0
Почему я решил, что этот вопрос интересен аудитории Хабра? Достаточно проанализировать количество добавления в избранное некоторых постов и выводы напрашиваются сами собой.
С другой стороны, в моём текущем окружении очень много программистов, но почти нет имбедеров. Когда я разговариваю с ними на тему микроконтроллеров, у меня создаётся впечатление, что мнение о них у многих осталось на уровне 10-летней давности.
Не смотря на то, что писать на asm’е для микроконтроллеров проще, чем под x86 архитектуру, многие его боятся и это служит для них преградой на пути к встраиваемым системам. Друзья, для того, чтоб сейчас запустить микроконтроллер, не обязательно, даже, досконально читать даташиты, не говоря уже о том, чтоб знать его инструкции. Конечно, если это – ваша профессия, то тут уровень погружения гораздо выше, но, скажите мне, как часто вы, вне зависимости от того, профессионалом в каком деле вы являетесь, при создании продуктов стараетесь не нарушать принципа инкапсуляции до последнего и нет нет да и заглядываете в исходники используемых библиотек? Сейчас вы поймёте, что я имею в виду.
Я смутно помню те времена, когда я не программировал микроконтроллеры. Я начинал писать на asm’е, не только потому, что это делали все, но и потому, что нормальных инструментов практически не было. Популярность 8-битных контроллеров от AVR я объясняю тем, что для них создавались очень простые в использовании библиотеки, позволяющие создать новый проект, написать десяток строчек кода и получить вполне себе рабочую программу (адреса регистров периферийных устройств и векторы прерываний любезно заполнены создателями библиотек). Я не проводил исследования, это из моих личных воспоминаний — я уверен, что более толковые библиотеки для других контроллеров существовали ещё раньше, но тогда мы об этом не знали.
Первый действительно массовый 32-битный микроконтроллер создала французская контора STM. Именно в тот момент многие любители познакомились с архитектурой Cortex-M3 и начали её широко использовать. Помню, мне одновременно в руки попало 2 контроллера – <a href="http://www.st.com/we...1565">STM32F103 и LPC1768. Мне надо было как можно быстрее сделать прототип устройства на одном из них. Естественно, мой выбор пал на первый: французы выпустили библиотеку для периферии под названием Standard Peripherals Library и всё, что мне оставалось сделать – это запустить FreeRTOS, подключить необходимую периферию и на основе созданного скелета собирать проект уже на следующем уровне абстракции, не отвлекаясь больше на работу с регистрами. Скелет я использовал и в дальнейшем, часто перегибая и засовывая 32-х битный Cortex туда, где хватило бы и самой маленькой ATtiny, но чаще всего цена позволяла (а там, где не позволяла, либо нужно было пониженное энергопотребление, можно было использовать дешёвые MSP430 и STM8, но случалось это редко).
Конечно, я слукавлю, если скажу, что мне так и не пришлось выучить полностью архитектуру Cortex-M3 и скурить даташит F103 – конечно же, пришлось и тут моё увлечение библиотекой CMSIS и StdPeriph_Lib мне скорее помешало, чем помогло, но скорость вхождения в новое для меня семейство поразила и уже тогда я понял, что мир контроллеров меняется и становится одновременно и проще и сложнее.
И вот мы плавно подобрались к тому, о чём я и хотел вам рассказать. Дело в том, что популярность всяких Arduino сборок долго не давала покоя ребятам из Texas Instruments. Они выпускали лаунчпады на основе MSP430 и продавали их дешевле себестоимости и бесплатной доставкой, они запускали сообщество, в котором можно было выкладывать свои проекты, они создавали Energia– форк Arduino, они выпускали лаунчпады Stellaris, а затем переименовывали их в Tiva C (хотя тут речь идёт о более глобальном ребрендинге и добавлении некоторых новых функций, суть не поменялась). О последнем я и хочу поговорить.
Купить лаунчпад EK-TM4C123GXL можно за 12.99$ вместе с доставкой FedEx (то есть получите вы его достаточно скоро). Плата не изобилует различной электроникой, как, например, Discovery F4 (на борту которой находятся акселерометр, звуковой сенсор, ЦАП, куча светодиодов) – всё, что вы найдёте на Tiva C Launchpad – это RGB диод и 2 кнопки, но его сила заключается не в дополнительных устройствах на плате.
Сила EK-TM4C123GXL в библиотеках, доступных для скачивания с сайта TI под названием TivaWare. Дело в том, что библиотеки для своих контроллеров сейчас пишут все, но многие из них, к сожалению, качеством не особо отличаются и являются скорее традиционными примерами, чем полноценными библиотеками, которые не стыдно использовать в своих проектах (для упомянутого чуть выше LPC1768, NXP написали свою библиотеку почти одновременно с STM, но качеством она тогда не особо отличалась). Библиотека для Tiva C удивляет своей стандартизированностью, документированностью и многообразием.
Чуть позже я предложу вам скачать TivaWare и, если вам не будет лень, то после установки вы сможете наблюдать следующие каталоги:
- Driverlib – тут находятся непосредственно драйверы для периферийных устройств, таких как adc, gpio и так далее (в том числе и заголовочный файл с макросами для вызова функций из rom – об этом далее)
- Examples – ну тут, понятно, примеры. Делятся на boards, peripherals и project. В первой, естественно, проекты для конкретных отладочных плат, во второй примеры использования периферийных устройств и в третьей пример чистого проекта для различных сред разработки (IAR, Keil, CCS) – файлы доступны под лицензией BSD.
- Inc – различные заголовочные файлы с макросами, в том числе и файл tm4c123gh6pm, который пригодится нам для создания простейшего проекта
- Docs – вот это отличительная черта TI — простая и понятная документация. Внутри находятся несколько User Guide, относящиеся к описанным тут компонентам – DriverLib, Examples, Bootloader, IQmath и так далее, а так-же юзергайд непосредственно к используемому нами лаунчпаду.
- Sensorlib – вот это то, что меня действительно удивило: тут находятся драйвера для различных сенсоров сторонних производителей, таких как sht21, lsm303d, MPU6050 и так далее. Я люблю использовать последний (это такая MEMS сборка из акселерометров и гироскопов на одном кристале) и раньше я всегда подключал выдранную из примеров Invensense либу, так что весьма аккуратно написанные исходники от TI меня прям порадовали (кроме того, тут же я нашёл сырцы для работы с квантерионами).
- IQmath – библиотека алгоритмов, оптимизированных для работы с числами с плавающей запятой на Stellaris (Tiva C) устройствах.
- Utils – часто используемые утилиты, для работы с командной строкой, последовательным портом, планировщик и многое другое.
- Оставшиеся каталоги содержат bootloader, сырцы сторонних производителей (FreeRTOS, например), библиотеку для работы с USB, драйвера для Windows и так далее.
Для того, чтоб запустить любой пример на вашем лаунчпаде, достаточно открыть проект из папки examples/boards/ ek-tm4c123gxl в вашей любимой IDE – там всё уже готово (я использую IAR, по этому я открыл ek-tm4c123gxl.eww и он мне загрузил уже настроенный workspace ). Но, знаете, такие настроенные примеры есть сейчас почти у каждого микроконтроллера, а настоящие трудности начинаются, когда мы пытаемся создать что-то своё.
Ок, давайте откажемся не только от примеров но и от настроенного скелета проекта – запустим всё с нуля (естественно с использованием файл из библиотек). Сразу дисклеймер: работать с лаунчпадом я начал только сегодня, так что я пока не знаю почти ничего ни о нём, ни об исходниках с которыми я буду работать. Это и есть основной лейтмотив всей статьи – человек видит Tiva C первый раз и сразу пытается работать с ней.
Я хотел написать сразу какое-нибудь сложное и интересное приложение, но потом понял, что это займёт некоторое время, а публиковать статью надо срочно и, поэтому я решил сделать простенький пример, а потом, если будут желающие, мы сделаем что-нибудь поинтереснее.
Остальное Тут
