Pic32: Unterschied zwischen den Versionen

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== Architektur ==
== Architektur ==
* MIPS-Architektur [http://de.wikipedia.org/wiki/MIPS-Architektur]
* MIPS-Architektur [http://de.wikipedia.org/wiki/MIPS-Architektur]
** MIPS-Instructionset zum Nachschlagen von Assemblerbefehlen [http://www.cs.tau.ac.il/~afek/MipsInstructionSetReference.pdf]
** [http://www.cs.cornell.edu/courses/cs3410/2012sp/MIPS_Vol1.pdf MIPS32™ Architecture For Programmers Volume I: Introduction to the MIPS32™ Architecture]
** [http://www.mips.com/media/files/MD00565-2B-MIPS32-QRC-01.01.pdf Schnellreferenz] ("cheat sheet")
** [http://www2.engr.arizona.edu/~ece369/Resources/MipsInstructionSetReference.pdf MIPS32™ Architecture For Programmers Volume II: The MIPS32™ Instruction Set] (''ausführliche'' Referenz zum Nachschlagen)
** [[Pic32_Assembler|Unsere Assembler-Experimente]]
** [http://www.mips.com/media/files/MD00565-2B-MIPS32-QRC-01.01.pdf Schnellreferenz Für Befehlssatz] ("cheat sheet")
** Siehe auch [[Pic32_Assembler|Unsere Assembler-Experimente]]
* RISC [http://de.wikipedia.org/wiki/RISC]
* RISC [http://de.wikipedia.org/wiki/RISC]
* Harvard-Architektur [http://de.wikipedia.org/wiki/Harvard-Architektur]
* Harvard-Architektur [http://de.wikipedia.org/wiki/Harvard-Architektur]

Version vom 14. Oktober 2012, 14:20 Uhr

Struktur Vorschlag für dieses Wiki Media:CCC_Wiki.pdf

Wir experimentieren mit dem Pic32! Genaugenommen mit dem PIC32MX220F032D.

Eine Chronik, welche unsere "Fortschritte" aufzeigt.....

Theorie

under construction

Architektur

Dokumentation des Mikrokontrollers

Tutorials

  • Buch: Pic32 C Programmierung
  • Im Space: Ja Ausgeliehen an: ---

    Im Space: Ja
    Ausgeliehen an: ---

Weitere Links

Entwicklung

TODO: Beschreibung

Toolchain

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.

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: [6] (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: [7]

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

Eine Alternative, besonders für Arduinofreunde, ist die Pinguino-IDE. Diese besteht allerdings aus viel schwarzer Magie (geht schon mit dem USB-Bootloader los).

OS X

(Gemacht mit OS X 10.8.2 am 26.09.2012)

XCode installieren 

Aus dem Appstore kostenlos holen
Xcode starten, Einstellungen, Downloads, Command Line Tools auswählen und "install" klicken

XC32 Compiler von microchip installieren 

http://www.microchip.com/pagehandler/en-us/family/mplabx/#downloads
( Auf "Download MAPLAB X" klicken, dann werden die Downloads per Javascript angezeigt m( )

XC32 Tools in den Pfad schreiben 

krischan@kernelpanic:~> echo 'export PATH=$PATH:/Applications/microchip/xc32/v1.10/bin/' >> ~/.profile

Uploader holen und compilen: 

krischan@kernelpanic:~> mkdir pic32
krischan@kernelpanic:~> cd pic32/
krischan@kernelpanic:~/pic32> svn checkout http://mphidflash.googlecode.com/svn/trunk/ mphidflash-read-only
krischan@kernelpanic:~/pic32> cd mphidflash-read-only/
krischan@kernelpanic:~/pic32/mphidflash-read-only> make
gcc -fast -c main.c
gcc -fast -c hex.c
gcc -fast -c usb-osx.c
gcc main.o hex.o usb-osx.o -Wl,-framework,IOKit,-framework,CoreFoundation -o mphidflash
strip mphidflash
krischan@kernelpanic:~/pic32/mphidflash-read-only>

Toolchain/Makefile für Windows 7 64-Bit

(Durchgeführt Ende September/Anfang Oktober 2012 durch sg)

Eine Unix-ähnliche Shell mit minimalen Gnu-Tools wie make ist von Vorteil. Ich (sg) habe dafür MSYS installiert.

Den XC32 C/C++ Compiler gibt es auch für Windows. Der Installer trägt einem das bin-Verzeichnis in den Suchpfad ein. Allerdings waren da bei mir störende Anführungszeichen mit drin, die ich manuell über Systemsteuerung>Umgebungsvariablen entfernen musste, damit sich die Compiler auch außerhalb seines bin-Verzeichnisses lief. Die Anführungszeichen haben Windows selbst nicht gestört, aber der Compiler wertet diese Umgebungsvariable scheinbar selbst aus, um seinen Lizenzmanager, der in demselben bin-Verzeichnis liegt, zu starten. Die Fehlermeldung war wenig hilfreich "ProcessCreate schlug fehl" oder so ähnlich.

mphidflash zum Flashen des Pics per USB wird praktischerweise schon als Windows Binary hier angeboten. Das klappte ohne Probleme bei mir.

Das Makefile von hw mit der hier verfügbaren procdefs.ld-Datei ist dann fast ohne Modifikation einsetzbar.

Den C++ Compiler habe ich auch zum Laufen bekommen.

Selbst Hand anlegen (Assembler)

Kann mensch hier nachlesen.

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

Programmer: Pickit 3

Ein Pickit 3 ist im Space.

ctags

ctags_with_dep 

xc32-gcc -g -Os -mprocessor=32MX220F032D \
-I. -I../flauschlib "-I/home/alex/devel/pinguino/applibs/Microchip/Include" \
-c "main.c" -M  | sed -e 's/[\\ ]/\n/g' | \
sed -e '/^$/d' -e '/\.o:[ \t]*$/d' | \ 
ctags -L - --c++-kinds=+p --fields=+iaS --extra=+q

Bootloader

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 ([8]) 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.txt

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

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

Allgemeine Snippets

General Exception Handler

<highlightSyntax language="c">

//Achtung... Code ist noch "Grausam", aber er funktioniert... ;-)

static enum { 

 EXCEP_IRQ = 0,                // interrupt
 EXCEP_AdEL = 4,               // address error exception (load or ifetch)
 EXCEP_AdES,                   // address error exception (store)
 EXCEP_IBE,                    // bus error (ifetch)
 EXCEP_DBE,                    // bus error (load/store)
 EXCEP_Sys,                    // syscall
 EXCEP_Bp,                     // breakpoint
 EXCEP_RI,                     // reserved instruction
 EXCEP_CpU,                    // coprocessor unusable
 EXCEP_Overflow,               // arithmetic overflow
 EXCEP_Trap,                   // trap (possible divide by zero)
 EXCEP_IS1 = 16,               // implementation specfic 1
 EXCEP_CEU,                    // CorExtend Unuseable
 EXCEP_C2E                     // coprocessor 2

} _excep_code; 


 // this function overrides the normal _weak_ generic handler

void _general_exception_handler (void) { 

 register unsigned int i;

 asm volatile ("mfc0 %0,$13":"=r" (_excep_code));
 asm volatile ("mfc0 %0,$14":"=r" (_excep_addr));

 _excep_code = (_excep_code & 0x0000007C) >> 2;

 unsigned int val = _excep_code;

 while (U_STAbits.UTXBF);      // wait when buffer is full
 U_TXREG = 'E';
 while (U_STAbits.UTXBF);      // wait when buffer is full
 U_TXREG = ':';
 for (i = 0; i < 8; i++)
   {
     int bla = ((val & 0xF0000000) >> 28);
     while (U_STAbits.UTXBF);

     if (bla > 9)
       U_TXREG = (('A' - 10) + bla);
     else
       U_TXREG = ('0' + bla);
     val <<= 4;
   }

 while (U_STAbits.UTXBF);      // wait when buffer is full
 U_TXREG = ' ';

 val = _excep_addr;
 for (i = 0; i < 8; i++)
   {
     int bla = ((val & 0xF0000000) >> 28);
     while (U_STAbits.UTXBF);

     if (bla > 9)
       U_TXREG = (('A' - 10) + bla);
     else
       U_TXREG = ('0' + bla);
     val <<= 4;
   }

 while (U_STAbits.UTXBF);      // wait when buffer is full
 U_TXREG = '\r';
 while (U_STAbits.UTXBF);      // wait when buffer is full
 U_TXREG = '\n';

 while (1)
   {
     ;
   }

} </highlightSyntax>


eine nette kleine debug Möglichket... Beim druck auf B gibt der _general_exception_handler() seinen dump aus und weil ??? steht da nicht eine Adresse aus der IRQ Routine sondern die stelle bevor der IRQ aufgerufen wurde

<highlightSyntax language="c"> 

 __attribute__ ((nomips16, interrupt (ipl2),
                 vector (U_VECTOR))) uart2_interrupt (void)

{ ..... 

 if (INTGetFlag (INT_SOURCE_UART_RX (UART2)))
   {

     if (U2STAbits.URXDA)
       {
         in = U2RXREG;
         if ((char ) in == 'B')
           {
           _general_exception_handler();
           }
           
         ToUART2Fifo_in (in);

..... </highlightSyntax>

Execute code from Ram

MainCode <highlightSyntax language="c"> .. PF_BYTE *buff = 0xA0001000;


// Freischalten des Rams für Ausführbaren Code BMXDKPBA = 0x1000; BMXDUDBA = 0x2000; BMXDUPBA = 0x2000;


..

((void (*)()) buff) ();

</highlightSyntax>


RAM-Code <highlightSyntax language="asm">


blink.c

  1. include "platform_config.h"
  1. include <peripheral/int.h>
  2. include <xc.h>

void run () { 

 char buf[100];
 int i;
 for (i = 0; i < 100; i++)
     buf[i]=i;
 for (i = 0; i < 1000; i++)
   {
     mLED_1_Toggle ();
   }
 while (U_STAbits.UTXBF);      // wait when buffer is full
   U_TXREG = 'R';
 while (U_STAbits.UTXBF);      // wait when buffer is full
   U_TXREG = buf[10];

}

xmem.ld /************************************************************************* 

* Memory Regions
*
* Memory regions without attributes cannot be used for orphaned sections.
* Only sections specifically assigned to these regions can be allocated
* into these regions.
*************************************************************************/

MEMORY { 

 xmem		       (wrx) : ORIGIN = 0xA0001000, LENGTH = 0x1000

} ENTRY(run)

SECTIONS { 

 .text :
 {
   *(.text*)
   *(.rodata*)
 } > xmem

}


  1. compile

>xc32-gcc -g -Os -mprocessor=32MX220F032D -I. -I../flauschlib -c "blink.c" -o "blink.o"

  1. link

>xc32-ld -T xmem.ld -o blink.elf blink.o \ 

/opt/microchip/xc32/v1.10/pic32mx/lib/proc/32MX220F032D/processor.o


hier kommen noch warnings: xc32-ld: warning: Sections: .debug_ranges, .debug_pubtypes, and .gnu.attributes should be mapped in the linker script. xc32-ld:xmem.ld:23: warning: memory region `kseg1_data_mem' not declared xc32-ld: Warning: kseg1_data_mem memory region not defined, using default range: 0xa0000000 .. 0xa0007fff xc32-ld:xmem.ld:23: warning: memory region `kseg0_program_mem' not declared xc32-ld: Warning: kseg0_program_mem memory region not defined, using default range: 0x9d000000 .. 0x9d07ffff

aber .elf wird erzeugt

  1. erzeugen des bin files

xc32-objcopy -O binary -j .text blink.elf blink.bin


  1. Konsolenbefehl zum Erzeugen dieser Datei:

>xc32-objdump -S blink.elf

blink.elf: file format elf32-tradlittlemips


Disassembly of section .text:

a0001000 <run>: char buf[100]; a0001000: 27bdff98 addiu sp,sp,-104 # Speicherplatz auf dem Stack reservieren durch dekrementieren des Stackpointers (in Byte). Der Stack wächst in negative Richtung. (Das Datensegment wächst in positive Adressrichtung.)

for (i = 0; i < 100; i++) a0001004: 00001021 move v0,zero # v0 = 0 a0001008: 24030064 li v1,100 # Schleifen max = 100

  1. immediate steht immer für zahlen die direkt geschrieben werden und nicht in irgendeinem Register stehen

a000100c: 03a22021 addu a0,sp,v0 # buf[i] -> a0

buf[i]=i; a0001010: a0820000 sb v0,0(a0) # buf[0] = 0 a0001014: 24420001 addiu v0,v0,1 # i++ a0001018: 1443fffd bne v0,v1,a0001010 <run+0x10> # i < 100 a000101c: 03a22021 addu a0,sp,v0 # Diese Zeile ist NOP

a0001020: 240303e8 li v1,1000 # Schleife i = 1000...0 a0001024: 3c02bf88 lui v0,0xbf88 # load upper immediate: v0 = PORTA Adresse upper half word a0001028: 8c456130 lw a1,24880(v0) # a1 = Wert PORTA a000102c: 8c446130 lw a0,24880(v0) # a0 = a1 a0001030: 2463ffff addiu v1,v1,-1 # i--

  1. TOGGELN

a0001034: 30a58000 andi a1,a1,0x8000 # a1 = a1 && 0x8000 a0001038: 2ca50001 sltiu a1,a1,1 #set on less than immediate unsigned: a1 < 1, Boolean Resultat in a1 geschrieben. a000103c: 7ca47bc4 ins a0,a1,0xf,0x1 # insert bit field: a0.lsb = 0xf, a0.msb = 0xf+0x1-1 a0001040: ac446130 sw a0,24880(v0) # store word: v0 offset 24880 byte weiter = a0

  1. Schleife beenden

a0001044: 1460fff8 bnez v1,a0001028 <run+0x28> # branch not equal zero: v1 != 0 --> sprung a0001048: 00000000 nop

  1. 2. LED Toggeln:

a000104c: 3c02bf80 lui v0,0xbf80 # v0 = U_TXBF upper half word Adresse a0001050: 8c436210 lw v1,25104(v0) # v1 = U_TXBF lower half word Adresse, offset 25104 Bytes a0001054: 30630200 andi v1,v1,0x200 # v1 = v1 && 0x200 a0001058: 1460fffd bnez v1,a0001050 <run+0x50> # v1 != 0 -> Sprung a000105c: 3c04bf80 lui a0,0xbf80 # NOP, a0 = upper half word Adresse

a0001060: 3c02bf80 lui v0,0xbf80 # v0 = U_TXBF upper half word Adresse a0001064: 24030052 li v1,82 # v1 = 82 lower half word Adresse a0001068: ac436220 sw v1,25120(v0) # lower half word Adresse = 82

  1. Offset von 16 Byte wegen der Spezialregistern

a000106c: 8c836210 lw v1,25104(a0) # v1 = *(a0+25104) a0001070: 30630200 andi v1,v1,0x200 # v1 = v1 && 0x200 a0001074: 1460fffd bnez v1,a000106c <run+0x6c> # v1 != 0 -> Sprung a0001078: 83a3000a lb v1,10(sp) # NOP, v1 = buff[10]

a000107c: 27bd0068 addiu sp,sp,104 # Speicherplatz auf dem Stack wieder freigeben a0001080: ac436220 sw v1,25120(v0) # store word: a0001084: 03e00008 jr ra # Sprung an die Ruecksprungadresse, Unterfunktion beendet a0001088: 00000000 nop


Disassembly of section .dinit:

9d000000 <.dinit>: 9d000000: 00000000 nop

</highlightSyntax>


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>

Delay with Timer

<highlightSyntax language="c"> void delay_7us (void) {

  1. define DELAYU 1
 T1CON = 0x8030;
 PR1 = 0xffff;
 TMR1 = 0;
 while (TMR1 < DELAYU);



 return;

} </highlightSyntax>

Bauteile und Protokolle

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

Bauteil Details Datenblatt Img
PIC32MX220F032D-I/PT Microcontroller PIC32 32KB FL 8KBRAM 40MHz USB CTMU 4 DMA [9]
MCP73833-AMI/UN Batterie Charge Management Controller [10]
47654-0001 USB-Stecker MICRO USB AB RECPT MID MOUNT ASSY [11]
JS202011SCQN Schiebeschalter DPDT SMT .3A zum Ein-/Ausschalten [12]
MIKROE-1120 Akkusätze LI-POLYMER BATTERY 3.7V 2000mA; Nur zum experimentieren, für Bausatz wahrscheinlich zu teuer.

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

SCHD3A0100 Speicherkartenverbinder Slide In-Slide Out Headersmicro SD Datenblatt

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.


Zeitmessungen

read  block (512):                     1,3ms -- SD_SPI_BRG = 1
- static PF_BYTE send_cmd() ->             10µs
- static int rcvr_datablock().1 (wait) -> 400µs
-                            .2 (read) -> 870µs
... 10Mhz Clock > 100 ns -> 512*8*100ns -> 400µs



read  block (512):                     1,3ms -- SD_SPI_BRG = 0
- static PF_BYTE send_cmd() ->             17µs
- static int rcvr_datablock().1 (wait)  -> 600µs
-                            .2 (read)  -> 650µs (*)
... 20Mhz Clock > 50 ns -> 512*8*50ns   -> 200µs (*)
... 20Mhz Clock > 50 ns -> 512*8*50ns*3 -> 600µs (*) (Lücken zwischen Telegrammen vgl. (1))
  • (1) 2 x 8Bit SPI Telegram in einem Block read

    (1) 2 x 8Bit SPI Telegram in einem Block read

  • (2) Kannal 1: rcvr_spi_m (led in rcvr_datablock), Kannal 2LED_ON(), LED_OFF()

    (2) Kannal 1: rcvr_spi_m (led in rcvr_datablock), Kannal 2LED_ON(), LED_OFF()

  • (3) Kannal 1: rcvr_spi_m (led in rcvr_datablock), 1x8Bit SPI Telegram

    (3) Kannal 1: rcvr_spi_m (led in rcvr_datablock), 1x8Bit SPI Telegram

  • (4) Kannal 1: rcvr_spi_m , 1x8Bit SPI Telegram ...unsigned char spi_sd_xmit(const unsigned char in) {mLED_1_On ); SD_SPI_BUF = in; while(!SD_SPI_STATbits.SPIRBF); mLED_1_Off (); return SD_SPI_BUF;}

    (4) Kannal 1: rcvr_spi_m , 1x8Bit SPI Telegram ...unsigned char spi_sd_xmit(const unsigned char in) {mLED_1_On ); SD_SPI_BUF = in; while(!SD_SPI_STATbits.SPIRBF);
    mLED_1_Off (); return SD_SPI_BUF;}

  • (5) Kannal 1: SendCmd, Kannal 2: rcvr_datablock part 1 (wait)

    (5) Kannal 1: SendCmd, Kannal 2: rcvr_datablock part 1 (wait)

  • (6) Kannal 1: SendCmd, Kannal 2: rcvr_datablock part 2 (read)

    (6) Kannal 1: SendCmd, Kannal 2: rcvr_datablock part 2 (read)


SD_SPI_BUF

<highlightSyntax language="c"> 

                                               // SPICLOCK - > Kannal 1
     mLED_2_On ();                             // LED 2 - > Kannal 2 

               SD_SPI_BUF = 0xff;
               while(!SD_SPI_STATbits.SPIRBF);
               *buff++ = SD_SPI_BUF;

               SD_SPI_BUF = 0xff;
               while(!SD_SPI_STATbits.SPIRBF);
               *buff++ = SD_SPI_BUF;

               SD_SPI_BUF = 0xff;
               while(!SD_SPI_STATbits.SPIRBF)
                       {
                       mLED_1_On (); mLED_1_Off();    // LED 1 - > R1
                       }
               *buff++ = SD_SPI_BUF;
               
               SD_SPI_BUF = 0xff;
               while(!SD_SPI_STATbits.SPIRBF);
               *buff++ = SD_SPI_BUF;
       mLED_2_Off ();

</highlightSyntax> <highlightSyntax language="txt">

40Mhz - 25ns

</highlightSyntax>

  • ab nun mit Nutzung von SET und CLS für die LED

    ab nun mit Nutzung von SET und CLS für die LED

  • ohne LED On/Off

    ohne LED On/Off

  • mit LED On/Off

    mit LED On/Off

510 zu 670 ns -> 160ns für einmal LED an und aus

Sound

  • Speaker

    Speaker

  • Lautsprecherkabel

    Lautsprecherkabel

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)


PWM - Sound

hw sein Soundprojekt bei github

sg sein Code für Interpolation und Dithering mit Rauschformung

Hier fehlt noch ein Schaltplan

  • so schauen die ersten Versuche aus einen Sinus per PWM auszugeben

    so schauen die ersten Versuche aus einen Sinus per PWM auszugeben

Eine höhere Abtastrate/Pulsfrequenz schiebt das "Imaging" weiter vom "Audioband" weg, was die Anforderungen für den analogen Tiefpass, den man da noch dranhängen müsste, stark vereinfacht. Eine hohe "Bittiefe" kann man dann noch per Rauschformung reinholen. Ein Rauschformer für 96 kHz sowie ein Interpolator (von 48 kHz nach 96 kHz) ist schon vorhanden, siehe Link.

  • 8 Bits bei 96 kHz ohne Rauschformung (und 16bits/48kHz darunter zum Vergleich)

    8 Bits bei 96 kHz ohne Rauschformung (und 16bits/48kHz darunter zum Vergleich)

  • 8 Bits bei 96 kHz mit Rauschformung (und 16bits/48kHz darunter zum Vergleich)

    8 Bits bei 96 kHz mit Rauschformung (und 16bits/48kHz darunter zum Vergleich)

Funk

  • NRF24L01 2.4GHz RF Modul mit Antenne

    NRF24L01 2.4GHz RF Modul mit Antenne

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 D4 RC4 Power (um den Chip zu rücksetzen zu können)
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>


Experimente mit SPI und DMA

  • mit DMA

    mit DMA

  • ohne DMA

    ohne DMA

  • mit DMA

    mit DMA

  • ohne DMA

    ohne DMA

  • crc16 für 32 byte

    crc16 für 32 byte


Burst Read

  • 32*8 = 256 bit 64µS
  • ≙ 0,25µS / 4MHz

Alternative Funk Systeme

Funkprotokollideen

  • Tiny FECC für Forward Error Correction bei Bulk-Datentransfer

I2C - Accelerometer

MMA8452QR1 Beschleunigungsmesser LOW G 3-AXIS 12BT EX VLT

Datenblatt

I2C Beispielcode

RGB-LED

common annode

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.

Pinguino

Pinguino ist ein an Arduino angelehntes open source Projekt. Eines der Pinguinoboards verwendet genau den Mikrokontroller unseres Begehrens. Wir verwenden die Boards hauptsaechlich unabhaengig von der Pinguinoumgebung als Entwicklungsboards.

Status: 7 Stück dieser [15] Boards wurden in der ersten Bestellung geordert. Am 17.09. haben wir 7 weitere Pinguinoboards bestellt.

Zwei der Boards liegen im Space zum experimentieren. Wer eins davon besitzen möchte, kann m0eb 12 Eiros dafür bezahlen.

heise über Pinguino

PIC32-PINGUINO-MX220 Pinbelegung

Leider ist das Board nicht entsprechend der typischen MCU-Pin-Namen beschriftet, sondern in einem Pseudo-Arduino-Stil. Pinout des MCUs: [16] (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[Rot])		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[Grün])		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.

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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