AVR Układy peryferyjne Tomasz Francuz

AVR Układy peryferyjne

Tomasz Francuz

Poznaj praktyczne zastosowania urządzeń peryferyjnych dla mikrokontrolera AVR!

• Dowiedz się, jak działają zewnętrzne pamięci półprzewodnikowe
• Naucz się korzystać z komparatorów oraz przetworników ADC i DAC
• Poznaj techniki wyświetlania obrazu i odtwarzania dźwięku

Mikrokontrolery bez urządzeń peryferyjnych stanowią niszę rozwijaną głównie przez pasjonatów elektroniki, dla których programowanie jest celem samym w sobie. Praktyczne zastosowanie takich gadżetów jest możliwe dopiero po dołączeniu pamięci masowej, wyświetlacza alfanumerycznego i graficznego, przetworników analogowo-cyfrowych i cyfrowo-analogowych oraz czujników. Dzięki tym układom mikrokontrolery AVR komunikują się ze światem, zbierają informacje, magazynują dane i mogą służyć nam w codziennym życiu jako stacje pogodowe, odtwarzacze cyfrowe czy sterowniki ogrzewania.

Jeśli masz już pewną wiedzę na temat mikrokontrolerów AVR i chciałbyś ją wzbogacić o wiadomości dotyczące ciekawych zastosowań urządzeń peryferyjnych, sięgnij po jedyną w swoim rodzaju książkę AVR. Układy peryferyjne. Jest ona adresowana do czytelników, którzy chcą poszerzyć swoje praktyczne umiejętności programowania mikrokontrolerów AVR, w tym mikrokontrolerów z rodziny XMEGA. Stanowi naturalną kontynuację doskonałego podręcznika AVR. Praktyczne projekty, kierowanego do mniej zaawansowanych programistów. Książka omawia także specyficzne dla mikrokontrolerów AVR elementy języka C.

• Łączenie kodu C i asemblera oraz debugowanie programu
• Obsługa interfejsów dostępu do pamięci zewnętrznej
• Tworzenie i używanie systemu plików
• Korzystanie z przetworników ADC i DAC oraz komparatorów
• Obsługa wyświetlaczy alfanumerycznych i graficznych
• Przetwarzanie dźwięku i danych wideo

Twórz praktyczne rozwiązania z mikrokontrolerami AVR i układami peryferyjnymi!

Spis treści

Wstęp (9)

• Sprzęt (10)
• Przykłady (11)
• Skróty jednostek (12)

Rozdział 20. Zwalniamy, czyli kiedy opóźnienia są konieczne (13)

• Opóźnienia i XMEGA (18)
• Wykorzystanie timerów do realizacji opóźnień (20)

Rozdział 21. Łączenie kodu C i asemblera (23)

• ABI (25)
• Słowo kluczowe asm (27)

  Typy operandów (29)

  Dostęp do portów IO (30)

  Dostęp do danych wielobajtowych (31)

  Dostęp do wskaźników (32)

  Lista modyfikowanych rejestrów (32)

  Wielokrotne użycie wstawki asemblerowej (33)

• Pliki .S (34)

  Wykorzystanie rejestrów w asemblerze (34)

  Dyrektywy asemblera (40)

  Wywołanie funkcji języka C z asemblera (41)

Rozdział 22. Wyświetlacze LCD alfanumeryczne (43)

• Obsługa wyświetlaczy alfanumerycznych (45)

  Funkcje biblioteczne (50)

  Definiowanie własnych znaków (56)

• Transakcyjna obsługa LCD (58)

  Optymalizacja (68)

Rozdział 23. Interfejs SPI i USART SPI (71)

• Tryby pracy SPI (74)
• Konfiguracja interfejsu SPI (75)
• Konfiguracja USART w trybie SPI (76)
• Pamięci DataFLASH (77)

  Organizacja pamięci (77)

  Interfejs SPI pamięci (79)

  Dostęp do pamięci (81)

  Polecenia (81)

  Rejestr identyfikacyjny pamięci (87)

  Polecenia odczytu pamięci (88)

  Polecenia odczytu i zapisu bufora (89)

  Polecenia transferu pomiędzy pamięcią a buforem (91)

  Rejestry specjalne (94)

• Transakcyjny dostęp do SPI (95)

  Łączymy DMA ze SPI (96)

  Wywołania zwrotne (callbacks) (98)

  Transakcje (103)

• Zasilanie (109)

Rozdział 24. Budujemy system plików (111)

• Najprostszy system plików (111)

  Inicjalizacja pamięci (119)

• System plików FAT/FAT32 (128)

  Obsługa FAT (131)

  Prototypy z diskio.h (136)

  Demonstracja (139)

  Biblioteka PetitFS (144)

  Konfiguracja PetitFS (149)

Rozdział 25. Jeszcze więcej pamięci, czyli karty SD, SDHC i spółka (151)

• Trochę o budowie karty (152)
• Tryby pracy karty (153)
• Zasilanie karty (154)
• Komunikacja (156)

  Tryb pracy SPI (157)

  Format protokołu (157)

  Różnice pomiędzy kartami (160)

  Inicjalizacja karty (161)

• Rejestry specjalne karty (169)

  CID (169)

  CSD (172)

• Operacje zapisu i odczytu sektorów (173)

  Operacje odczytu (173)

  Operacje zapisu (176)

• Suma kontrolna (178)

  Program (178)

• Potencjalne problemy (179)
• FATFS na karcie (180)

Rozdział 26. Debuger (183)

• Konfiguracja debugera (185)
• Konfiguracja projektu do debugowania (186)
• Debuger sprzętowy (187)
• Debuger programowy (symulator) (190)

  Plik stymulacji (191)

• Pułapki (197)

  Punkty śledzenia (203)

  Pułapki warunkowe (205)

• Podgląd pamięci (207)
• Podgląd stosu wywołań (209)
• Określenie czasu symulacji (209)
• Okno dezasemblera (210)
• Okno podglądu zmiennych (211)

  Łańcuchy formatujące (212)

• Makrodefinicja ASSERT (214)
• Przerwania w trakcie debugowania (218)
• _delay_xx i symulator (219)

Rozdział 27. Przetwornik analogowo-cyfrowy (221)

• Przetwornik potokowy vs. cykliczny (222)
• Napięcie referencyjne (223)
• Konfiguracja pinu IO (225)
• Multiplekser wejściowy (226)
• Układ wzmacniania sygnału (227)
• Co to jest LSB? (228)
• Kalibracja ADC (229)
• Pomiar (231)

  Rozdzielczość przetwornika (231)

  Tryby pracy przetwornika (231)

  Wynik pomiaru (236)

  Kalibracja offsetu (237)

  Pomiar napięcia zasilania i temperatury mikrokontrolera (239)

• Redukcja poboru energii (242)
• Preskaler ADC (243)
• Wyzwalanie konwersji z wykorzystaniem systemu zdarzeń (245)

  Rejestr EVCTRL w XMEGA z ADC bez potoku (248)

• Rejestr porównania (249)

  Termometr LM35 (250)

  Budujemy termometr z alarmem (251)

• Tryb ciągłej konwersji (252)
• Przemiatanie wejść (253)
• Przerwania (254)
• Wykorzystanie DMA do transferu wyników (254)
• Nadpróbkowanie (258)

  Uśrednianie (259)

  Decymacja i interpolacja (259)

  Interpolacja i decymacja w XMEGA (260)

• Jak zwiększyć precyzję pomiarów? (260)
• Budujemy datalogger (261)

  Termistory jako mierniki temperatury (262)

  Program dataloggera (265)

Rozdział 28. Komparator analogowy (279)

• Komparator - trochę teorii (279)

  Czas propagacji (281)

  Histereza (281)

• Komparatory analogowe XMEGA (282)

  Multipleksery wejścia (283)

  Komparator okienkowy (284)

  Przerwania (286)

  Uruchomienie komparatora (287)

  Rejestr stanu komparatora (287)

• Komparator jako oscylator (287)
• Termostat z wykorzystaniem komparatorów (290)

  Termistory (290)

Rozdział 29. DAC (293)

• Buforowanie wyjścia (294)
• Napięcie referencyjne (295)
• Taktowanie (296)
• Zdarzenia (297)
• Wykorzystanie DMA (298)

  Próbkowanie 8-bitowe (300)

  Tryb dwukanałowy (301)

  Generowanie jednocześnie dwóch przebiegów (301)

  Wersja oszczędna (304)

  Inne sposoby wyzwalania konwersji (305)

• Tryb oszczędzania energii (306)
• Kalibracja DAC (306)

Rozdział 30. Monochromatyczne wyświetlacze graficzne (309)

• Podłączenie LCD do mikrokontrolera (311)
• Budowa i funkcje kontrolera ST7565R (313)
• Funkcje specjalne kontrolera (319)

  Inwersja i testowanie obrazu (319)

  Obracanie obrazu (319)

  Regulacja kontrastu (321)

  Numer pierwszej wyświetlanej linii (321)

• Czcionki (322)
• Mała optymalizacja (330)
• Podwójne buforowanie (332)

  Adres początku wyświetlania obrazu (333)

• Menu (335)

  Menu oparte na piktogramach (342)

Rozdział 31. Pliki z danymi - jak je dodawać do projektu? (349)

• Kompilacja plików binarnych (350)
• Łączenie plików obiektowych z projektem (352)
• Dostęp do danych binarnych (356)

  Klasyczny sposób dostępu do danych (358)

  Dostęp do danych z wykorzystaniem przestrzeni adresowych (359)

Rozdział 32. Magistrala pamięci zewnętrznej (361)

• Podłączenie pamięci (362)

  Konfiguracja portów IO (362)

  Przyporządkowanie sygnałów interfejsu EBI do portów IO (363)

  Konfiguracja 4-portowa (364)

  Pamięć SRAM (366)

  Pamięć SRAM w trybie LPC (371)

  Pamięć SDRAM (372)

• Konfiguracja sygnału CS (377)

  Określenie adresu bazowego i wielkości pamięci (377)

  Układ sterowania sygnałem wyboru w trybie SRAM (379)

  Układ sterowania sygnałem wyboru w trybie SDRAM (379)

• Przykładowa konfiguracja pamięci SDRAM (381)
• Konfiguracja zegara (383)
• Dostęp do pamięci z poziomu języka C (384)

  Dostęp do pamięci poniżej granicy 64 kB (384)

  Dostęp do pamięci powyżej granicy 64 kB (386)

Rozdział 33. Generowanie obrazu wideo (391)

• Generowanie obrazu wideo w standardzie VGA (393)

  Wtyczka VGA i konwersja sygnałów (396)

  Monochromatyczny tryb tekstowy VGA (397)

  Monochromatyczny tryb graficzny VGA (407)

• Generowanie sygnału composite (409)

  Standard PAL (410)

  Monochromatyczny tryb tekstowy (413)

  Monochromatyczny tryb graficzny (416)

  Tworzenie nakładek (OSD) (417)

• Czas na kolor (424)

  Kodowanie koloru (425)

  Konwerter cyfrowo-analogowy (426)

  Generator obrazu composite (426)

  Wykorzystanie EuroSCART (428)

  Kolorowy obraz na TV (430)

Rozdział 34. Niech zagra muzyka (439)

• Formaty plików dźwiękowych (440)

  Częstotliwość próbkowania (441)

  Format pliku (442)

• Obróbka dźwięku (443)

  Program Audacity (443)

  Program SoX (445)

• Wzmacniacz (446)
• Odtwarzamy muzykę z wykorzystaniem DAC (447)

  Inny sposób na podwójne buforowanie (457)

• Generowanie dźwięku z wykorzystaniem PWM (461)

  PWM - trochę teorii (461)

  Filtrowanie sygnału PWM (468)

  Odtwarzamy dźwięk za pomocą 8-bitowego PWM (472)

  Rozszerzenie HiRes i PWM o większej rozdzielczości (477)

• Kompresja dźwięku (480)

  Próbkowanie nieliniowe (480)

  Kompresja ADPCM (482)

  Kompresja IMA ADPCM (482)

  Nagrywanie mowy z wykorzystaniem kompresji ADPCM (486)

  Algorytm ADPCM firmy Dialogic (492)

Rozdział 35. A może mp3? (495)

• Koprocesor mp3 (496)

  Sposoby podłączenia do XMEGA (496)

• Dostęp do rejestrów układu (499)
• Format pliku wav (500)
• Rejestry GPIOR (502)
• Testy układu (502)
• Podstawowa komunikacja z koprocesorem (504)
• Rejestry układu VS1003B (508)

  Rejestr trybu pracy (508)

  Rejestr stanu układu (510)

  Rejestr kontroli basów (510)

  Rejestr SCI_CLOCKF (511)

  Rejestr czasu utworu (512)

  Rejestr formatu audio (512)

  Rejestry dostępu do pamięci RAM (513)

  Rejestr adresu wtyczki (513)

  Rejestr kontroli głośności (513)

• Odtwarzamy muzykę (513)

  Odtwarzamy muzykę z wykorzystaniem DMA (518)

• Magnetofon cyfrowy (528)

  VS100XX w roli magnetofonu (529)

• Własne wtyczki (535)

  DTMF jako przykład własnej wtyczki (535)

• Budujemy własną wtyczkę (541)

  Tworzenie tablicy z kodem wynikowym (543)

  Budowa wtyczki (544)

  Własna aplikacja, czyli dekoder DTMF (548)

Rozdział 36. Fusebity i lockbity (557)

• Fusebity (558)

  Fusebit JTAGEN (558)

  Fusebit RSTDISBL (559)

  Fusebit BOOTRST (559)

  Fusebity SUT (559)

  Fusebit TOSCSEL (559)

  Układ detekcji awarii zasilania (559)

  Watchdog (560)

  Fusebit EESAVE (561)

• Lockbity (561)
• Sygnatura produkcyjna procesora (563)

  Numer serii (563)

  Numer wafra (563)

  Położenie na wafrze (564)

  Pozostałe bajty konfiguracyjne (564)

• Sygnatura użytkownika (565)
• Dostęp do danych z poziomu aplikacji użytkownika (568)

  Bajty kalibracyjne (569)

• Konfiguracja fuse- i lockbitów w AVR-libc (570)

  Lockbity w AVR-libc (570)

  Fusebity w AVR-libc (571)

Dodatek A. Spis rozdziałów książki "AVR. Praktyczne projekty" (573)

Skorowidz (575)