Pic32

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Auf dieser Seite dreht sich alles um den Pic32 Mikrokontroller, ins Besondere den PIC32MX220F032D [1].

Pinguino

Pinguino ist ein an Arduino angelehntes open source Projekt. Eines der Pinguinoboards verwendet genau den Mikrokontroller unseres Begehrens.

Status: 7 Stück dieser dieser Pinguinoboards wurden bestellt. Kostenpunkt: 11,84 Eiros pro Stück.

Zwei der Boards werden künftig im Space liegen. Diese können gerne zum Experimentieren verwendet werden. Wer eins davon besitzen möchte, braucht nur 12 Striche bei yela an die Mate-Credittafel zu kritzeln.

heise über Pinguino

Entwicklung

Entweder Pinguino-IDE nehmen: Die ist allerdings viel schwarze Magie (geht schon mit dem USB-Bootloader los).

Für den Anfang alternativ ein reiner Toolchain+Makefile-Ansatz: http://hilses.de/project-template.tar.gz (Achtung: enthält Linker-Konfiguration für PIC32-PINGUINO-MX220). Benötigt zur Zeit die XC32-Toolchain von Microchip: http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/#downloads (dort sind auch die Compiler, u.a. XC32, verfügbar). Beispielprojekt mit Benutzung des Microchip Application Library USB Stacks: http://hilses.de/project-usb-generic-demo.tar.gz (aktualisiert zuletzt 5.8.2012). Weitere Entwicklung läuft seitens HW jetzt auch in einem Git-Repo: https://github.com/hwhw/flausch-projects (bzw. Library für typische Funktionen in https://github.com/hwhw/flauschlib)

Die Microchip Application Libraries können hier heruntergeladen werden: http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2680&dDocName=en547784

Die aktuelle Version hat noch einen Bug bei USB im Interrupt-Betrieb in Verbindung mit PIC32MX1xx/2xx - also auch unserem Gerät. Soll der Interrupt-Modus genutzt werden, kann dieser Patch für die Application Libraries verwendet werden: http://hilses.de/microchip-applibs-usb-hal-pic32-mx1xx2xx-bug.patch.txt

Flashen

Zum Flashen ist zur Zeit mphidflash Mittel der Wahl. Am besten die letzte SVN-Version, da die ohne libhid auskommt (benutzt stattdessen libusb-0.1) und vernünftig mit einfachen Nutzerrechten flashen kann: http://code.google.com/p/mphidflash/source/checkout

flauschfunk_uart_demo

Board per USB anschließen. Um den Chip in den USB-Bootloadermodus zu bringen den Button 1 gedrückt halten, dann den Resetbutton kurz drücken und den Button 1 danach loslassen. Nun sollten die rote und die grüne LED beide blinken und das Programm kann raufgeflasht werden: 

/usr/local/bin/mphidflash -n -r -w Testfile.hex

Bootloader

Der mitgelieferte Bootloader ist sehr groß. Zu beachten ist, dass immer die Linker-Konfiguration (procdef.ld) in den Projekt-Sourcen sein muss, sonst greift die PIC32MX220F032D-Standard-Konfiguration -- die weiß nichts von einem Bootloader und generiert Code, der den Bootloader-Code überschreiben sollte (was der Bootloader selbst eigentlich verhindern müsste, kann aber mangels tatsächlichem Source-Code nicht überprüft werden). So wie es ausschaut überprüft der Bootloader nicht die Grenzen, es ist also möglich mit einer falschen Linker-Konfiguration den Bootloader zu überschreiben. Soll schon vorgekommen sein ;-)

Der Bootloader scheint ansonsten ein gemäß Microchip AN1388 (http://www.microchip.com/stellent/idcplg?IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=1824&appnote=en554836) gestrickter zu sein.

Für eigenen Code stehen in KSEG0 (Program Memory) 0x3600 Bytes, das sind 13824 Bytes, zur Verfügung.

Im besten Falle sollte uns gelingen, den USB-Stack des Bootloaders zu verwenden, denn mit einem weiteren USB-Stack ist das Program Memory ansonsten voll.

Perspektivisch sollte ein Umstieg auf den UART-basierten Bootloader (viel, viel kleiner, benötigt aber 3.3V-Pegel-Interface) erwogen werden.

Zum Überprüfen, ob der Bootloader auch nicht überschrieben wird, kann ein 

xc32-objdump -S testfile.elf > objdump

gemacht werden. Der erste Block in der Datei sollte so aussehen: 

9d004000 <_reset>:
9d004000:   3c1a9d00    lui   k0,0x9d00
9d004004:   275a4010    addiu k0,k0,16400
9d004008:   03400008    jr k0
9d00400c:   00000000    nop

Simple Delay

.... aber Achtung Optimierung des Compilers

<highlightSyntax language="c"> static WORD delay_count; 

while (1)
   {
   delay_count = 3600U;
   mLED_2_On()
   do 
     {
     delay_count--;
      mLED_2_On()
     }while(delay_count);
     mLED_2_Off()
   }

</highlightSyntax>

Register

Für Neugierige: Nach einem Boot mit dem Pinguino-Bootloader und bei laufender Applikation mit USB-Stack (USB generic client, Interrupt-Handling aktiviert) sieht so der Inhalt der Register aus: http://hilses.de/pinguino-mx220-registers.html

Pinbelegung

Leider ist das Board nicht entsprechend der typischen MCU-Pin-Namen beschriftet, sondern in einem Pseudo-Arduino-Stil. Pinout des MCUs: http://ww1.microchip.com/downloads/en/devicedoc/61168b.pdf#page=20 (PIC32MX1xx/2xx Family Datasheet) Tatsächlich hat das Board folgende Pinbelegung: 

PIC32 Pinguino MX220
====================

Pin on PCB		PIC32 pin
==========		=========

(osc)			30: OSC1 (CLKI/RPA2/RA2)
			31: OSC2 (CLKO/RPA3/RA3)


USB:
====

(VUSB/+3.3V)		10: VUSB
VBUS (+5V)		42: VBUS
USB D+			08: PGED2/RPB10/D+/CTED11/RB10
USB D-			09: PGEC2/RPB11/D-/RB11
GND
ID (n.c.)


UEXT:
=====

+3.3V (P1)
GND (P2)
U1TX (P3)		33: SOSCI/RPB4/RB4
U1RX (P4)		34: SOSCO/RPA4/RA4/T1CK/CTED9
SCL1 (P5pu)		44: RPB8/SCL1/CTED10/PMD4/RB8
SDA1 (P6pu)		01: RPB9/SDA1/CTED4/PMD3/RB9
SDI1 (P7)		32: TDO/RPA8/PMA8/RA8
SDO1 (P8)		35: TDI/RPA9/PMA9/RA9
SCK1 (P9)		14: CVREF/AN10/C3INB/RPB14/VBUSON/SCK1/CTED5/RB14
UEXT CS (P10pu)		13: TCK/CTED8/PMA7/RA7


Analog Con2:
============

A0			25: AN6/RPC0/RC0
A1			26: AN7/RPC1/RC1
A2			21: PGED1/AN2/C1IND/C2INB/C3IND/RPB0/PMD0/RB0
A3			22: PGEC1/AN3/C1INC/C2INA/RPB1/CTED12/PMD1/RB1
A4			23: AN4/C1INB/C2IND/RPB2/SDA2/CTED13/PMD2/CNB2/RB2
A5			24: AN5/C1INA/C2INC/RTCC/RPB3/SCL2/PMWR/CNB3/RB3


Digital Con4:
=============

D8 (pu,BTN)		43: RPB7/CTED3/PMD5/INT0/RB7
D9 (LED2)		12: TMS/PMA10/RA10
D10 (#SS/PGEC3)		20: PGEC3/VREF-/CVREF-/AN1/RPA1/CTED2/PMD6/RA1
D11 (SDO2)		41: RPB5/USBID/RB5
D12 (SDI2)		11: AN11/RPB13/CTPLS/PMRD/RB13
D13 (SCK2,LED1)		15: AN9/C3INA/RPB15/SCK2/CTED6/PMCS1/RB15
GND
AREF/PGED3		19: PGED3/VREF+/CVREF+/AN0/C3INC/RPA0/CTED1/PMD7/RA0


Digital Con5:
=============

D0 (U2RX)		04: RPC8/PMA5/RC8
D1 (U2TX)		05: RPC9/CTED7/PMA6/RC9
D2			27: AN8/RPC2/PMA2/RC2
D3			36: AN12/RPC3/RC3
D4			37: RPC4/PMA4/RC4
D5			38: RPC5/PMA3/RC5
D6			02: RPC6/PMA1/RC6
D7			03: RPC7/PMA0/RC7


ICSP:
=====

1 RESET
2 +3.3V
3 GND
4 AREF/PGED3		19: PGED3/VREF+/CVREF+/AN0/C3INC/RPA0/CTED1/PMD7/RA0
5 D10 (#SS,PGEC3)	20: PGEC3/VREF-/CVREF-/AN1/RPA1/CTED2/PMD6/RA1
6 n.a.

Pic32 raw

In diese Sektion gehören Dinge zum Pic32, die nichts mit dem Pinguino zu tun haben.

Buch: Pic32 C Programmierung

Ein Buch über die Programmierung von Pic32 Mikrokontrollern in C. (Natürlich ist das MIPS-Assembler auch seeehr spannend)

  • Im Space: Ja Ausgeliehen an: ---

    Im Space: Ja
    Ausgeliehen an: ---

Wenn Ihr das Buch mit nach hause nehmen möchtet, dann vermerkt das bitte hier im Wiki.

Programmer: Pickit 3

Ein Pickit 3 ist im Space, muss noch in betrieb genommen werden.

Doku

Doku von Microchip

Tutorials

  • Johnloomis Pic32 Tutorial In den Beispielcodes "mPORTDxxx" Makros durch "PORTA"-"PORTC" ersetzen und die Pins anpassen. Port D gibt es bei unserem Chip nicht.

Interessante Projekte

  • freertos is a real-time operating system for embedded devices
    • Microchip AN1264 Integrating Microchip Libraries with a Real-Time Operating System

IDE: MPLAB X

MPLAB X ist die IDE von Microchip, der passende compiler XC32 muss zusaetzlich installiert werden.

Sehr zu empfehlen ist die Hilfe: Help --> Help Contents (besonders C32 Toolchain). Dort zu finden ist beispielsweise eine schrittweise Anleitung zur Erstellung eines Beispielprojektes und einiges an Codebeispielen zu den verschiedenen Chipfeatures.

In Verbindung mit dem Pinguino-Board ist folgendes zu beachten:

  • die nötige procdefs.ld-Datei muss in das Projektverzeichnis gepackt werden (nicht in ein Unterverzeichnis o.ä.)
  • zum automatischen Flashen bei einem Build kann die Funktion "Execute after Build" benutzt werden. Dazu: In die Eigenschaften des Projekts gehen. Dort den Bereich "Building" wählen. Dort gibt es dann eine Zeile für die Funktion "Execute this line after build" sowie eine Checkbox. Die Checkbox selektieren und in die Zeile z.B. folgendes eintragen:
test -f procdefs.ld && xmessage "flash now?" && sudo ubw32 -n -r -w "${ImagePath}"
  • dieses Beispiel stellt noch einmal sicher, dass eine procdefs.ld zumindest existiert (hoffentlich auch die richtige!), benutzt xmessage (ggf. installieren oder halt weglassen), um noch einmal eine Bestätigung zu holen und ruft dann via sudo das Flashprogramm "ubw32" auf. Wenn das nicht im PATH liegt, muss der Aufruf um den Pfad ergänzt werden. Statt ubw32 funktioniert auch mphidflash.

Bauteilkiste

Im Space steht eine Kiste mit Bauteilen, die zum Experimentieren mit dem Pic32 genommen werden dürfen.

Bitte nicht in der Kiste rumwühlen, sondern stattdessen auf folgende Inhaltsliste schauen.

Bauteil Details Datenblatt € Img
PIC32MX220F032D-I/PT Microcontroller PIC32 32KB FL 8KBRAM 40MHz USB CTMU 4 DMA [2] 2,28
MMA8452QR1 Beschleunigungsmesser LOW G 3-AXIS 12BT EX VLT [3] 1,14
MCP73833-AMI/UN Batterie Charge Management Controller [4] 0,586
47654-0001 USB-Stecker MICRO USB AB RECPT MID MOUNT ASSY [5] 0,736
SCHD3A0100 Speicherkartenverbinder Slide In-Slide Out Headersmicro SD [6] 0,363
JS202011SCQN Schiebeschalter DPDT SMT .3A zum Ein-/Ausschalten [7] 0,20
NRF24L01 2.4GHz RF Modul mit Antenne
MIKROE-1120 Akkusätze LI-POLYMER BATTERY 3.7V 2000mA; Nur zum experimentieren, für Bausatz wahrscheinlich zu teuer. 11,46
RGB-LEDs common annode
Speaker verschiedene kleine ~1
Laborplatine
Schrumpfschlauch
Kabel
Flachbandkabel und Steckerkrams
Button
LDO
Lautsprecherkabel

Wenn Ihr was nützliches rausfindet, immer rein damit ins Wiki! :)

Accelerometer

RGB-LED

Die verwendeten RGB-LEDs sind common Anode. Sie haben vier Beinchen, wobei das laengste Bein die Anode ist (+,rot). Schaut man ins Innere einer dieser LEDs, ist zu erkennen, dass sie ein gutes Beispiel dafür ist, dass es Außnahmen dafür gibt, dass der "Kelch" immer am Kathodenbeinchen liegt.

Auf der einen Seite der Anode ist nur ein weiteres Bein, dies ist das Beinchen für rot, an dem ich eine Spannung von 2,3 V für gut befunden habe. Auf der anderen Seite der Anode liegen die Beinchen für grün und blau, wobei das Blaue das Aeußere ist. An beide würde ich eine Spannung von 3,3 V legen.

UART

  • z.B. minicom installieren, dann z.B. minicom -D /dev/ttyUSB0
    • ctrl-a z -> dann o drücken -> serial port setup -> Baud einstellen (921600) -> safe setup as dfl

<highlightSyntax language="c"> // UART Init sample

U2RXR = 6; // UART2 RPC8 / PMA5 / RC8 see PIC32 Family Reference Manual Section 12. I/O Ports, Table 12-1 RPC9R = 2; // UART2 RPC9 / CTED7 / PMA6 / RC9 see PIC32 Family Reference Manual Section 12. I/O Ports, Table 12-2

TRISCbits.TRISC8 = 1; // UART2 RX as Input -- should probably not be done TRISCbits.TRISC9 = 0; // UART2 TX as Output -- should probably not be done

UARTConfigure (UART2, UART_ENABLE_PINS_TX_RX_ONLY| UART_ENABLE_HIGH_SPEED); UARTSetFifoMode (UART2,UART_INTERRUPT_ON_TX_NOT_FULL | UART_INTERRUPT_ON_RX_NOT_EMPTY); UARTSetLineControl (UART2, UART_DATA_SIZE_8_BITS | UART_PARITY_NONE | UART_STOP_BITS_1); UARTSetDataRate (UART2, GetPeripheralClock (), 500000); UARTEnable (UART2, UART_ENABLE_FLAGS (UART_PERIPHERAL | UART_RX | UART_TX));

UARTSendDataByte (UART2, 'A'); </highlightSyntax>

oder ganz pur, hier: 921600 Baud (in Wirklichkeit ca. 909090 Baud)

<highlightSyntax> /* pin config: set up UART2 on RPC9 (TX) / RPC8 (RX) */ RPC9R=2; U2RXR=6;

/* set up UART peripheral: */ U2BRG = 10; // @40MHz PCLK, with BRGH=1: 921600 Baud U2STA = 0; U2MODE = 0x8008; // ON, otherwise 8N1, high-speed mode (4x divider) U2STASET = 0x1400; // RXEN, TXEN

/* sending: */ while(U2STAbits.UTXBF); // wait when buffer is full U2TXREG = 'A'; </highlightSyntax>

SD-Card Interface

SPI Bus
Pin Name I/O Description
1 nCS I Card Select (Neg True)
2 DI I Data In [MOSI]
3 VSS S Ground
4 VDD S Power
5 CLK I Clock [SCLK]
6 VSS S Ground
7 DO O Data Out [MISO]
8 NC
nIRQ		 O NC (Memory Cards)
Interrupt (SDIO Cards)
9 NC . NC 
 /----------------|
/ :1:2:3:4:5:6:7:8|
|9:               |
|                 |


Anschluss an Pinguino-Board

HW's Lösung: via UEXT-Port. HW hat an seinem Adapter mühsam Pull-Up-Widerstände eingebaut, aber die sind wohl nicht wirklich nötig. Ein Adapter ohne Widerstände funktionierte genauso gut.

Anschluss: 

SD-Card         UEXT
1 CS            10 UEXT CS (hat Pullup-Widerstand auf Pinguino-Board)
2 DI (MOSI)      8 SDO1
3 VSS            2 GND
4 VDD            1 +3.3V
5 CLK            9 SCK1
6 VSS            2 GND
7 DO (MISO)      7 SDI1
8               n.c.
9               n.c.

Sound

Alex stellt fest (Memory Requirements for PIC32), dass die Helixbibliothek zum abspielen von MP3s wahrscheinlich nicht auf den Chip passen wird und empfiehlt(*)diesen MP3 Decoder.

Aufgrund des hohen Preises des Decoders würde ich zumindest beim Endbausatz eher von MP3 absehen, denn dieser soll möglichst günstig werden.


(*) ich habe den gefunden, noch nie in der Hand gehabt und die Unterlagen nur angelesen--Alex 23:43, 11. Jul. 2012 (CEST)

Funk

Einige Seiten mit Unterlagen, Example Code usw. für PIC32 vers. nRF24L01+


PIC32 Family Reference Manual, Sect. 23 Serial Peripheral Interface 

Pinbelegung (BS) nRF24L01+ Modul
**********************
*1|2                 *
*3|4     XX      --| *
*5|6     XX      | - *
*7|8             | | *
*        OSC         *
**********************


Testaufbau, Inbetriebnahme: Pinguino und nRF24L01+

nRF24L01+ und PIC32-PINGUINO-MX220 devBoard
Pin nRF24L01+ Name Pin Pinguino PIC32MX220F032D direction
1 GND Power
2 Vcc Power
3 In CE D3 RC3 <
4 In CSN D2 RC2 <
5 In SCK D13 RB15 (SCK2) <
6 In MOSI D11 RB5 (SDO2) <
7 Out MISO D12 RB13 (SDI2) >
8 Out IRQ >


<highlightSyntax language="c"> // Simple SPI init, work in progress

// SPI2

  1. define CE LATCbits.LATC3
  2. define CSN LATCbits.LATC2
  1. define CS_LOW() CSN = 0;
  2. define CS_HIGH() CSN = 1;
  3. define CE_LOW() CE = 0;
  4. define CE_HIGH() CE = 1;


TRISBbits.TRISB5 = 0; // SD02 as output RPB5R = 4; // SDO2

TRISBbits.TRISB13 = 1; // SDI2 as input SDI2R = 3; // RPB13;

TRISBbits.TRISB15 = 0; // SCK2 as output (fixed pin) ANSELA=0; // disable all analog inputs ANSELB=0; ANSELC=0;

// CS// CE TRISCbits.TRISC2 = 0; // CSN as output TRISCbits.TRISC3 = 0; // CE as output

CS_HIGH(); // NO SPI Chip Select CE_LOW(); // NO Chip Enable Activates RX or TX mode

SPI2CON = 0; SPI2CONbits.MSTEN=1; SPI2BRG = 1; SPI2CON2 = 0; SPI2CONbits.ON=1; // enable SPI2


while (1) 

 {
 SPI2BUF=0xa5;
 for (c = 0; c < 1000000;c++);
 }

</highlightSyntax>


<highlightSyntax language="c"> // Simple SPI init, work in progress

// SPI2

  1. define CE LATCbits.LATC3
  2. define CSN LATCbits.LATC2
  1. define CS_LOW() CSN = 0;
  2. define CS_HIGH() CSN = 1;
  3. define CE_LOW() CE = 0;
  4. define CE_HIGH() CE = 1;


TRISBbits.TRISB5 = 0; // SD02 as output RPB5R = 4; // SDO2

TRISBbits.TRISB13 = 1; // SDI2 as input SDI2R = 3; // RPB13;

TRISBbits.TRISB15 = 0; // SCK2 as output (fixed pin) ANSELA=0; // disable all analog inputs ANSELB=0; ANSELC=0;

// CS// CE TRISCbits.TRISC2 = 0; // CSN as output TRISCbits.TRISC3 = 0; // CE as output

CS_HIGH(); // NO SPI Chip Select CE_LOW(); // NO Chip Enable Activates RX or TX mode

SPI2CON = 0; SPI2CONbits.MSTEN=1; SPI2BRG = 1; SPI2CON2 = 0; SPI2CONbits.ON=1; // enable SPI2


while (1) 

 {
 SPI2BUF=0xa5;
 while(!DataRdySPI2());
 ret=SPI2BUF;
 SPI2BUF=0xa4;
 while(!DataRdySPI2());
 ret=SPI2BUF;



 for (c = 0; c < 1000000;c++);
 }

</highlightSyntax>

Alternative Funk Systeme

Projekte

In diese Sektion kommen die Projekte, die mit dem Pic32 realisiert werden sollen

Flauschball

Der Flauschball soll ein Pic32-Innenleben bekommen. Eine ausführliche Projektbeschreibung findet ihr auf der Flauschballhomepage. Fragen und Anregungen zum Flauschball an yela

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