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Programmation embarquée

10 276 octets ajoutés, 27 mars 2014 à 12:22
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==premiers pasavec le tiny==
La première étape est de finir mon travail en retard sur le fabISP : comme j'attendais l'arrivée des composants, je n'ai pas eu le temps de programmer le circuit à temps. De plus je ne comprenais pas bien la logique d'alimentation du circuit : je croyais que le programmateur alimentait la puce cible alors qu'il fallait qu'elle le soit séparément...
il faut avoir téléchargé le compilateur [http://www.avr-asm-tutorial.net/gavrasm/index_en.html gavrasm]
Une fois décompressé dans le dossier (ou installé) on peut compiler un programme avec la commande :
 
<code lang=bash>./gavrasm <fichier_source_asm></code>
 
par exemple dans mon cas :
 
<code lang=bash>./gavrasm hello.ftdi.44.blink.asm</code>
j'arrive à compiler mon code, mais la led ne clignote pas...
====des histoires d'horloge====
 
voici ma boucle de délai :
 
<code lang=asm>
delai:
;ldi temp, 255; max
;clr temp
delay_loop:-----------------------------------------------
dec temp |
clr temp1 |
delay_loop2:-------------------------------- |
dec temp1 | |
clr temp2 | |2x( 255 X 3 X 255 X 255)
delay_loop3:------------------ |3X255X255 |
dec temp2 |1X255 | |
brne delay_loop3------------ | |
brne delay_loop2-------------------------- |
brne delay_loop---------------------------------------
ret
 
</code>
 
malgré une boucle de délai conséquente (255^3), je ne voyais pas la led clignoter.
Par contre en changeant le diviseur de l'horloge à 256
 
<code lang=asm>
ldi temp, (1 << CLKPCE)
ldi temp1, (1 << CLKPS3) | (0 << CLKPS2) | (0 << CLKPS1) | (0 << CLKPS0);/256
out CLKPR, temp
out CLKPR, temp1
</code>
le clignotement est apparent et dure à peu près la durée prévue. J'ai donc fait des erreurs de calcul?
====désynchronisation====
 
J'ai enfin réussi à faire clignoter la led, mais depuis, j'ai perdu mon tiny !
 
si j'essaye de le reprogrammer, j'ai :
 
<code lang=bash>
make -f hello.ftdi.44.blink.asm.make program-avrisp2
avrdude -p t44 -P usb -c avrisp2 -U flash:w:hello.ftdi.44.blink.hex
 
avrdude: stk500v2_command(): command failed
avrdude: stk500v2_program_enable(): bad AVRISPmkII connection status: Unknown status 0x00
avrdude: initialization failed, rc=-1
Double check connections and try again, or use -F to override
this check.
 
 
avrdude done. Thank you.
 
make: *** [program-avrisp2] Erreur 1
</code>
 
Sur les conseils de Neil, j'essaye d'utiliser l'option "-i" de avrdude , qui spécifie la délai en microsecondes entre chaque changement de bit.
 
<code>
-i delay
For bitbang-type programmers, delay for approximately delay
microseconds between each bit state change. If the host
system is very fast, or the target runs off a slow clock
(like a 32 kHz crystal, or the 128 kHz internal RC oscilla‐
tor), this can become necessary to satisfy the requirement
that the ISP clock frequency must not be higher than 1/4 of
the CPU clock frequency.
</code>
 
 
Si je continue mes mauvais calculs :
 
l'horloge tourne à 20mhz mais est divisée par 256, donc elle fait 20000000/256=78125 cycles/sec
 
donc un cycle dure = 1/78125 = 0,0000128 sec = 12,8 microsecondes
 
Finalement l'option "-i" ne donne rien, mais j'ai fini par trouver [http://www.avrfreaks.net/index.php?name=PNphpBB2&file=viewtopic&t=75867 une solution ici] : utiliser l'option -B 1024 pour effacer le programme (c'est l'option bitclock period)
 
ouf !
 
====patience et longueur de temps====
 
J'ai remis l'horloge à son timing d'origine.
 
Mais diable ! comme il est difficile de faire patienter cette horloge qui tourne à l'allure vertigineuse de 20 millions de cycles par secondes !!!
 
j'ai finalement trouvé une solution plus ou moins élégante, en utilisant deux registres couplés (sous forme de words) qui au lieu de plafonner à 255, atteignent 65535 : ça fait déjà plus de cycles.
 
<code lang=asm>delai:
mov r16,temp
outer_loop:; duration ~
 
ldi r26, 0; set r26 to zero
ldi r27, 0; set r27 to zero
delay_loop:;~262143*65535+3= 17179541508 cycles
adiw r26, 1; add 1 to r26 and r27
ldi r28, 0; set r28 to zero
ldi r29, 0; set r29 to zero
delay_loop1:;~4*65535+3= 262143 cycles
adiw r28, 1; add 1 to r28 and r29; 2 cycles
brne delay_loop1; if no overflow loop; 1 or 2 cycles
brne delay_loop; if no overflow loop
dec r16; dcrement R16
brne outer_loop; if no overflow loop
ret</code>
 
Expérimentalement, j'ai trouvé que cette boucle tourne environ en une centiseconde.
 
C'est à dire que si on set le registre "temp" à 100, le délai durera une seconde :
 
<code lang=asm> ldi temp,100;delay 1 sec
rcall delai; delay</code>
 
et ça marche !!!!!
 
 
[[image:Blink.asm.gif]]
 
[[Fichier:Hello.ftdi.44.blink.asm.zip]]
 
===en C===
 
Pour faire un peu plus simple, je vais essayer de programmer le bouton en C.
 
les pins :
* PA7 : le bouton (à mettre en pullup)
* PB2 : la led
 
 
quelques ressources utiles :
* pour comprendre les entrées sorties http://avrbasiccode.wikispaces.com/
 
 
====délai variable====
 
Mon programme permettra de régler le rythme de clignotement de ma led à l'aide du bouton.
 
Pour cela, j'ai besoin de faire un délai variable.
 
Lorsqu'on appuie sur le bouton, on incrémente un compteur qui servira pour le délai de clignotement de la led :
 
<code lang=c> ...
while (1) {
if (PINA & button_pin_in){//if button not pushed
PORTB |= led_pin_out; // Turn LED on
long_delay_ms(blink_delay);
PORTB &= ~led_pin_out; // Turn LED off
long_delay_ms(blink_delay);
}else{//if button pushed
blink_delay=10;
while(!(PINA & button_pin_in)){
blink_delay+=10;
_delay_ms(10);
}
}
}
...</code>
 
La fonction de base "_delay_ms" est certes plus pratique à utiliser qu'en assembleur, mais elle ne prend que des constantes, pas de variables.
 
pour gérer un délai variable je me suis inspiré de cette page http://www.instructables.com/id/Honey-I-Shrunk-the-Arduino-Moving-from-Arduino-t/step2/Our-first-AVR-C-project-Hello-world-LED/ en créant une fonction long_delay :
 
<code lang=c>
void long_delay_ms(uint16_t ms) {
for(ms /= 10; ms>0; ms--) _delay_ms(10);
}
</code>
 
[[Fichier:Hello.blink.button.44.zip|Mon programme]]
Mon programme fonctionne plutôt bien, mais pour qu'il fonctionne mieux, je devrais attacher une interruption au bouton, car lorsque la led est dans sa phase de clignotement, le bouton est inactif.
 
mais je manque de temps pour implémenter ça cette semaine
 
à suivre...
 
===avec arduino===
 
Comme récréation, j'essaye la librairie de [http://highlowtech.org/?p=1695 highlowtech] pour programmer les tiny directement depuis l'interface arduino.
 
====fondu de led réglable====
 
le but du programme est de régler la luminance de la led en appuyant plus ou moins longtemps sur le bouton :
 
<code lang=c>/*
set the value of the led by pushing the button more or less longtime
This example code is in the public domain.
led : 8
button : 7
*/
 
#define led 8
#define bton 7
 
int value;
 
 
void setup() {
value=0;
pinMode(led, OUTPUT);
pinMode(bton, INPUT_PULLUP);
 
}
 
void loop() {
if (digitalRead(bton)==LOW){
if (value!=0){
value=0;
}
else{
while(digitalRead(bton)==LOW){
if (value<255) {
value++;
analogWrite(led,value);
delay(40);
}
 
}
}
 
 
}
analogWrite(led,value);
delay(40);
 
 
}
</code>
 
j'ai constaté que le délai ne correspond pas tout à fait à ce qui est codé, comme si l'horloge était multipliée : mon délai de 40ms dure en pratique environ 200ms.
 
==tentative sur smoothieboard==
 
Pour explorer une programmation plus évoluée, j'imagine essayer de programmer de vrais fins de course sur le smoothieboard.
 
[http://smoothieware.org/ Cette carte de pilotage de machines CNC] équipe la plupart des machines de notre atelier et j'aimerais la faire évoluer, particulièrement pour piloter notre router grand format : [[SentierBattu]].
 
Une des fonctionalités qui nous fait défaut est une vraie implémentation des fins de course.
 
===analyse du programme===
 
Actuellement, le programme en C++ qui pilote cette carte est construit de façon modulaire :
 
[[Image:Smoothie.modules.jpg]]
 
je voudrais rajouter une interruption sur les fins de course, qui bloque ou inverse les steppers.
 
queqlues infos sur les interruptions : http://www.edaboard.com/thread196143.html
 
En fait Arthur, qui développe le programme m'a déconseillé d'utiliser les interuptions au risque de tout casser. De plus, il semblerai que les pins sur lesquels sont branchés les fins de course ne soit pas utilisables avec les interruptions.
 
Je décide alors de tenter une méthode qui peut risquer de ralentir un peu les mouvements :
 
implanter un appel dans la fonction
 
<code lang=c>Stepper::trapezoid_generator_tick</code>
Cette fonction gere les mouvements coordonnés des moteurs pas à pas. elle est appelée tout au long des mouvements.
 
Interroger ici les fins de course ralentira peut-être le mouvement, mais permettra d'être au plus proche des déplacements des axes, pour réagir vite en cas de dépassement des fins de course.
 
Cette fonction ne s'execute qu'à certaines conditions :
<code lang=c>if(this->current_block && !this->paused && this->main_stepper->moving ) {...</code>
 
 
j'insère alors au début de cette fonction :
 
<code lang=c> if( THEKERNEL->endstops->overflow()){//if an endstop is touched
this->current_block->release();
}</code>
 
et dans l'objet Endstops, je décris la fonction :
 
<code lang=c>
bool Endstops::overflow(){
for ( char c = 'X'; c <= 'Z'; c++ ) {
//if endstop hit and motor go in is direction
if ( this->pins[c - 'X' + (this->steppers[c - 'X']->dir_pin.get() ? 0 : 3)].get() ) {
return true;
}
}
}
</code>
 
Cette fonction aurai put marcher, mais je n'ai pas très bien compris la notion de modules en C++ : apparement, on ne peut appeler un module depuis un autre.
 
Donc cet appel croisé ne fonctionne pas. Lorsque j'ai demandé de l'aide sur l'IRC de smoothiware, je me suis fait gentillement renvoyé à mon bac à sable, notament car un des développeurs principaux est entrain d'implémenter les fins de course.
 
J'ai donc laissé là cette expérimentation. Cela-dit, cette recherche m'a permis de comprendre dans les grandes lignes comment fonctionne ce programme et comment contribuer au développement d'un logiciel libre (à savoir, notamment se tenir au courant des points sur lesquels travaillent les autres développeurs).
[[Catégorie:FabAcademy]]
[[Catégorie:Electronique]]
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