introduction aux MCU ATtiny, partie 2

Maintenant que Atmel studio est installé ainsi que le programmmeur Pololu USB AVR, on peut commencer. tous les documents concernant cette série de chroniques seront enregistrés ici. Mais avant de programmer un MCU il faut évidemment étudier sa strcuture interne. Le core AVR 8 est très différent de celui des PIC mais il ressemble à celui de la majorité des microcontrolleur moderne, que ce soit les MSP430, ARM, MIPS en ce sens qu'il utilise un bloc de registres appellé en anglais general purpose register file alors que les PIC n'ont que le registre W. Toutes les opérations arithmétiques et logiques utilisent le contenu d'au moins 1 de ces registres comme argument et le résultat est retourné dans l'un de ces registres. Cependant comme les PIC l'ARV core est basé sur une architecture Harvard, c'est à dire que la mémoire programme est séparée de la mémoire des données. Le register file du AVR8 contient 32 registres de 8 bits pour la majorité des ATtiny sauf pour les petits ATtiny4,5,9 10 qui n'ont que 16 registres. Voici une représentation interne du AVR core 8.

À gauche c'est la structure général et à droite c'est la représentation du register file avec ces 32 registres. Notez que les 6 registres R26 à R31 ont une fonction spéciale. Utilisés par paire ils forment 3 registres d'indexation de 16 bits, X, Y et Z. C'est l'équivalent des registres FSR des PIC mais en plus puissant. D'abord parce qu'ils ont 16 bits il peuvent pointés jusqu'à 64K de RAM et deuxièmement parce qu'ils permmettent des modes d'adressage indexé, indexé relatif et incrémentation automatique. Chez les MCU PIC on ne retrouve ce genre de fonctionnalité que dans les familles enhanced mid-range (PIC12F1xxxx/PIC16F1xxxx) et extended (PIC18Fxxxx).

Ces registres peuvent aussi être utilisés comme registres d'usage général mais ce n'est pas recommendé à moins que vous n'ayez pas besoin de 3 registres d'indexation.

Autre différence avec les PIC la pile des retours est en RAM et non un mémoire dédiée comme c'est le cas avec les PIC. La dimension de la pile est donc limité seulement par la mémoire RAM disponible et de plus le pointeur de pile peut-être manipulé et on dispose d'instructions push et pop. Cette architecture facilite grandement la création d'un compilateur pour les languages de haut niveau comme le 'C' et permet donc un compilation plus facilement optimisée.

En ce qui concerne l'accès au périphérique c'est le même principe que sur tous les MCU que je connais, c'est à dire que dans l'espace d'adressage RAM il y a des registres spéciaux qui contrôlent la configuration des périphériques. Rien pour être dépaysé. Comme on va programmer en 'C' l'accès aux registres spéciaux se fera par affectation à des variables. C'est à dire que chaque SFR (Special Function Register) a un nom symbolique et que lorsqu'on veut écrire dans un registre on utilise simplement une affectation du genre:
CLKPR = 0 ; // désactivation du diviseur
et pour lire un SFR on fait comme si c'était une variable:
if (PORTB & 1<<4 == 1<<4)... // est-ce que le bit 4 du PORT B est à 1?

Modification au circuit

J'ai légèrement modifié le circuit présenté en partie 1:

Création d'un nouveau projet

J'ai préparé un document au format OpenOffice 3 expliquant les étapes pour la création d'un nouveau projet dans Atmel studio.

Lorsque vous branchez le programmeur Pololu au port USB si le pilote est installé correctement, dans le gestionnaire de périphérique de Windows vous verrez 2 nouveaux ports COM. Celui qui nous intéresse s'appelle Pololu USB AVR programmer Programming Port (COMx). Notez le nom du port COM. Il faut configuré Atmel studio pour l'utilisation de ce PORT.

Dans la barre de menu d'Atmel studio vous verrez l'item tools et dans le menu déroulant de celui-ci il y a add STK500.... Cliquez dessus, sélectionnez le port de votre programmeur Pololu et faite apply.

Maintenant si vous suivez les instructions du document pour créer un nouveau projet GCC vous devriez vous retrouver face à la fenêtre de l'éditeur avec le squelette de l'application en place. On peut maintenant écrire le code.

Pour cette première version de notre application ce sera très simple, on va utiliser le bouton pour allumer et éteindre le LED. A chaque pression du bouton l'état du LED va basculer.

code source /* * Intro_AtTiny.c * * Created: 2013-01-05 22:13:50 * Author: Jacques * Description: introduction aux MCU ATtiny * étape 1: allumer/éteindre un LED avec un bouton momentané. */ #define F_CPU 9600000 // CPU à la fréquence maximale de l'oscillateur interne soit 9.6Mhz #include <avr/io.h> #include <util/delay.h> // tout ne peut pas être fait en C alors on utilise des macros avec directive asm #define disable_interrupt asm("cli") #define enable_interrupt asm("sei") #define watchdog_reset asm("wdr") // définition est E/S #define BOUTON PORTB3 // bit 3 du PORTB #define LED PORTB0 // bit 0 du PORTB void WDT_off(void) // emprunté tel quel au datasheet de l'ATtiny13A, j'ai juste remplacé les macros { disable_interrupt; watchdog_reset; /* Clear WDRF in MCUSR */ MCUSR &= ~(1<<WDRF); /* Write logical one to WDCE and WDE */ /* Keep old prescaler setting to prevent unintentional time-out */ WDTCR |= (1<<WDCE) | (1<<WDE); /* Turn off WDT */ WDTCR = 0x00; enable_interrupt; } void attend_pression_bouton(){ // lecture du bouton avec anti-rebond. Attend que le bouton soit relâché avant de sortir. int8_t count; count=0; while (count<20){ // attend que le bouton soit enfoncé if ((PINB & (1<<BOUTON))==0){ count++; } else{ if (count>0) count--; } _delay_ms(1); } while (count>0){// attend que le bouton soit relâché if ((PINB & (1<<BOUTON))==(1<<BOUTON)){ count--; } else{ if (count<20) count++; } _delay_ms(1); } return; } int main(void) { WDT_off(); //désactivation du watch dog timer. CLKPR= (1<<CLKPCE); // permet la modification du pre-scale CLKPR = 0 ; // pre-scale mise à zéro. Le MCU fonctionne à la fréquence maximale. DDRB |= (1<<LED); // met PORTB0 en sortie DDRB &= (0xFF - (1<<BOUTON)); // met broche BOUTON en entrée PORTB |= 1<<BOUTON; //active le pullup PORTB &= (0xFF - (1<<LED)); // eteint le LED while(1) { attend_pression_bouton(); /* if ((PINB & (1<<BOUTON))==0) PORTB |= (1<<LED); else PORTB &= (0xFF - 1<<LED); */ PORTB ^= (1<<LED); //commute l'état de la sortie LED } }
J'ai commenté le code pour que chaque étape soit limpide.

compilation et programmation du MCU

Pour compiler le code pressez la touche F7 ou encore cliquez l'icône build solution ou encore allez dans le menu build et cliquer le premier item. Le résultat s'affiche dans le fenêtre output en bas de l'éditeur. Cliquer sur un message d'erreur nous ramène à la ligne en faute dans le texte.

Lorsqu'il n'y a plus d'erreur on programme l'ATtiny en utilisant l'icône device programming qui est représenté par un C.I. avec un éclair par dessus. On peut aussi aller dans le menu tools.

Dans la fenêtre device programming

1. Sélectionnez votre programmeur dans la liste déroulante sous tool
2. cliquez apply
3. cliquez read sous device signature
4. allez dans memories et sélectionnez le fichier .hex qui correspond à votre programme.
5. finalement cliquez sur program. L'état de l'avancement apparait plus bas dans la fenêtre. Si tout est ok il n'y a rien d'autre à faire.

ATTENTION!

Ne faites pas ça. Si vous programmez le fusible RSTDISBL le programmeur Pololu ne pourra plus utiliser ce chip. Seul un programmeur haute-tension peut reprogrammer un chip dont le RESET a été désactivé. C'est pour ça que j'ai modifié le circuuit et mis le bouton sur PORTB3 plutôt que PORTB5.

Ce que j'ai appris

Voici ce que j'ai appris dans cette deuxième étape.

• Ne pas programmer RSTDISBL quand on utilise un programmeur basse tension comme le Pololu USB AVR. OOPS!
• Comment désactivé le Watchdog timer
• Un AVR ce n'est pas un PIC pour connaître l'état d'une entrée on ne lit pas le registre PORTx mais le registre PINx.
• #include <interrupt.h> ne fonctionne pas. Le compilateur ne trouve pas le fichier... C'est pourquoi j'ai réécris les macros, plutôt que de perdre mon temps à chercher la solution. A voir plus tard.
• Trop de clicks pour flasher le MCU. Dans MPLABX il suffit d'un seul.
• Même si on cré un nouveau projet, le fichier HEX qui est indiqué dans device programming, section memories est le dernier sélectionné dans un projet précédent. ARGH!!

prochaine étape

Contrôler l'intensité du LED en utilisant le périphérique PWM.

1. LED éteint on pèse sur le bouton, le LED allume à 100%
2. on repèse l'intensité baisse à 75%
3. A chaque pression l'intensité devra diminuner de 25% jusqu'à l'instinction.