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[[lbed]]
#contents
2013/08/11からのアクセス回数 &counter;
** LPC1343学習基板に戻って [#dfe6450c]
cortex-m3の勉強のために買った「ARMマイコンパーフェクト学習基板の使い方」をlbedを使うとどのくらい簡単に
なるかを試してみます。
実験に使用するのは、以下の3つです。
- ARMマイコンパーフェクト学習基板
- LPC-LINK
- Star Orangeボードと3.3Vで動作するLCD
** 汎用入出力GPIOの使い方編 [#i15ae2a5]
lbedにはまだ汎用入力クラスがありませんので、この機に作ってみます。
まずは、mbedのDigitalInのAPIを以下のURLで調べます。
- http://mbed.org/handbook/DigitalIn
lbedにはまだ汎用入力クラスがありませんので、この機会に作成しました。
詳しくは、[[lbed/08a-ARM学習基板用追加クラス]]を参照してください。
DigitalOut.cppをコピーして作りました。
クラス定義のDigitalIn.cppは、ほとんどDigitalOut.cppと同じです。
*** 実験開始 [#be68aa6f]
ジャンパP4の3と4、31と32にジャンパーをセットし、タッチエリアに触れるとLEDが点灯するテストプログラムを作ります。
タッチセンサーPCF8883の出力オープン・ドレインHigth
((ON時にHightレベルが出力され、OFF時にはハイ・インピーダンスになります))
なので、LPC1343の入力ピンは、プルダウンモードにセットする必要があります。
((あるいは、プルダウン抵抗を付ける方法もあります))
&ref(TouchSensor.png);
テストプログラムTestSwitch.cppは、以下の様になります。
タッチセンサーに触れるとLEDが点灯し、離すとLEDが消えれば成功です。
#pre{{
#include "platform.h"
#include "PinNames.h"
#include "DigitalIn.h"
#include <cr_section_macros.h>
#include <NXP/crp.h>
DigitalIn::DigitalIn()
: _pin(-1)
, _gpio(0)
, _mask(0)
{
}
// Variable to store CRP value in. Will be placed automatically
// by the linker when "Enable Code Read Protect" selected.
// See crp.h header for more information
__CRP extern const unsigned int CRP_WORD = CRP_NO_CRP ;
DigitalIn::DigitalIn(PinName pin, const char* name)
: _pin(-1)
, _gpio(0)
, _mask(0)
{
setup(pin, name);
}
#include "lbed.h"
void DigitalIn::setup(PinName pin, const char* name)
{
_pin = pin;
_gpio = 0;
_mask = 0;
_io = 0;
if (_pin >= P0_0 && _pin <= P0_31) {
_gpio = LPC_GPIO0;
_mask = 1 << (_pin - P0_0);
switch(_pin - P0_0) {
case 1: _io = &LPC_IOCON->PIO0_1; *_io = 0xd0; break;
case 2: _io = &LPC_IOCON->PIO0_2; *_io = 0xd0; break;
case 3: _io = &LPC_IOCON->PIO0_3; *_io = 0xd0; break;
case 4: _io = &LPC_IOCON->PIO0_4; *_io = 0xd0; break;
case 5: _io = &LPC_IOCON->PIO0_5; *_io = 0xd0; break;
case 6: _io = &LPC_IOCON->PIO0_6; *_io = 0xd0; break;
case 7: _io = &LPC_IOCON->PIO0_7; *_io = 0xd0; break;
case 8: _io = &LPC_IOCON->PIO0_8; *_io = 0xd0; break;
case 9: _io = &LPC_IOCON->PIO0_9; *_io = 0xd0; break;
case 10: _io = &LPC_IOCON->SWCLK_PIO0_10; *_io = 0xd0; break;
case 11: _io = &LPC_IOCON->R_PIO0_11; *_io = 0xd0; break;
}
} else if (_pin >= P1_0 && _pin <= P1_31) {
_gpio = LPC_GPIO1;
_mask = 1 << (_pin - P1_0);
switch(_pin - P1_0) {
case 0: _io = &LPC_IOCON->R_PIO1_0; *_io = 0xd0; break;
case 1: _io = &LPC_IOCON->R_PIO1_1; *_io = 0xd0; break;
case 2: _io = &LPC_IOCON->R_PIO1_2; *_io = 0xd0; break;
case 3: _io = &LPC_IOCON->SWDIO_PIO1_3; *_io = 0xd0; break;
case 4: _io = &LPC_IOCON->PIO1_4; *_io = 0xd0; break;
case 5: _io = &LPC_IOCON->PIO1_5; *_io = 0xd0; break;
case 6: _io = &LPC_IOCON->PIO1_6; *_io = 0xd0; break;
case 7: _io = &LPC_IOCON->PIO1_7; *_io = 0xd0; break;
case 8: _io = &LPC_IOCON->PIO1_8; *_io = 0xd0; break;
case 9: _io = &LPC_IOCON->PIO1_9; *_io = 0xd0; break;
}
} else if (_pin >= P2_0 && _pin <= P2_31) {
_gpio = LPC_GPIO2;
_mask = 1 << (_pin - P2_0);
switch(_pin - P2_0) {
case 0: _io = &LPC_IOCON->PIO2_0; *_io = 0xd0; break;
case 1: _io = &LPC_IOCON->PIO2_1; *_io = 0xd0; break;
case 2: _io = &LPC_IOCON->PIO2_2; *_io = 0xd0; break;
case 3: _io = &LPC_IOCON->PIO2_3; *_io = 0xd0; break;
case 4: _io = &LPC_IOCON->PIO2_4; *_io = 0xd0; break;
case 5: _io = &LPC_IOCON->PIO2_5; *_io = 0xd0; break;
}
} else if (_pin >= P3_0 && _pin <= P3_31) {
_gpio = LPC_GPIO3;
_mask = 1 << (_pin - P3_0);
}
if (_gpio) {
_gpio->DIR &= ~_mask;
}
int main(void) {
wait_init();
DigitalOut myled(LED2);
DigitalIn sw(P2_4);
sw.mode(PullDown);
while(1) {
myled = sw;
}
}
}}
void DigitalIn::mode(PinMode mode) {
switch (mode) {
case PullUp:
*_io = 0xd0; // MODE = 10
break;
case PullDown:
*_io = 0xc8; // MODE = 01 マニュアルだと0xc8になりそうなのだが、パーフェクト基板本では0x48とある
break;
case PullNone: // MODE = 00
*_io = 0xc0;
break;
case OpenDrain: // TODO 未実装
break;
default:
*_io = 0xd0;
}
}
** USB仮想シリアルポートを使う [#p96d779c]
LPC1343では、USBをサポートしており、例題にもCDC（USB仮想シリアルポート）
を使っています。
int DigitalIn::read()
{
return _gpio && (_gpio->DATA & _mask) ? 1 : 0;
}
そこで、SerialクラスのサブクラスとしてSerialCDCを作ってUSB CDCを使えるように
しました。
((詳しくは、[[lbed/08a-ARM学習基板用追加クラス]]を参照してください。))
}}
何かたくさんの定義をしたように思えるかも知れませんが、これによってDigitalOut.cppはとても簡単になります。
*** USBの実験にはトランジスタが必要 [#f870441a]
当初、ARM学習基板のトランジスタを付けないでUSB CDCのテストをしたら、
上手く動作しませんでした。本を調べて見るとUSB D+ラインのプルアップ制御に
トランジスタ2SA1015が必要だと分かり、急遽取り付けました。
&ref(Add_TRG.png);
*** テスト用のソース [#od04912d]
テスト用のプログラムとしてTestCDC.cppを以下の様に作成しました。
USB CDCが認識されるまで、少し時間がかかるため、最初にキー入力
を待つことにしました。
((コンパイルには、ForSerialCDC_usbhw.cをTestCDC.cppと同じディレクトリ入れて下さい))
#pre{{
#include "platform.h"
#include "PinNames.h"
#include "DigitalOut.h"
#include "DigitalIn.h"
#include <cr_section_macros.h>
#include <NXP/crp.h>
DigitalOut::DigitalOut()
{
}
// Variable to store CRP value in. Will be placed automatically
// by the linker when "Enable Code Read Protect" selected.
// See crp.h header for more information
__CRP extern const unsigned int CRP_WORD = CRP_NO_CRP ;
DigitalOut::DigitalOut(PinName pin, const char* name)
{
setup(pin, name);
}
#include "lbed.h"
void DigitalOut::setup(PinName pin, const char* name)
{
DigitalIn::setup(pin, name);
if (_gpio) {
_gpio->DIR |= _mask;
int main(void) {
wait_init();
DigitalOut myled( LED2);
SerialCDC pc(USBTX, USBRX);
pc.baud(9600);
// キー入力を待つ
pc.read();
pc.println("Hello");
while (1) {
char c = pc.read();
pc.write(c + 1);
myled = !myled;
}
return 0;
}
}}
*** 実験開始 [#eb8744bc]
ジャンパP4の3と4、31と32にジャンパーをセットし、タッチエリアに触れるとLEDが点灯するテストプログラムを作ります。
Arduinoのシリアルモニターに出力した様子を以下に示します。
&ref(CDC_Screen.png);
タッチセンサーPCF8883の出力オープン・ドレインHigth
((ON時にHightレベルが出力され、OFF時にはハイ・インピーダンスになります))
なので、LPC1343の入力ピンは、プルダウンモードにセットする必要があります。
((あるいは、プルダウン抵抗を付ける方法もあります))
** アナログ入力を試す [#z0651bc6]
アナログ入力クラスAnalogInも追加しました。
((詳しくは、[[lbed/08a-ARM学習基板用追加クラス]]を参照してください。))
&ref(TouchSensor.png);
*** ジャンパ線の設定 [#c44d4f43]
ARM学習基板は、いろんなチップのてんこ盛りなので、実験をするにはジャンパ線で
接続しなくてはなりません。
((その分、各チップを別の実験に使うことができるようにCPUと切り離されています))
本の8章、図１からピンの設定の図を引用します。
&ref(Fig8_1.png);
テストプログラムTestSwitch.cppは、以下の様になります。
P3には、U2から取った基準電圧1.25Vと電圧測定用のOPアンプU3を使って、電圧が供給されています。
- P3の3は、AD6(PIO1_10)
- P3の4は、AD7(PIO1_11)
- P3の5は、AD3(PIO1_2)
に接続されています。
次に、P3とLPC1343の接続について、本の8章、図２を引用します。
OPアンプは、非反転増幅回路となっており、ゲインGは、
\( G_{NI} = \frac{R_1 + R_2}{R_1}\)
となることから、P3のCh6, Ch7に入力された電圧は、AGNDとの差が
11倍に増幅された値にAGNDを加算された値がADコンバータの入力電圧
となります。
((トラ技2013/8号のエレキ数式も便利です))
&ref(Fig8_2.png);
*** アナログ回路の動作確認 [#w55a20d9]
P3の3番ピンCh6に安定電源1.8Vを半固定抵抗で1.308Vに減圧して入力としました。
$$
V = (1.308 - 1.25)*11 + 1.25 = 1.888
$$
が、Ch6の予想結果です。
&ref(ADC_Test.png);
テストプログラムTestADC.cppは、Printクラスの#if文を有効にして使いました。((サイズが大きくなりますので、注意してください))
#pre{{
#include <cr_section_macros.h>
#include <NXP/crp.h>
// Variable to store CRP value in. Will be placed automatically
// by the linker when "Enable Code Read Protect" selected.
// See crp.h header for more information
__CRP extern const unsigned int CRP_WORD = CRP_NO_CRP ;
#include "lbed.h"
int main(void) {
wait_init();
DigitalOut myled(LED2);
DigitalIn sw(P2_4);
sw.mode(PullDown);
DigitalOut myled(LED2);
SerialCDC pc(USBTX, USBRX);
pc.baud(9600);
// キー入力を待つ
pc.read();
AnalogIn agnd(P1_2);
AnalogIn dc(P1_10);
while(1) {
myled = sw;
int d0 = agnd.read_u16();
int v0 = 1250*1024/d0;
int d1 = dc.read_u16();
int v1 = v0*d1/1024;
pc.printf("Ch3:%04d[VDD=%04dmV] Ch6:%04d[%04dmV]\n", d0, v0, d1, v1);
myled = ! myled;
wait_ms(1000);
}
}
}}
出力結果は、以下の様になっています。1.896mVと予想と近い結果が出ています。
&ref(ADC_Screen.png);
** まだ途中です！ [#t45303f7]
** コメント [#r9e6c373]
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