Control remoto del EDUKIT08 vía PC...

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1 COMENTARIO TECNICO Mundo EDUKIT08 Por: Ing. Roberto Simone Ingeniero de aplicaciones Freescale Ing. Daniel Di Lella D.F.A.E (MDO_EDUKIT_012) Control remoto del EDUKIT08 vía PC... 2da. Parte En esta serie de artículos veremos los aspectos principales de una aplicación de control remoto del sistema EDUKIT08 vía PC, que tiene por objetivo introducir al lector en este tipo de aplicaciones cada vez más comunes en los desarrollos con MCUs. En el primer artículo de esta serie, pudimos definir las características principales de la aplicación de Control Remoto Vía PC que se implementará en el sistema EDUKIT08. Se citaron a grandes rasgos las características del software corriendo en el entorno de la PC y las pantallas de configuración del puerto serial y la pantalla principal de interface Hombre Máquina (Comandos y visualizadores). También se mencionaron las distintas sub rutinas que componen el Firmware del MCU en el sistema EDUKIT08. Pues bién, ahora nos toca describir el funcionamiento de cada una de ellas y ampliar la descripción operación en las más importantes para este ejemplo. El programa estará compuesto por las siguientes tareas y sub rutinas: 1) Definición de Constantes, Variables, Puertos I/O, espacios de memoria RAM / FLASH.

2 2) Reposicionamiento del Stack Pointer, limpieza de variables, configuración de banderas. 3) Configuración y habilitación de la interrupción por teclado (KeyBoard Interrupt - KBI) y habilitación general de interrupciones. 4) Inicialización del módulo SCI1 (UART 1)(sub rutina INI_SCI1 ). 5) Rutina anillo derivadora de tareas a ejecutar (DERIV_WKS). 6) Sub rutinas de tareas: - TEXT_LCD. - PWM_LD4. - READ_SW. - C_AD_TEMP. 7) Rutinas auxiliares y de servicios de interrupciones como: - Inicialización del LCD (INI_LCD). - Rutina de servicio de interrupción de RX del módulo SCI. - Escritura de texto del LCD (WRITE_LCD). - Manejo del LCD en modo Comandos de Control (LCD_CONTROL). - Manejo del LCD en modo Datos a enviar a este (LCD_DATO). - Máscara de filtrado para compartir los PORTA y PORTD con el LCD y otras funciones (PONE_ALTO, PONE_BAJO). - Inicialización del Timer 2 como PWM Buffered. - Rutina de servicio por Interrupción Timer 2 Overflow (T2CH_ISR). - Rutina de servicio por Interrupción de teclado (KBI) (KBY_ISR). - Rutina de conversión A/D a 10 bits y promediado de valores (CONV_ADP). - Sub rutinas de demoras varias. Definición de Constantes, Variables, Puertos I/O, espacios de memoria RAM / FLASH. Como es sabido por todos nuestros lectores, un buen diseñador de programas en assembler o código C debe empezar por la definición de Constantes, variables, Puerto I/O y espacios de memoria RAM / FLASH que utilizará la aplicación. Lo destacable aquí es la reserva de memoria en RAM en posiciones superiores a $0100 que servirá como Buffer en RAM del string de caracteres recibido desde la PC cuando se escribe un texto en los cuadros de texto de la aplicación y luego se espera que dicho texto sea visualizado en el display LCD del sistema didáctico. En esta sección, también configuramos el módulo de PLL para que genere una FBUS = 4,9152 Mhz, y de esta forma nuestra aplicación correrá en MODO USUARIO sin intervención de la sección de BDM (Modo Monitor) y la PC. Se deberá configurar el sistema (jumpers) para que corra en Modo Usuario.

3 Si el lector quisiera utilizar las características avanzadas de depuración que permite el Modo Monitor (circuito BDM incorporado en el sistema), deberá primero comentar las líneas de código de la sección de configuración del PLL y luego proceder a configurar al sistema EDUKIT08 para trabajar en Modo Monitor, de esta forma, podrá correr el programa con la asistencia del entorno integrado WinIDE, visualizar el estado de las distintas varibles, colocar un breakpoint en posiciones estratégicas y toda otra acción que permita una rápida depuración del programa corriendo en Tiempo Real. Reposicionamiento del Stack Pointer, limpieza de variables, configuración de banderas. Como se ha mencionado en el curso teórico del HC908 y en numerosos prácticos, las distintas familias de MCUs de Freescale mantienen compatibilidad de código entre sí y una característica originaria en las primeras familias de 8 bits era que después de que el MCU saliera de un Reset, el Stack Pointer (SP) o Puntero de Pila apuntara a la posición $FF en zona de RAM. Esta característica intranscendente en los HC705 podría ser molesta en los HC908 o HC9S08, ya que estos modernos MCUs poseen gran cantidad de memoria RAM (utilizando posiciones superiores a $FF) y por lo tanto no es muy práctico que el SP apunte a posiciones inferiores de nuestra RAM. Para solucionar ello, es común utilizar 2 líneas que nos reubicarán al SP en las últimas posiciones de RAM disponible en nuestro MCU elegido, así podremos utilizar las posiciones de RAM desde $FF hacia abajo (Direccionamiento Directo) para las variables del programa y flags que deban atenderse más rapidamente. La limpieza de variables y configuración de banderas es algo necesario para que nuestra aplicación comience con estados conocidos y luego, cada variable, vaya tomando el valor que le corresponda según las circunstancias. Configuración y habilitación de la interrupción por teclado (KeyBoard Interrupt - KBI) y habilitación general de interrupciones. En esta sección se habilitará la interrupción por teclado KBI (KeyBoard Interrupt) que será fundamental para que al oprimir cualquiera de los pulsadores SW1 a SW4 se genere un pedido de interrupción por KBI y la rutina de servicio de dicha interrupción releve el estado de todos los pulsadores, ayudando así a que el MCU pueda atender otras tareas en el tiempo. También se habilitará en forma general el pedido de interrupciones (máscara I deshabilitada) para que otros módulos, como por ejemplo, la RX del SCI, y el Timer para la generación del PWM, para puedan interrumpir al CPU cuando así corresponda.

4 Inicialización del módulo SCI1 (UART 1)(sub rutina INI_SCI1 ). En esta Sub rutina, se configurará al módulo SCI1 (el módulo serial asincrónico nº1) para una velocidad de comunicación de 9600 BPS, 8 Bits de Datos, sin control de paridad y con 1 Bit de Stop. También se habilitará la generación de interrupciones por RX y se manejará la transmisión por supervisión del flag SCTE (SCI Transmitter Empty Bit) del registro SCS1 (SCI Status & Control Register 1). Rutina anillo derivadora de tareas a ejecutar (DERIV_WKS). En esta pequeña rutina, se interrogará a la variable NUM_TAREA que contendrá el número de tarea en curso que el MCU deberá ejecutar. El número de tarea coincidirá, a los efectos prácticos, con el número de comando que le envía la PC (la aplicación que corre en esta) por medio del puerto serial. Como se verá más adelante, en la sub rutina de servicio de interrupción del SCI por recepción, se filtrará el nº de comando de los datos restantes recibidos y con ello obtendremos el nº de tarea a ejecutar. Al interrogar el nº de tarea, esta rutina irá derivando a las distintas sub rutinas de tareas para ejecutar cada una de las tareas según lo indicado por la variable NUM_TAREA. Sub rutinas de tareas: - TEXT_LCD. - PWM_LD4. - READ_SW. - C_AD_TEMP. La Sub rutina TEXT_LCD es la encargada de escribir un texto en el display LCD de 16 x 2 caracteres con el contenido del Buffer en RAM (RX_BUFFER) con los datos recibidos por el puerto serial. Esta rutina emplea a su vez a otras sub rutinas auxiliares como INI_LCD, WRITE_LCD, LCD_CONTROL, LCD_DATO y finalmente las sub rutinas PONE_ALTO y PONE_BAJO. La sub rutina PWM_LD4 es la responsable de manejar por PWM la intensidad lumínica del LED LD4 del sistema. En esta rutina se invoca a la sub rutina INI_PWM que inicializa al Timer 2 como PWM Buffered, y se multiplica el valor de la variable BRILLO por una constante para llevar al ciclo de servicio a un valor de 16 Bits (DUTYHI / DUTYLO). La rutina asociada a INI_PWM es la T2CH_ISR que consiste en una rutina de servicio de la interrupción por Timer Overflow y que se aprovecha para recargar en ella el nuevo ciclo de servicio (Duty Cycle) a cumplir.

5 Las rutinas de tareas READ_SW y C_AD_TEMP realizan la lectura de los pulsadores SW1 a SW4 y la conversión de temperatura por medio del ADC a 10 bits de resolución. Si bien estas rutinas de tareas no realizan funciones importantes, cumplen con el hecho de ocupar un espacio de tiempo para realizar ambas tareas, organizar el orden deejecución de las mismas y limpiar estados a mostrar en la PC. Rutinas auxiliares y de servicios de interrupciones. A la mayoría de estas sub rutinas ya las hemos descripto en los párrafos anteriores, cumplen funciones de control del LCD, inicialización del Timer 2 como PWM Buffered, atención de interrupciones varias como Timer 2 Overflow, RX del SCI, y KBI de los pulsadores SW1 a SW4. Otras son simples demoras de tiempo muy precisas que son utilizadas en distintos momentos del programa y constituyen rutinas auxiliares. La más importante de todas ellas es la RX_ISR que se encarga de recibir los datos provenientes del puerto serial SCI1 vinculado al puerto COM RS-232C de la PC, filtrar el carácter de Comando del resto de la información y finalmente realizar distintas tareas de señalización hacia la PC según el comando recibido y almacenamiento de la información recibida en lugares específicos. A continuación se muestran las líneas de código que constituyen esta Sub rutina. RX_ISR: STHX TEMPHX ; Guardo en forma temporal H:X en RAM LDA SCS1 ; Atiende interrupción. LDA SCDR ; Lee byte recibido. STA CARACTER ; Almaceno caracter RECIBIDO por RXD INC N_CARACTER ; Cuento la cantidad de caracteres recibidos ; durante un comando cualquiera... LDA N_CARACTER ; Es el primer caracter recibido? CMP #1 ; SI --> Es un Comando!!! BEQ COMAND? ; NO --> Es dato del comando... BRA DERIV_COM ; COMAND? MOV CARACTER,NUM_TAREA ; Caracter recibido -> Comando --> Nº de tarea LDHX #RX_BUFFER ; H:X<- Czo de la dirección de Buffer RX en RAM STHX POS_BUFFER ; H:X --> POS_BUFFER LDA NUM_TAREA ; CMP #3 ; BEQ COMAND_3! ; CMP #4 ; BEQ COMAND_4! ; JMP VUEL_RX ;

6 DERIV_COM LDA NUM_TAREA ; Cual es comando? CMP #1 ; BEQ COMAND_1! ; Es el comando 1? CMP #2 ; BEQ COMAND_2! ; Es el comando 2? BRA RX_ERROR! ; Si no es alguno de ellos hay un error!! COMAND_1! LDHX POS_BUFFER ; H:X <-- Posición del último caracter recibido LDA CARACTER ; Descargo caracteres recibidos en BUFFER RAM STA,X ; LDA N_CARACTER ;Llegué al final de la línea o del texto? CMP #17 ; BEQ FIN_L1! ;16 caracteres + comando = 17 --> línea L1 del display CMP #33 ;32 caracteres + comando = 33 BEQ FIN_COM1! ;SI --> Envío eco hacia la PC.. AIX #+1 ;NO --> Apunto al próximo lugar del Buffer... STHX POS_BUFFER ; FIN_L1! LDA #0 ; ACC <-- EOL (Fin de línea) AIX #+1 ; Apunto al próximo lugar del Buffer... STA,X ; ACC --> Al Buffer RAM LDA CARACTER ; guardo el caracter Nº 17 en Buffer RAM AIX #+1 ; para no perderlo... STA,X ; STHX POS_BUFFER ; FIN_COM1! LDA #1 ; ACC <-- EOF (Fin del texto) AIX #+1 ; Apunto al próximo lugar del Buffer... STA,X ; ACC --> Al Buffer RAM CLR POS_BUFFER ; CLR {POS_BUFFER+1} ; LDA NUM_TAREA ;Envío por TXD (SCI) el eco del comando RX_ERROR! CLR NUM_TAREA ;Si no se recibe el comando correcto CLR N_CARACTER ;debo limpiar variables y flags involucrados COMAND_2! MOV CARACTER,BRILLO ;Recibo el dato de Nivel de Brillo del PWM LD4 LDA NUM_TAREA ;Envío por TXD (SCI) el eco del comando COMAND_3! LDA NUM_TAREA ;Envío por TXD (SCI) el eco del comando LDA ST_PULSA ;Envío por TXD (SCI) estado de los pulsadores SW1 a SW4

7 COMAND_4! LDA NUM_TAREA ;Envío por TXD (SCI) el eco del comando JSR CONV_ADP ; Voy a rutina conversión A/D CH3 a 10 Bits ; promediada con 32 muestras LDA BIN ;Envío por TXD (SCI) BYTE ALTO al A/D LDA BIN+1 ;Envío por TXD (SCI) BYTE BAJO al A/D VUEL_RX LDHX TEMPHX ; Recupero el valor original de H:X ; antes de salir de la rutina.. RTI ; Vuelvo a ppal.... En los próximos artículos dedicaremos un buen tiempo a la aplicación corriendo en la PC y su interrelación con el firmware del MCU del sistema didáctico. El lector puede encontrar este y otros artículos anteriores del Mundo EDUKIT08, así como el código de ejemplo, en el sitio web dedicado a la educación y al kit didáctico y sus programas de ejemplo: Hasta la próxima!!... Solicite información en: EduDevices. info@edudevices.com.ar