Mikrokontrolery_ARM_cz8.pdf

K U R S

Mikrokontrolery

z rdzeniem ARM, część 8

Pierwszy projekt

Przechodzimy do pierwszego

projektu na ARM-y – będą to

banalne efekty „choinkowe” na

diodach świecących, ale w pełni

ilustrujące sposób korzystania

z możliwości środowiska Eclipse.

nie pliki startowe dostosowane do

konkretnego modelu. Inaczej jest

w przypadku wykorzystania pakie-

tu gnuarm, który jest przeznaczo-

ny nie dla konkretnego typu mi-

krokontrolerów jednego producenta,

ale dla różnych odmian pochodzą-

cych od różnych producentów. Je-

dyną ich cechą wspólną jest rdzeń

ARM natomiast sposób inicjalizacji,

peryferia, mapa pamięci mogą być

zupełnie odmienne, dlatego pliki

startowe musimy stworzyć samo-

dzielnie. Pliki, jakie musimy stwo-

rzyć to: Skrypt linkera, w którym

zawarte są informacje o umiesz-

czeniu w pamięci poszczególnych

sekcji danych oraz kodu programu.

Plik startowy, w którym zawar-

ty jest startowy kod inicjalizujący

peryferia mikrokontrolera takie jak

pętla PLL czy kontroler pamięci

MAM oraz inicjalizujący obsza-

ry pamięci zgodnie ze standardem

ANSI C/C++. Pisząc nowy projekt

nie będziemy musieli tworzyć od

nowa plików startowych, wystarczy,

że stworzymy je jednorazowo dla

danej rodziny mikrokontrolerów,

a później będziemy je kopiować do

nowego projektu. Pierwszym pro-

gramem, jakim zajmiemy się na

łamach niniejszego kursu będzie

przykładowy program zapalający po

kolei diody LED umieszczone w ze-

stawie ZL6ARM ( www.kamami.pl ).

Będzie on nam mógł później po-

służyć jako wzorzec przy tworze-

niu własnych projektów. Wykorzy-

stywać będziemy pliki startowe

oraz plik reguł makeﬁle tak, aby

za każdym razem nie tworzyć ich

od nowa. Na początek opiszemy,

w jaki sposób stworzyć najprostszy

projekt w Eclipse , a następnie zaim-

portujemy do niego wszystkie pliki

z przykładowego projektu błyska-

jącego diodami, skompilujemy go,

oraz zaprogramujemy pamięć Flash

mikrokontrolera obserwując efekt

działania programu. Po urucho-

mieniu Eclipse wybieramy z me-

nu polecenie File->New->Project .

Pisząc programy dla mikrokon-

trolerów AVR z użyciem kompila-

tora avr-gcc musieliśmy stworzyć

tylko plik makeﬁle określający za-

leżności kompilacji pomiędzy pli-

kami, oraz pliki samego projektu.

Pozostałe elementy niezbędne do

prawidłowego przebiegu kompilacji

(plik startowy oraz skrypty linke-

ra) zawarte były w samym pakie-

cie WinAVR . Na podstawie opcji

–m określającej typ procesora były

automatycznie pobierane odpowied-

Rys. 21.

Pokaże nam się okno dialogowe,

z którego wybieramy opcję: Stan-

dard Make C++ Project . Następnie

klikamy przycisk Next> , pojawi się

wówczas kolejne okno dialogowe.

W polu tekstowym Project Name

wpisujemy nazwę projektu np.

Ledy i wciskamy klawisz Finish , co

spowoduje utworzenie nowego pu-

stego projektu. Kolejną czynnością

jest import plików do projektu.

Możemy tego dokonać klikając pra-

wym przyciskiem myszy na otwar-

tym projekcie (tak jak przedstawio-

no na rys. 20 ), a następnie wybrać

polecenie Import .

Pojawi się okno dialogowe,

z którego wybieramy opcję Archive

File , wówczas zobaczymy kolejne

okno, w którym klikamy przycisk

Browse i wybieramy plik ep3.zip

z przykładowym projektem , któ-

ry można ściągnąć ze strony EP

w dziale Download . Po prawej stro-

nie pokaże się lista plików znajdu-

jących się w archiwum ( rys. 21 ).

Ponieważ wykorzystywać będzie-

my gotowy program pozostawiamy

zaznaczone wszystkie pliki i wci-

skamy klawisz Finish . Gdybyśmy

mieli zamiar tworzyć własny pro-

jekt powinniśmy odznaczyć plik

led.cpp , który jest przykładowym

programem mrugającym diodami

LED. Pozostałe pliki są plikami

niezbędnymi do przeprowadzenia

Rys. 20.

Elektronika Praktyczna 7/2006

101

K U R S

Tab. 4. Pliki projektu i ich funkcje

Nazwa pliku Przeznaczenie

boot.s

Plik startowy inicjalizujący układy peryferyjne mikrokontrolerów LPC213x oraz

inicjalizujący pamięć RAM zgodnie z wymaganiami standardu ANSI C/C++

Plik dla linkera określający, w jaki sposób rozmieścić poszczególne segmenty

w pamięci. Jest on skonﬁgurowany tak, aby program idane stałe były umiesz-

czone w pamięci Flash, natomiast zmienne umieszczone zostaną w pamięci

RAM.

lpc213x.h Plik nagłówkowy, zawierający deﬁnicję rejestrów mikrokontrolerów LPC213x

makeﬁle Plik konﬁguracyjny dla narzędzia make służącego do określenia zależności

pomiędzy plikami projektu

led.cpp Przykładowy program mrugający diodami (efekt węża świetlnego)

Rys. 22.

procesu kompilacji. Po tej czynno-

ści możemy przystąpić do kompi-

lacji projektu, czego możemy do-

konać wydając z menu polecenie

Project->Build All . Jeżeli wszystko

przebiegło poprawnie projekt zosta-

nie skompilowany w wyniku, cze-

go powstanie plik ledtst.hex . Jeżeli

wystąpił błąd podczas kompilacji,

w zakładce Problems pojawi się

opis błędu. Po kliknięciu na wy-

branym komunikacie zostaniemy

przeniesieni linii, w której wystąpił

błąd.

Bardzo ciekawą i przydatną

funkcją Eclipse są inteligentne

podpowiedzi, które podpowiadają

programiście, jakie metody i pola

znajdują się w danej klasie/struktu-

rze. Po prawej stronie umieszczo-

na jest zakładka Outline , w której

w sposób graﬁczny przedstawiono

poszczególne klasy, zmienne, funk-

cje deﬁnicje itp. Pozostało nam

teraz zaprogramowanie mikrokon-

trolera, w tym celu za pomocą ka-

bla łączymy port COM0 zestawu

ZL6ARM z wybranym portem sze-

regowym komputera. Schemat ka-

bla połączeniowego przedstawiono

na rys. 22 .

Po podłączeniu zestawu uru-

chamiamy program LPC2000 Flash

Utility .W polu tekstowym Filename

wpisujemy ścieżkę do pliku ledtst.

hex a następnie wciskamy przycisk

Upload to Flash . Po chwili pro-

gram zostanie załadowany i urucho-

miony. Na diodach LED (D4…D11)

zestawu ZL6ARM powinien ukazać

się efekt punktu świetlnego. Przy

pierwszym uruchomieniu progra-

mu należy skonﬁgurować program

LPC2000 Flash Utility . Na rysunku

rys. 23 przedstawiono proponowa-

ny sposób konﬁguracji programu.

Należy wybrać typ mikrokon-

trolera, wpisać częstotliwość kwar-

cu mikrokontrolera oraz zaznaczyć

opcję używania linii DTR/RTS słu-

żących do uruchamiania i zerowa-

nia mikrokontrolera. W przypadku

zmiany pliku HEX (np. w wyniku

dopisania fragmentu kodu) nie mu-

simy po każdej kompilacji ponow-

nie wybierać nazwy pliku, gdyż

przed każdym poleceniem załado-

wania pamięci Flash jest on od-

czytywany od nowa, co jest istot-

ną zaletą programu.

plik wynikowy ledtst.elf ., z którego

za pomocą programu konwertują-

cego tworzony jest plik ledtst.hex .

W pliku makeﬁle będziemy zapisy-

wać przebieg procesu kompilacji,

co przy wykorzystaniu standardo-

wego szablonu jest bardzo proste.

Poniżej przedstawiono makeﬁle na-

szego projektu. Nie będziemy się

tutaj zagłębiać w szczegółowy opis

narzędzia make . Zainteresowanych

odsyłam do literatury lub Interne-

tu. Przedstawimy tylko fragmenty,

które będziemy musieli zmieniać

tworząc własne projekty:

#tutaj wpisz nazwe pliku hex

TARGET = ledtst

W powyższej linii wpisujemy

nazwę pliku wynikowego HEX, jaki

zostanie wygenerowany w wyniku

kompilacji:

CFLAGS = -Os -fpack-struct -mcpu=ar-

m7tdmi -Wall –gstabs

Polu CFLAGS przypisujemy

opcje kompilatora, jakie będą użyte

przy tworzeniu projektu.

Flaga –Os określa stopień opty-

malizacji kompilatora na najmniej-

szy rozmiar pliku wynikowego.

Inna często wykorzystywana

opcja to –O3 , generująca najszyb-

szy kod wynikowy.

Opcja –fpack-struct zakazu-

je kompilatorowi wyrównywania

struktur pustymi bajtami, a więc

Pliki projektu

W tab. 4 przedstawiono pliki,

jakie znalazły się w naszym pierw-

szym projekcie oraz funkcje, jakie

pełnią.

Przebiegiem kompilacji projek-

tu zarządza narzędzie GNU make ,

które na podstawie pliku konﬁgu-

racyjnego makeﬁle określa na pod-

stawie odpowiednich zależności, co

i w jakiej kolejności ma być kompi-

lowane. Poza tym make kompiluje

tylko te pliki, które uległy zmia-

nie. Tworząc plik makeﬁle musimy

zbudować odpowiednie zależności

i reguły określające, w jaki sposób

powstać ma plik wynikowy. Przed

zapoznaniem się z budową makeﬁ-

le najpierw przedsta-

wimy przebieg proce-

su kompilacji naszego

pierwszego projektu

( rys. 24 ).

Poprzez kompilację

plików led.cpp oraz

lpc213x.h powstaje

plik wynikowy led.

o , natomiast z pliku

boot.s tworzony jest

plik wynikowy boot.o .

Z plików led.o boot.o

na podstawie skryp-

tu lpc2138-rom.ld

powstaje ostateczny

Rys. 23.

Rys. 24.

102

Elektronika Praktyczna 7/2006

lpc2138-rom.ld

K U R S

struktura ma dokładnie taką postać

jak jest zadeklarowana.

Opcja –mcpu=arm7tdmi określa

typ procesora.

Opcja –Wall nakazuje kompila-

torowi generowanie szczegółowych

ostrzeżeń kompilacji.

Opcja –gstabs nakazuje genero-

wanie informacji dla debugera.

#pliki zrodlowe

SRC = led.cpp

#pliki assemblerowe

ASRC = boot.s

W polu SRC wpisujemy li-

stę wszystkich plików źródłowych

*.cpp występujących w projekcie

oddzielając je spacjami natomiast

w polu ASRC wpisujemy listę pli-

ków asemblerowych *.s :

#Zaleznosci pomiedzy plikami w C

boot.o: boot.s

led.o: led.cpp lpc213x.h

#zaleznosci pomiedzy plikami konco-

wymi

$(TARGET).elf: boot.o led.o lpc2138-

rom.ld

Powyższe linie opisują wcześniej

wspomniane zależności pomiędzy

plikami źródłowymi oraz wyniko-

wymi. Odczytujemy je w sposób

następujący: plik boot.o zależy od

(powstaje z) pliku boot.s . Plik led.

Rys. 25.

o zależy od plików led.cpp oraz

lpc213x.h . Plik wynikowy $(TAR-

GET).elf zależy od plików boot.

o led.o lpc2138-rom.ld . W ten wła-

śnie prosty sposób możemy budo-

wać nawet bardzo skomplikowane

projekty bez obawy o prawidłowy

przebieg kompilacji. Tworząc wła-

sne konﬁguracje na podstawie po-

wyższego szablonu musimy pamię-

tać, aby poprawnie zapisać wszyst-

kie zależności, gdyż w przeciwnym

przypadku program wynikowy

może działać niepoprawnie.

Lucjan Bryndza SQ7FGB, EP

lucjan.bryndza@ep.com.pl

Wieloletnie doskonalenie uczyniło nas najbardziej wszechstronnym producentem czci i systemów samochodowych.

Zatrudniamy prawie 200 tysicy pracowników w prawie 200 zakładach produkcyjnych na całym wiecie. Nowoczesna

technologia i jako stały si podstaw szerokiej gamy rozwiza technicznych. W Polsce działamy ju od 1995 roku.

Jestemy laureatem nagrody dla Najlepszego Inwestora Zagranicznego, a w 2003 roku zostalimy uhonorowani

godłem Inwestor w Kapitał Ludzki.

Do pracy w Centrum Technicznym w Krakowie poszukujemy osób na stanowiska:

IN  YNIER PROGRAMISTA (ref. SE)

Zakres obowi  zków:

Tworzenie oprogramowania dla samochodowych systemów sterowania,

multimedialnych lub nawigacji satelitarnej.

Wymagania:

•Wykształcenie wysze (informatyka, elektronika, telekomunikacja lub

pokrewne)

•Znajomo jzyka C lub C++

Dodatkowym atutem b  dzie znajomo  :

•Systemów czasu rzeczywistego i systemów wbudowanych

•Technologii obiektowych oraz jzyka UML

•Inynierii oprogramowania

•Cyfrowego przetwarzania sygnałów

•Systemów multimedialnych

•Pakietu Matlab

IN  YNIER DS. TESTÓW

OPROGRAMOWANIA (ref. STV)

Zakres obowi  zków:

Tworzenie scenariuszy testowych, projektowanie rodowiska testowego

(w tym do testów automatycznych)

i wykonywanie testów oprogramowania.

Wymagania:

•Wykształcenie wysze (elektronika, informatyka, automatyka,

telekomunikacja lub pokrewne)

•Znajomo podstaw elektroniki

•Znajomo zagadnie z zakresu miernictwa elektronicznego

(oscyloskopy, generatory, analizatory itp.)

•Znajomo systemów pomiarowych

•Znajomo podstaw programowania (np. jzyk C lub C++)

Dodatkowym atutem b  dzie znajomo  :

•Jzyków skryptowych (Perl, TCL itp.)

•Zagadnie z zakresu testowania systemów

i oprogramowania

Wymagania ogólne: dobra znajomo jzyka angielskiego, mobilno (czste podróe słubowe), umiejtno pracy w zespole

Zaakceptowanym kandydatom oferujemy : interesujc prac w midzynarodowym zespole, w dynamicznie rozwijajcej si firmie * kontakt z najnowszymi

technologiami * współprac z najwikszymi producentami samochodów * moliwo rozwoju i doskonalenia zawodowego * konkurencyjne wynagrodzenie

i atrakcyjny pakiet socjalny * przyjazn atmosfer i bardzo dobre warunki pracy

Osoby zainteresowane prosimy o przesyłanie CV i listu motywacyjnego w jzyku polskim i angielskim na adres:

Magda Szyndera, Delphi Poland S.A. – Centrum Techniczne, ul. Podgórki Tynieckie 2, 30-399 Kraków, e-mail: magda.szyndera@delphi.com

Prosimy o podanie w licie motywacyjnym symbolu referencyjnego.

Przesyłamy potwierdzenie otrzymania aplikacji. W przypadku braku potwierdzenia, prosimy przesła  dokumenty poczt  tradycyjn  .

Uprzejmie informujemy, e kontaktujemy si tylko z wybranymi kandydatami. Na aplikacji prosimy o zawarcie nastpujcej klauzuli: Wyraam zgod na przetwarzanie moich danych osobowych

zawartych w mojej ofercie pracy dla potrzeb niezbdnych do realizacji procesu rekrutacji (zgodnie z ustaw o ochronie danych osobowych z dnia 29.08.97 Dz. U. 133 Poz. 883)

Elektronika Praktyczna 7/2006

103

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: