod: Zaznacz cały

unsigned int time;
t :> time;

To wpisuje aktualną wartość timera do zmiennej time. ( Zmienna int w uC xCore jest 32-bitowa )

Aby zmierzyć czas pomiędzy dwoma zdarzeniami, wystarczy powołać dwie zmienne, np: start_time, end_time.

unsigned int start_time, end_time;

Kod: Zaznacz cały

// Początek pomiaru
t :> strat_time;
...
...
...
// Koniec pomiaru
t :> end_time;

... oraz wyświetlić sobie różnicę :

Kod: Zaznacz cały

printstr (" Liczba tick'ów timera : ");
printintln(end_time - start_time);

Ze względu na "pojemność" 32-bitowej zmiennej 2e32 - 1, możemy mierzyć czas do ok. 42 sekund.

Wyświetlanie napisu oraz wartości zmiennej typu timer 100 razy co 1 sekundę:

Kod: Zaznacz cały

    for (unsigned int i = 0; i < 100; i++){
        printstr("Once a second : ");
        printintln(time);
        time += XS1_TIMER_MHZ * 1000 * 1000;
        t when timerafter(time) :> void;
    }