ATtiny84/85 SPI saskarnes tapas atkārtota izmantošana: 6 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Šī pamācība ir turpinājums pamācībai "ATtiny84/85 ķēdes atkļūdošana ar sērijas izvadi", un tā paplašina šo aparatūras un programmatūras konfigurāciju, lai atrisinātu jautājumu par programmu lejupielādes tapas atkārtotu izmantošanu lietojumprogrammā. Kopumā starp šo un 1. pamācību tiek apspriestas/demonstrētas šādas tēmas:

Temats	ATtiny84	ATtiny85
Sērijas sakari, izmantojot klasi SoftwareSerial	X	X
Ierīces tapas koplietošana starp lietojumprogrammu un lejupielādi	X	X
Piespraudes maiņas pārtraukums	X
Ārējais pārtraukums		X
Miega režīms POWER_DOWN; pamosties pārtraukumā	X
Apmeklējiet "reizināt definētu" pārtraukšanas vektora saites kļūdu, kas saistīta ar SoftwareSerial	X
ATtiny ierīču modificēšana, lejupielāde, atkļūdošana un… izstrādes cikls	X	X

Aparatūras I/O komponenta pievienošana kādai no SPI programmēšanas saskarnei paredzētajām tapām dažreiz ir labi, dažreiz nē. Piemēram, pievienojot gaismas diodi MISO, gaismas diode mirgo lejupielādes laikā, un pēc tam tā ir pieejama lietojumprogrammai. Tomēr, pievienojot pjezo skaņas signālu MISO, radīsies briesmīga skrejoša skaņa, kam sekos lejupielādes kļūme.

Šajā pamācībā ir paskaidrots, kā izmantot 4x2: 1 multipleksoru, lai "atgūtu" SPI saskarnei MISO, MOSI un SCK signāliem piešķirto tapu izmantošanu, aizsargājot tos lejupielādes laikā. RESET tapas atkārtotai izmantošanai ir jāmaina drošinātājs, un šī pieeja uz to neattiecas. Adatu divkārša piešķiršana tiek veikta, izmantojot multipleksoru, lai pārslēgtos starp lietojumprogrammu un programmēšanas ievadi atkarībā no tā, vai notiek lejupielāde. Kods un shēmas ir iekļautas gan ATtiny84, gan ATtiny85. Vispirms tiek aplūkota ATiny84 konfigurācija, jo tai ir divi I/O porti, un to var izmantot, lai ilustrētu dažas papildu problēmas/risinājumus. Pēc tiny84 diskusijas tie paši scenāriji tiek apspriesti ATtiny85.

1. darbība. Nepieciešamā aparatūra

Lielākā daļa nepieciešamās aparatūras tika uzskaitīta 1. instrukcijas daļā, tāpēc zemāk ir norādīta tikai jaunā aparatūra.

Vārds	Iespējamais avots	Kā lietot
4x2: 1 multiplekseris	Mouser	Satur četrus 2 ievades 1 izejas slēdžus, kas ir mehānisms, ar kuru tiek koplietoti SPI saskarnes signāli un lietojumprogrammu I/O.
SPST slēdzis		Jebkurš slēdža veids (īslaicīgs vai fiksēts) darbosies. Slēdzis tiek izmantots, lai ilustrētu tapu koplietošanu lietojumprogrammas ievadei.
10K rezistors		Nolaižamais rezistors SPST slēdzim, lai izvairītos no peldošas ieejas

Multiplekseris ir atslēga, lai izolētu tapas lejupielādes izmantošanu no lietojumprogrammas lietošanas. Kopējais 4x2: 1 multipleksora funkcionalitāte ir diezgan vienkārša un sastāv no 2 vadības signāliem un 4 identiski funkcionējošiem slēdžiem. Katras multipleksora tapas uzvedība ir apskatīta zemāk:

Piespraude	Vārds	Funkcija
15	G	Kā norādīts patiesības tabulā, multipleksors darbojas tikai tad, ja G iespējošanas tapa ir zema. Tā kā mēs nekad nevēlamies pilnībā atspējot multipleksoru, 15. tapa tiks savienota tieši ar zemi.
2-4; 5-7; 9-11;12-14	A (ievade), B (ievade), Y (izvade)	Ir četras 2 ieejas; 1 izejas slēdži ar katru 3 tapu grupu, kas numurēti secīgi A (ievade), B (ievade), Y (izeja), piem. slēdzim 1; tapa 2 = 1A; tapa 3 = 1B; pin 4 = 1Y.
1	Izvēlieties	Ja Select ir zems, slēdža ieeja A ir savienota ar saistīto slēdža izejas tapu, Y. Ja izvēle ir augsta, slēdža ieeja B tiek pievienota izejai. Slēdži tiek kontrolēti vienlaicīgi ar izvēles signālu un darbojas identiski.
8	GND	multipleksora IC zeme
16	VCC	multipleksora IC jauda

2. darbība. Pārbaudes gadījumu pārskats

Divi tapas atkārtotas izmantošanas scenāriji ir balstīti uz to, vai tapa ir lietojumprogrammas ievade vai izvade. Jebkuras ievades apstrādes procedūra vienmēr ir vienāda; arī lietojumprogrammu izvades procedūra ir identiska neatkarīgi no aparatūras komponenta. Tomēr, ja tiek sniegti konkrēti piemēri, skaidrojums ir vieglāks un, cerams, skaidrāks. Minimālisma izkārtojumi abiem gadījumiem ir parādīti iepriekš. Sīkākai iestatīšanai vēlāk savienojumi kļūs par vāveru ligzdu, tāpēc varētu būt lietderīgi atskatīties uz šīm tīrākajām diagrammām.

RESET ir ideāla izvēle multipleksora atlases signālam, jo lejupielādes laikā tas ir zems, bet pēc lejupielādes tas atgriežas augstā līmenī. Ņemiet vērā, ka jebkuru no multipleksora slēdžiem var izmantot abos gadījumos, jo visi slēdži darbojas identiski. Tāpat neviens no piemēriem nav "reāls"; tie tika izvēlēti kā vienkāršākais veids, kā ilustrēt izolācijas paņēmienus

1. Izejas korpuss: LED izeja no ATtiny84 tapas 4 (SCK) tiek izolēta, izmantojot multipleksora slēdzi 2

   • savienojiet multipleksora tapu 2A ar zemi
   • savienojiet multipleksora tapu 2B ar ATtiny85 tapu 4

   • savienojiet izeju 2Y ar LED anodu

     • Paredzamie rezultāti:

       • Gaismas diode lejupielādes laikā nedeg, jo ir pievienots 2A, zemē
       • Gaismas diode, kas pievienota lietojumprogrammas izejas tapai 4 pēc lejupielādes, izmantojot 2B, un sāk mirgot

2. Ievades korpuss: SPST slēdža ieeja ATtiny84 pin 6 (MOSI) tiek izolēta, izmantojot multipleksora slēdzi 3

   • MOSI vads no AVR programmētāja galvenes ir pārvietots uz 3A
   • slēdža ieeja 3B ir pievienota SPST izejai

   • izeja 3Y ir pievienota ATtiny84 6. tapai

     • 3A, MOSI, lejupielādes laikā ir pievienots 6. tapai
     • 3B, SPST izeja, pēc lejupielādes ir pievienota 6. tapai

1. gadījums ir veiksmīgs, ja gaismas diode nemirgo programmas lejupielādes laikā un pēc tam mirgo ik pēc divām sekundēm pēc lejupielādes, kā paredzēts programmas kontrolē. Bez izolācijas gaismas diode mirgos lejupielādes laikā, jo tā ir tieši savienota ar SCK signālu, kas maina stāvokli uz pulksteņa datu saņemšanu/pārraidi.

2. gadījums ir veiksmīgs, ja MOSI signāls lejupielādes laikā tiek pārsūtīts uz ATtiny84, t.i., lejupielāde neizdodas, un pēc lejupielādes LED reaģē uz SPST ieslēgšanu/izslēgšanu. Otrais gadījums novērš vienu maz ticamu lejupielādes kļūmi. Bez izolācijas SPST slēdzis izraisīs kļūmi, ja 1) tiek izmantots fiksēts slēdzis un 2) slēdzis lejupielādes laikā tiek atstāts ieslēgtā stāvoklī. Izslēdzot multipleksoru, slēdzis nekādā gadījumā nevar izraisīt lejupielādes kļūmi. Mazliet stiepjas, bet mierina mūs, vecus cilvēkus.

Viens no multipleksora lietošanas rezultātiem ir tāds, ka aparatūras komponentu vairs nevar pieslēgt tieši mikrokontrollera I/O tapai. Tas ir nedaudz neērti, bet ļauj komponentam testa laikā palikt uz maizes dēļa kopā ar citu lietojumprogrammu aparatūru, un pēc testa pabeigšanas to var pārvietot atpakaļ uz tā pareizo atrašanās vietu.

3. darbība: ATtiny84 1. gadījums - izolējiet lietojumprogrammas izvadi

Šajā solī ir aprakstīta iestatīšana lietojumprogrammas izvades tapas kopīgošanai ar lejupielādes signālu. Piemērs ir gaismas diode, kas piestiprināta pie tapas 4 (SCK). Esošās gaismas diodes izmantošana kā piemērs ļauj uzsvērt multipleksora pievienošanu 1. daļas aparatūras un programmatūras videi.

• Aparatūra
  • Pievienojiet multipleksoru maizes dēlim relatīvajā vietā, kas parādīta iepriekšējā fritēšanas diagrammā. Multipleksors ir novietots virzienā uz centru, lai būtu vieta SPST slēdzim, kas nepieciešams 2. gadījumā.
  • Paplašiniet RESET signālu līdz multipleksoram, pievienojot vadu (iesakiet dzeltenu) no ATtiny84 tapas 11 līdz multipleksētāja tapai 1.

  • Atlikušais aparatūras iestatījums ir norādīts 2. darbībā

    • savienojiet multipleksora tapu 2A tieši pie zemes
    • savienojiet tapu 2B ar ATtiny84 tapu 4

    • savienojiet izeju 2Y ar LED anodu

      • Paredzamie rezultāti:

        • lejupielādes laikā 2Y ir savienots ar zemi (2A), tāpēc gaismas diode nedeg
        • Pēc lejupielādes 2Y ir savienots ar ATtiny84 4. tapu - lietojumprogrammas LED vadība
• Programmatūra
  • 1. daļas kodu izmanto atkārtoti; pieejams no 1. daļas pamācības, nevis dublēts šeit
  • Ielādējiet un apkopojiet 1. daļas programmu Arduino IDE
  • Pievienojiet Tiny AVR programmētāju datora USB portam

  • Pievienojiet Adafruit USB seriālajam kabelim otram USB portam

    • Tiek izveidots COM ports un tas ir automātiski pieejams IDE portu sarakstā
    • Palaidiet COM logu
  • Lejupielādējiet apkopoto kodu ATtiny84

Lietojumprogrammas rezultāti ir tādi paši kā 1. daļā, jo vienīgā izmaiņa bija gaismas diodes pārvietošana uz "aizsargātu" vietu: LED mirgo ar 2 sekunžu intervālu; sērijas izeja ir tāda pati. Vienīgā atšķirība, kurai vajadzētu notikt, ir tā, ka lejupielādes laikā gaismas diode vairs nemirgo, jo šajā laikā tas ir savienots ar zemi caur multipleksora tapu 2A.

4. darbība. ATtiny84 2. gadījums - izolējiet lietojumprogrammas ievadi

Šis solis balstās uz iepriekšējā izvades izolācijas gadījuma iestatīšanu. Aparatūras izmaiņas sastāv no SPST slēdža pievienošanas ATtiny84 pin 6 (MOSI), izmantojot multipleksoru. Tātad aparatūras izmaiņas ir minimālas, taču ir vairākas programmatūras izmaiņas, kas ļauj SPST slēdzim kontrolēt gaismas diodi, izmantojot tapas maiņas pārtraukumu. Atjauninātais kods ir iekļauts šīs sadaļas apakšā. Kods jāiekopē Arduino IDE; iesakiet to saglabāt ar nosaukumu Multiplexer_Input. (Es atvainojos par šīs sadaļas garumu, bet tas ir pamācības mērķis un domāju, ka tas ir labāk lasāms kā monolīts, nevis mākslīgu pārtraukumu ievietošana.)

Atjaunināt	Atrašanās vieta	Mērķis
ietver "uzlauztu" SoftwareSerial klasi	iekļaut sadaļu	Gaismas diodi tagad kontrolē SPST slēdzis, izmantojot tapas maiņas pārtraukumu. SoftwareSerial klase ir jāmaina, jo pretējā gadījumā tā piešķir VISUS tapas maiņas pārtraukšanas vektorus. Tas izraisa "vairāku definīciju" saites kļūdu (porta 0) vektoram, kas piešķirts SPST slēdzim. Uzlauztā SoftwareSerial versija jāievieto tajā pašā direktorijā kā programma, lai tā ietekmētu tikai šo lietojumprogrammu.
SPST ievades tapas definīcija	iekļaut/definīciju sadaļu	SPST ievades piešķiršana ierīces tapai. Piespraude ir specifiska ierīcei, tāpēc tā tiek pievienota sadaļai #ifdef ATtiny8x.
SPST ievades tapas režīms	iestatīšanas funkcija	SPST tapa ir konfigurēta kā IEEJA
Konfigurējiet SPST tapas pārtraukšanu	iestatīšanas funkcija	Pārtraukšanas vektors ir piešķirts SPST ievades tapai tā, ka slēdža stāvokļa maiņa izraisa pārtraukumu. Konfigurācijas reģistri un pārtraukuma veids ir atkarīgi no ierīces. Lai kods būtu pēc iespējas vienkāršāks, atšķirības tiek apstrādātas sadaļā #if definēts
Iestatiet pilnu sērijas ziņojumu	iestatīšanas funkcija	Iestatīšanas pabeigšanas sērijas izvades ziņojums tiek mainīts, lai atspoguļotu programmu Multiplexer Input
Pievienojiet SPST slēdža ISR funkciju	koda sadaļa	Tiek pievienots ISR SPST tapas maiņas pārtraukumam. Kods ir izplatīts, taču izmantotais vektors ir specifisks ierīcei un ir definēts no ierīces atkarīgajās sadaļās programmas augšdaļā. Lai pārbaudītu, vai ISR ir aktivizēts, tiek mainīts LED stāvoklis. Lai gan reālā lietojumprogrammā nē-nē, tiek ģenerēts sērijas izvades ziņojums, kas atspoguļo jauno LED stāvokli.
Mainīt cilpas apstrādi	cilpas funkcija	ISR tagad kontrolē LED ieslēgšanu un izslēgšanu, lai funkcionalitāte tiktu noņemta no cilpas rutīnas. Zvans miega režīmam tiek pievienots ATtiny84 kā sava veida “papildu”. Šim lietojumam ATtiny85 miegs nedarbojas; iespējams, programmatūras sērijas klases traucējumu dēļ, jo tā darbojas ar noņemtu programmatūru.
Pievienojiet miega režīmu	koda sadaļa	Miega funkcija nav nepieciešama, lai demonstrētu multipleksora izmantošanu. Tikko pievienots, jo parasti gribētu gaidīt ievadi POWER_DOWN režīmā, lai taupītu enerģiju, nevis turpināt darboties caur programmas cilpu, neko nedarot, līdz tiek ievadīta ievade.

Modificējiet SoftwareSerial klases kodu

SoftwareSerial klase ir jāmaina tā, lai tā nesabojātu visus tapu maiņas pārtraukšanas portus. SoftwareSerial klases kods atrodas

C: / Program Files (x86) Arduino / hardware / arduino / avr / libraries / SoftwareSerial / src

Atrodiet kodu PCINT0_vect programmā SoftwareSerial.cpp, lai atrastu koda izmaiņu sākuma vietu. Pievienojiet šādu kodu tieši pirms esošā priekšraksta #if definēts (PCINT0_vect).

#if definēts (_ AVR_ATtiny84_)

#define MYPORT PCINT1_vect #elif definēts (_ AVR_ATtiny85_) #define MYPORT PCINT0_vect #endif ISR (MYPORT) {SoftwareSerial:: handle_interrupt (); }

Tagad komentējiet esošo koda bloku, kas piešķir portu pārtraukšanas vektorus, kā norādīts zemāk (vienkārši pievienojiet sākuma un beigu bloka komentāru simbolus / * un * /):

/*

#if definēts (PCINT0_vect) ISR (PCINT0_vect) {SoftwareSerial:: handle_interrupt (); } #endif #if definēts (PCINT1_vect) ISR (PCINT1_vect) {// SoftwareSerial:: handle_interrupt (); ISR (PCINT1_vect, ISR_ALIASOF (PCINT0_vect)); } #endif #if definēts (PCINT2_vect) ISR (PCINT2_vect, ISR_ALIASOF (PCINT0_vect)); #endif #if definēts (PCINT3_vect) ISR (PCINT3_vect, ISR_ALIASOF (PCINT0_vect)); #endif */

Konfigurējiet aparatūru

SPST slēdzis ir pievienots ATtiny84 tapai 6 (MOSI), kā aprakstīts 2. solī. Ērtības labad procedūra ir dublēta šeit.

• pievienojiet slēdža ieeju 3A Tiny AVR programmētāja galvenes MOSI vadam
• pievienojiet 3B SPST slēdža ON izejas tapai

• savienojiet 3Y ar ATtiny84 tapu 6

  • REZULTĀTI:

    • 3A, MOSI, lejupielādes laikā tiks pārvietots uz ATtiny84 6. tapu
    • 3B, SPST izvade pēc lejupielādes tiks pieslēgta 6. tapai

Palaidiet programmu

Pirms skriešanas novietojiet SPST slēdzi izslēgtā stāvoklī. Pretējā gadījumā gaismas diode iedegas, kad slēdzis ir izslēgts, un otrādi. Izpildiet 3. darbības procedūru, lai ielādētu, apkopotu un lejupielādētu lietojumprogrammas ievades programmu, izmantojot Arduino IDE. Tāpat kā iepriekš, lejupielādes laikā gaismas diodei nevajadzētu mirgot, tāpēc vienīgā norāde, ka programma ir izveidota un darbojas, būs sērijas ziņojums iestatīšanas procedūras beigās: SETUP Complete - Ievades piemērs

Šajā brīdī programma gaida ievadi no SPST slēdža. Novietojot slēdzi ON stāvoklī, LED iedegsies; mainot atpakaļ izslēgtā stāvoklī, LED izslēdzas. Izvades ziņojumi pārbauda, vai ISR tika izsaukts (ISR: Led HIGH, ISR: Led LOW). Ievērojiet secīgo ziņojumu secību GO GO SLEEP, vispirms gaidot slēdža stāvokļa maiņu; saņemot slēdža ievadi, tiek izsaukts ISR, pārslēdzas gaismas diode un dokumentē izmaiņas; tad apstrāde tiek uzņemta pēc miega zvana, jo pārtraukums pamodina procesoru.

ŠO INSTRUKCIJAS PROGRAMMA:

//************************************************************************

// 2. DAĻA. Lietojumprogramma/lejupielādes ierīces PIN koplietošana //. Modificē 1. daļas kodu, lai atbalstītu lietojumprogrammu atkārtotu tapu izmantošanu //, kas piešķirtas SPI programmēšanas saskarnei //. "Comon" kods ATtiny85 un ATtiny84 // *************************************** ********************************** iekļauj "SoftwareSerial.h" // Modificēta Arduino SoftwareSerial klase #include // Kamēr apstrādes kods ir izplatīts, izmantotās tapas ir specifiskas ierīcei #ja ir definēts (_ AVR_ATtiny84_) || definēts (_ AVR_ATtiny84A_) #define ledPin 4 // Pārslēgts, lai ieslēgtu/izslēgtu pievienoto LED (MOSI) #define ISR_VECT PCINT0_vect // SPST slēdzis PIN maiņas pārtraukšanas vektors #elif definēts (_ AVR_ATtiny85_) #define ledPin 1 #define rxPin 4 #define txPin 3 #define SpstPin 2 // Ievads no SPST slēdža (INT0_def) // SPST slēdzis Tapas maiņas pārtraukšanas vektors #else #error Šis projekts atbalsta tikai ATiny84 un ATtiny85 Šis projekts atbalsta #endif // Izveidojiet programmatūras sērijas klases instanci, norādot, kura ierīce // tapas jāizmanto, lai saņemtu un pārsūtītu SoftwareSerial mySerial (rxPin, txPin); // ------------------------------------------------ ------------------------ // Inicializēt apstrādes resursus // ------------------- -------------------------------------------------- --- void setup () {mySerial.begin (9600); // Sākt sērijveida apstrādi (2000); // Dodiet Serial Com portam laiku, lai pabeigtu palaišanu. // citādi, iespējams, 1. izejas trūkst vai ir izkropļots pinMode (ledPin, OUTPUT); // Konfigurēt LED tapu OUTPUT pinMode (SpstPin, INPUT); // Konfigurēt SPST slēdža tapu kā INPUT #if definēts (_ AVR_ATtiny84_) || [_AVR_ATtiny84A_] // iestatiet tapas maiņas pārtraukumu, lai apstrādātu slēdža ievadi 6. tapā (MOSI) GIMSK | = (1 <

5. darbība: ATtiny85 1. gadījums - izolējiet lietojumprogrammas izvadi

Tā vietā, lai izveidotu ATtiny85 aparatūras dublējumu, iespējams, ir vieglāk sākt ar gatavo ATtiny84 konfigurāciju no 4. darbības un nomainīt tiny84 mikroshēmu ar tiny85. Tad visa nepieciešamā aparatūra jau ir pieejama. Ja izmantojat šo pieeju, atrodiet tiny85 tā, lai 3. un 4. tapas sakristu ar seriālo kabeli tx un saņemtu vadus. Tad atliek tikai pārvietot SPI saskarnes vadus, lai tie atbilstu nepieciešamajām vietām ATtiny85.

Ja sākat no nulles, vienkārši izpildiet 3. darbības vispārīgos soļus un iepriekš redzamo fritēšanas diagrammu. Kods ir tāds pats kā ATtiny84 izmantotais 3. solis ar tādiem pašiem rezultātiem - lejupielādes laikā nemirgo; darbojoties, gaismas diode mirgo ar 2 sekunžu intervālu, un sērijveida izvades ziņojumi seko LED stāvoklim.

6. darbība: ATtiny85 2. gadījums - izolējiet lietojumprogrammas ievadi

Aparatūras iestatīšanai sāciet ar konfigurāciju no 5. darbības un pievienojiet SPST slēdzi, kā norādīts iepriekš esošajā fritēšanas diagrammā. Faktiski tiny85 versijai es izmantoju īslaicīgu slēdzi, un tas nedaudz atvieglo verifikāciju. Ievērojiet, ka slēdža izeja tiek pagriezta par 180 grādiem no ATtiny84 konfigurācijas. Šīs izmaiņas atvieglo savienojuma vadu novirzīšanu, jo visi 3 SPI signāli ir vienā pusē ATtiny85.

Izmantojiet to pašu programmu kā ATtiny84 4. solim. Gaidāmi tie paši vispārējie rezultāti - gaismas diode mainās, kad SPST slēdzis ir ieslēgts/izslēgts, un sērijas izvades ziņojumi dokumentē izmaiņas. Nav ziņu GO TO SLEEP, jo ATtiny85 netiek izmantota miega funkcija. Lai gan tiek izmantota viena un tā pati programma, ieviešanā ir būtiskas atšķirības, ņemot vērā faktu, ka ATtiny85 ir tikai viens portu reģistrs (0. ports):

1. SoftwareSerial tagad seriālajai komunikācijai piešķir porta 0 kontakta maiņas pārtraukumu (atcerieties, ka ATtiny84 varējām izmantot 1. portu.)
2. SPST slēdža pārtraukums ir jāīsteno ar ārēju pārtraukumu 0 (INT0), jo SoftwareSerial piešķir vienu un vienīgo tapas maiņas pārtraukumu. Tas ilustrē to, ka tapas maiņas pārtraukumi un ārējie pārtraukumi ir loģiski neatkarīgi un tos var izmantot tajā pašā portu reģistrā.
3. Izmantojot modificētu SoftwareSerial versiju, nekas netiek iegūts - ir tikai viens ports, un SoftwareSerial klase to satvers. Tomēr modificētā klase joprojām tika izmantota, lai izvairītos no izmaiņām, kas nav tieši saistītas ar šī soļa mērķi.