CMSIS y Drivers para periféricos

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1 CMSIS y Drivers para periféricos Alan Kharsansky Abril Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 1 / 34

2 Índice CMSIS y Drivers 1 CMSIS y Drivers Introducción Estructura Utilización Ejemplo 2 Configuración de pines 3 Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 2 / 34

3 Recursos de NXP CMSIS y Drivers Introducción Estructura Utilización Ejemplo NXP proveé en su sitio web una implementación del CMSIS junto con Drivers básicos para sus periféricos. Desde su última versión también incluye funciones de DSP optimizadas para distintas arquitecturas. Website del LPC1768 Ir Se lo encuentra bajo el nombre: LPC17xx CMSIS-Compliant Standard Peripheral Firmware Driver Library (GNU, Keil, IAR) Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 3 / 34

4 Recursos de NXP CMSIS y Drivers Introducción Estructura Utilización Ejemplo Los archivos provistos por NXP no estan contenidos dentro de un proyecto de CodeRed por lo que se arregló esta distribución para poder hacerlo. Este recurso se encuentra en el website de la materia para descargar. El paquete también original incluye un archivo de ayuda (.chm) que fue descomprimido en archivos HTML para poder hacerlo portable. Este puede ser descargado del website de la materia. Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 4 / 34

5 Estructura del paquete Introducción Estructura Utilización Ejemplo El proyecto esta estructurado de la siguiente forma: Core CM3 CoreSupport DeviceSupport Documentation DSP Lib Drivers Examples Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 5 / 34

6 Utilización CMSIS y Drivers Introducción Estructura Utilización Ejemplo Para poder utilizar estas bibliotecas el proyecto se debe encontrar en el mismo workspace que nuestra aplicación. Como todo (CMSIS, Drivers y DSP Lib) se encuentra bajo el mismo proyecto, solo es necesario linkear con una sola biblioteca para su utilización. LPC17XX CMSIS Drivers Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 6 / 34

7 Inclusión CMSIS y Drivers Introducción Estructura Utilización Ejemplo Recordar: Se deberá incluir los archivos de cabeceras (.h) que se deseen utilizar. Por ejemplo: CMSIS #i n c l u d e LPC17xx. h Drivers #i n c l u d e l p c 1 7 x x u a r t. h #i n c l u d e l p c 1 7 x x g p i o. h DSP #i n c l u d e arm math. h Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 7 / 34

8 Un ejemplo - Blinky con Drivers Introducción Estructura Utilización Ejemplo #i f d e f USE CMSIS #i n c l u d e LPC17xx. h #e n d i f #i n c l u d e l p c 1 7 x x g p i o. h i n t main ( v o i d ) { GPIO SetDir (0,(1 < <22),1); w h i l e ( 1 ) { i n t i ; GPIO SetValue (0,(1 < <22)); f o r ( i =0; i < ; i ++); GPIO ClearValue (0,(1 < <22)); f o r ( i =0; i < ; i ++); } r e t u r n 0 ; } Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 8 / 34

9 Configuración de pines. El PINSEL Configuración de pines Muchos de los pines externos que posee el encapsulado del LPC1768 pueden cumplir varias funciones diferentes. Pueden ser digitales, analógicos, de comunicación, etc. También pueden tener activados Pull-Ups o Pull-Down y otras diferentes características. Es por eso que debemos antes de usar cualquier pin, configurarlo para cumpla con la función que nosotros buscamos. Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 9 / 34

10 Configuración de pines. El PINSEL Configuración de pines Para poder seleccionar la funcin de cada pin, se incluyen los registros PINSELn. Estos registros permiten seleccionar (de a 2 bits) la función del pin. Siendo posibles las siguientes opciones: Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 10 / 34

11 Configuración de pines Configuración de pines. El PINMODE Los registros PINMODEn nos permiten configurar el comportamiento eléctrico de los pines. Siendo los posibles valores: Tambén existe un registro PINMODE OD que permite configurar el funcionamiento o no como Open Drain. Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 11 / 34

12 Configuración de pines. Ejemplo Configuración de pines Se puede encontrar en el manual de usuario del microcontrolador una tabla que resumen los distintos campos para un registro PINSEL. Por ejemplo: Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 12 / 34

13 Configuración de pines. Uso Configuración de pines Para facilitar la configuración de los distintos pines del microcontrolador se puede utilizar uno de los drivers que provee NXP: lpc17xx pinsel.h. La función que vamos a utilizar tiene el siguiente prototipo: v o i d PINSEL ConfigPin ( PINSEL CFG Type PinCfg ) ; Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 13 / 34

14 Configuración de pines. Uso Configuración de pines El tipo de dato que hay que pasarle es una estructura de configuración. Esta está compuesta por: Portnum = PINSEL PORT x (x:0-3) Pinnum = PINSEL PIN x (x:0-31) Funcnum = PINSEL FUNC x (x:0-3) Pinmode = Pullup, Pulldown o TriState OpenDrain = Normal u Open Drain Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 14 / 34

15 Configuración de pines. Ejemplo Configuración de pines Si se desea configurar los pines 0 y 1 del Port 0 para que esten conectados a las lineas de Tx y Rx de la UART3, podemos hacer lo siguiente: PINSEL CFG Type PinCfg ; PinCfg. Funcnum = PINSEL FUNC 2 ; PinCfg. OpenDrain = PINSEL PINMODE NORMAL ; PinCfg. Pinmode = PINSEL PINMODE PULLUP ; PinCfg. Pinnum = PINSEL PIN 0 ; PinCfg. Portnum = PINSEL PORT 0 ; PINSEL ConfigPin (& PinCfg ) ; PinCfg. Pinnum = PINSEL PIN 1 ; PINSEL ConfigPin (& PinCfg ) ; Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 15 / 34

16 Actividad Nro 1 - Consigna Se desea hacer un programa que permita utilizar alguna de las UARTs que trae el LPC1768. Para ello realizaremos un programa que: Configure la UART en: N-1 Envie un mensaje de bienvenida al encender Espere un caracter nuevo y lo repita por la salida (modo ECHO) Puede ver el ejercicio completo en el workspace de esta clase Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 16 / 34

17 Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 17 / 34

18 Actividad Nro 1 - Tips Las siguiente funciones deben ser utilizadas para inicializar correctamente el periferico: // Configuramos l a UART UARTConfigStruct. B a u d r a t e = ; UARTConfigStruct. D a t a b i t s = UART DATABIT 8 ; UARTConfigStruct. P a r i t y = UART PARITY NONE ; UARTConfigStruct. S t o p b i t s = UART STOPBIT 1 ; // I n i c i a l i z a m o s l a UART UART Init ( LPC UART3, &UARTConfigStruct ) ; UART TxCmd(LPC UART3, ENABLE ) ; Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 17 / 34

19 Actividad Nro 1 - Tips Y para enviar y recibir podemos utilizar: UART SendByte (LPC UART3, c ) ; UART Send (LPC UART3, msg, s t r l e n ( msg ), BLOCKING ) ; b u f f = UART ReceiveByte (LPC UART3 ) ; Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 18 / 34

20 Actividad Nro 1 - Adicional Se propone utilizar interrupciones para recibir los datos en vez de hacerlo en el programa principal. Para poder realizarlo se deben modificar 2 cosas: Activar la interrupción tanto en el periférico como en el NVIC Escribir un handler que reciba los datos y los reenvie Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 19 / 34

21 Actividad Nro 1 - Adicional Para poder activar la interrupción usamos el siguiente código: // H a b i l i t a m o s l a i n t e r r u p c i n de r e c e p c i n de l a UART UART IntConfig (LPC UART3, UART INTCFG RBR, ENABLE ) ; // H a b i l i t a m o s l a i n t e r r u p c i n de l a UART3 en e l NVIC NVIC EnableIRQ ( UART3 IRQn ) ; Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 20 / 34

22 Actividad Nro 1 - Adicional El handler podría tener la siguiente forma: v o i d UART3 IRQHandler ( v o i d ) { char c ; // Leo un dato nuevo c = UART ReceiveByte ( LPC UART3 ) ; } // Envio e l dato l e i d o UART SendByte (LPC UART3, c ) ; Cuidado: El handler es llamado cuando ocurre alguna interrupción en el modulo de UART3 como por ejemplo, Tx buffer vacio, un nuevo dato para leer, una linea de control cambió su valor, etc. Por qué en este caso no debemos asegurarnos de donde vino la interrupción? Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 21 / 34

23 Se desea hacer un programa que permita enviar el valor de un canal analógico por la UART (utilizando el ADC). Para eso debemos: Configurar los pines para que use la función analógica Configurar el conversor A/D Tomar una muestra y enviarla Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 22 / 34

24 Utilizaremos el trimpot que esta en el BaseBoard. El mismo está conectado al pin GPIO0.23 que corresponde al canal analógico AD0. Para encender la UART debemos utilizar el siguiente código: ADC Init (LPC ADC, ) ; ADC IntConfig (LPC ADC, ADC ADINTEN0, DISABLE ) ; ADC ChannelCmd (LPC ADC, ADC CHANNEL 0, ENABLE ) ; Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 23 / 34

25 Para convertir un dato y luego leerlo debemos utilizar siguiente código: // S t a r t c o n v e r s i o n ADC StartCmd (LPC ADC, ADC START NOW ) ; // Wait c o n v e r s i o n c omplete w h i l e (! ( ADC ChannelGetStatus (LPC ADC, ADC CHANNEL 0, ADC DATA DONE ) ) ) ; // Read t h e v a l u e a d c v a l u e = ADC ChannelGetData (LPC ADC, ADC CHANNEL 0 ) ; Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 24 / 34

26 Se desea hacer un programa que permita recibir datos por una UART y dependiendo del estado en que se encuentre realizar diferentes acciones con los datos recibidos. Para ello se utilizará el siguiente diagrama de estados: Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 25 / 34

27 Diagrama de estados CMSIS y Drivers Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 26 / 34

28 Diagrama de estados - MODO NORMAL Este modo espía el último caracter recibido que luego se interpretan como comandos. Se definen los comandos: 1: Muestro todo lo que hay guardado en el buffer 2: Vacio el buffer 3: Cambio a modo ECHO 4: Cambio a modo ASCII 5: Cambio a modo CASE Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 27 / 34

29 Diagrama de estados - MODO ECHO En este modo todo lo que se recibe por Rx se repite por Tx Para salir del modo se debe volver a enviar el numero 3 Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 28 / 34

30 Diagrama de estados - MODO ASCII Los caracteres recibidos se mostran de la siguiente manera: Si son no imprimibles ( 0x20) se muestra su nombre. Por ejemplo: EOL Si son imprimibles, se muestra su numero Hexa. Por ejemplo, si se recibe una a se deberá enviar 0x61 Para salir del modo se debe volver a enviar el numero 4 Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 29 / 34

31 Diagrama de estados - MODO CASE En este modo, todos los caracteres alfabeticos que se reciban por Rx en minusculas se deben enviar por Tx en mayusculas y viceversa Para salir del modo se debe volver a enviar el numero 5 Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 30 / 34

32 Consideraciones generales La recepción de datos se debe hacer de forma asincronica. Es decir, manejada por interrupciones. Como la rutina de interrupción deberá ser lo más corta posible, los datos se almacenaran en una buffer y luego serán procesados por el loop principal. Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 31 / 34

33 Solución a la actividad i f ( c<0x20 ){ UARTSendString ( a s c i i [ c ] ) ; } e l s e { char b u f f [ 3 ] ; i n t T o S t r i n g ( ( i n t ) c, b u f f, 3, 1 6 ) ; UARTSendString ( 0 x ) ; UARTSendString ( b u f f ) ; UARTSendString ( ( \n\ r ) ; } i f ( ( c>= a ) && ( c<= z ) ) { c = c+( A a ) ; UART SendByte (LPC UART3, c ) ; } e l s e i f ( ( c>= A ) && ( c<= Z ) ) { c = c ( A a ) ; UART SendByte (LPC UART3, c ) ; } Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 32 / 34

34 Dudas? Consultas? Cualquier comentario o consulta lo pueden hacer a la lista del grupo: Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 33 / 34

35 Muchas gracias Alan Kharsansky CMSIS y Drivers para periféricos 34 / 34

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