Томас Француз AVR. Периферийные системы

Описание

Узнайте о практическом применении периферийных устройств для микроконтроллера AVR!

Узнайте, как работают внешние твердотельные накопители
Научитесь использовать компараторы, АЦП и ЦАП
Изучите методы отображения изображений и воспроизведения звука

Микроконтроллеры без периферии представляют собой нишу, развиваемую в первую очередь энтузиастами электроники, для которых программирование — самоцель. Практическое применение таких устройств возможно только после добавления запоминающих устройств, алфавитно-цифровых и графических дисплеев, аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразователей, а также датчиков. Благодаря этим системам микроконтроллеры AVR взаимодействуют с внешним миром, собирают информацию, хранят данные и могут использоваться в повседневной жизни в качестве метеостанций, цифровых медиаплееров или контроллеров отопления.

Если вы уже знакомы с микроконтроллерами AVR и хотите расширить свои знания, познакомившись с интересными вариантами применения периферийных устройств, обратите внимание на уникальную книгу «AVR: Периферия». Она предназначена для читателей, желающих расширить свои практические навыки программирования микроконтроллеров AVR, в том числе семейства XMEGA. Она является естественным продолжением превосходного руководства «AVR: Практические проекты», предназначенного для менее продвинутых программистов. В книге также рассматриваются элементы языка C, характерные для микроконтроллеров AVR.

Объединение кода C и ассемблера и отладка программы
Поддержка интерфейсов доступа к внешней памяти
Создание и использование файловой системы
Использование АЦП, ЦАП и компараторов
Поддержка буквенно-цифровых и графических дисплеев
Обработка аудио и видео данных

Создавайте практичные решения с помощью микроконтроллеров и периферийных устройств AVR!

Содержание
Введение (9)

• Оборудование (10)
• Примеры (11)
• Сокращения единиц измерения (12)

Глава 20. Замедление, или когда задержки необходимы (13)

• Задержки и XMEGA (18)
• Использование таймеров для реализации задержек (20)

Глава 21. Объединение кода C и ассемблера (23)

• АБИ (25)
• Ключевое слово asm (27)
  • Типы операндов (29)
  • Доступ к порту ввода-вывода (30)
  • Доступ к многобайтовым данным (31)
  • Доступ к индикаторам (32)
  • Список измененных регистров (32)
  • Многократное использование вставки ассемблера (33)
• Файлы .S (34)
  • Использование регистров в ассемблере (34)
  • Директивы ассемблера (40)
  • Вызов функции C из ассемблера (41)

Глава 22. Буквенно-цифровые ЖК-дисплеи (43)

• Поддержка буквенно-цифрового дисплея (45)
  • Библиотечные функции (50)
  • Определение собственных персонажей (56)
• Поддержка транзакционного ЖК-дисплея (58)
  • Оптимизация (68)

Глава 23. Интерфейс SPI и USART SPI (71)

• Режимы работы SPI (74)
• Конфигурация интерфейса SPI (75)
• Конфигурация USART в режиме SPI (76)
• Память DataFLASH (77)
  • Организация памяти (77)
  • Интерфейс памяти SPI (79)
  • Доступ к памяти (81)
  • Команды (81)
  • Регистр идентификации памяти (87)
  • Команды чтения памяти (88)
  • Команды чтения и записи буфера (89)
  • Команды передачи из памяти в буфер (91)
  • Специальные регистры (94)
• Транзакционный доступ к SPI (95)
  • Подключение DMA к SPI (96)
  • Обратные звонки (98)
  • Транзакции (103)
• Источник питания (109)

Глава 24. Создание файловой системы (111)

• Простейшая файловая система (111)
  • Инициализация памяти (119)
• Файловая система FAT/FAT32 (128)
  • Поддержка FAT (131)
  • Прототипы из diskio.h (136)
  • Демонстрация (139)
  • Библиотека PetitFS (144)
  • Конфигурация PetitFS (149)

Глава 25. Еще больше памяти, т. е. карты SD, карты SDHC и другие (151)

• Немного о структуре карты (152)
• Режимы работы карты (153)
• Блок питания карты (154)
• Коммуникация (156)
  • Режим работы SPI (157)
  • Формат протокола (157)
  • Различия между картами (160)
  • Инициализация карты (161)
• Специальные регистрационные карточки (169)
  • Уголовное дело (169)
  • Центральный депозитарий (172)
• Операции записи и чтения сектора (173)
  • Операции чтения (173)
  • Операции записи (176)
• Контрольная сумма (178)
  • Программа (178)
• Возможные проблемы (179)
• FATFS на карте (180)

Глава 26. Отладчик (183)

• Конфигурация отладчика (185)
• Настройка проекта для отладки (186)
• Аппаратный отладчик (187)
• Программный отладчик (симулятор) (190)
  • Файл стимуляции (191)
• Ловушки (197)
  • Точки отслеживания (203)
  • Условные ловушки (205)
• Просмотр памяти (207)
• Просмотр стека вызовов (209)
• Определение времени моделирования (209)
• Окно дизассемблера (210)
• Окно предварительного просмотра переменных (211)
  • Форматировать строки (212)
• Определение макроса ASSERT (214)
• Отладка прерываний (218)
• _delay_xx и симулятор (219)

Глава 27. Аналого-цифровой преобразователь (221)

• Конвертер потока против циклический (222)
• Опорное напряжение (223)
• Конфигурация выводов ввода-вывода (225)
• Входной мультиплексор (226)
• Система усиления сигнала (227)
• Что такое ЛСБ? (228)
• Калибровка АЦП (229)
• Измерение (231)
  • Разрешение преобразователя (231)
  • Режимы работы преобразователя (231)
  • Результат измерения (236)
  • Калибровка смещения (237)
  • Измерение напряжения питания и температуры микроконтроллера (239)
• Сокращение потребления энергии (242)
• АЦП предделитель (243)
• Запуск конверсий с использованием системы событий (245)
  • Регистр EVCTRL в XMEGA с АЦП без конвейера (248)
• Сравнительный регистр (249)
  • Термометр LM35 (250)
  • Мы строим термометр с будильником (251)
• Режим непрерывного преобразования (252)
• Входной сигнал (253)
• Прерывания (254)
• Использование DMA для передачи результатов (254)
• Передискретизация (258)
  • Усреднение (259)
  • Децимация и интерполяция (259)
  • Интерполяция и децимация в XMEGA (260)
• Как повысить точность измерений? (260)
• Мы строим регистратор данных (261)
  • Термисторы как измерители температуры (262)
  • Программа Datalogger (265)

Глава 28. Аналоговый компаратор (279)

• Компаратор - немного теории (279)
  • Время распространения (281)
  • Гистерезис (281)
• Аналоговые компараторы XMEGA (282)
  • Входные мультиплексоры (283)
  • Оконный компаратор (284)
  • Прерывания (286)
  • Запуск компаратора (287)
  • Регистр состояния компаратора (287)
• Компаратор как генератор (287)
• Термостат с использованием компараторов (290)
  • Термисторы (290)

Глава 29. ДАК (293)

• Буферизация вывода (294)
• Опорное напряжение (295)
• Хронометраж (296)
• События (297)
• Использование DMA (298)
  • 8-битная выборка (300)
  • Двухканальный режим (301)
  • Генерация двух сигналов одновременно (301)
  • Экономная версия (304)
  • Другие способы вызвать конверсии (305)
• Режим энергосбережения (306)
• Калибровка ЦАП (306)

Глава 30. Монохромные графические дисплеи (309)

• Подключение ЖК-дисплея к микроконтроллеру (311)
• Структура и функции контроллера ST7565R (313)
• Специальные функции контроллера (319)
  • Инверсия изображения и тестирование (319)
  • Поворот изображения (319)
  • Регулировка контрастности (321)
  • Номер первой отображаемой строки (321)
• Шрифты (322)
• Небольшая оптимизация (330)
• Двойная буферизация (332)
  • Начальный адрес отображения изображения (333)
• Меню (335)
  • Меню на основе пиктограмм (342)

Глава 31. Файлы данных — как добавить их в проект? (349)

• Компиляция двоичных файлов (350)
• Привязка объектных файлов к проекту (352)
• Доступ к двоичным данным (356)
  • Классический способ доступа к данным (358)
  • Доступ к данным с использованием адресных пространств (359)

Глава 32. Внешняя шина памяти (361)

• Память подключения (362)
  • Конфигурация порта ввода-вывода (362)
  • Назначение сигналов интерфейса EBI портам ввода-вывода (363)
  • Конфигурация с 4 портами (364)
  • Память SRAM (366)
  • Память SRAM в режиме LPC (371)
  • Память SDRAM (372)
• Конфигурация сигнала CS (377)
  • Определение базового адреса и размера памяти (377)
  • Схема управления сигналом выбора режима SRAM (379)
  • Схема управления сигналом выбора режима SDRAM (379)
• Пример конфигурации SDRAM (381)
• Конфигурация часов (383)
• Доступ к памяти из C (384)
  • Доступ к памяти ниже предела в 64 КБ (384)
  • Доступ к памяти выше границы 64 КБ (386)

Глава 33. Создание видеоизображения (391)

• Генерация видеоизображения VGA (393)
  • Разъем VGA и преобразование сигнала (396)
  • Режим монохромного текста VGA (397)
  • Монохромный графический режим VGA (407)
• Генерация композитного сигнала (409)
  • Стандарт PAL (410)
  • Режим монохромного текста (413)
  • Монохромный графический режим (416)
  • Создание наложений (OSD) (417)
• Время для цвета (424)
  • Цветовая кодировка (425)
  • Цифро-аналоговый преобразователь (426)
  • Генератор составного изображения (426)
  • Использование EuroSCART (428)
  • Цветное изображение на ТВ (430)

Глава 34. Пусть играет музыка (439)

• Форматы аудиофайлов (440)
  • Частота дискретизации (441)
  • Формат файла (442)
• Обработка звука (443)
  • Дерзость (443)
  • Программа SoX (445)
• Усилитель (446)
• Мы проигрываем музыку с помощью ЦАП (447)
  • Другой способ двойного буфера (457)
• Генерация звука с использованием ШИМ (461)
  • ШИМ - немного теории (461)
  • Фильтрация ШИМ-сигнала (468)
  • Мы воспроизводим звук с помощью 8-битного ШИМ (472)
  • Расширение HiRes и PWM с более высоким разрешением (477)
• Сжатие звука (480)
  • Нелинейная выборка (480)
  • Сжатие ADPCM (482)
  • Сжатие IMA ADPCM (482)
  • Запись речи с использованием сжатия ADPCM (486)
  • Алгоритм ADPCM компании Dialogic (492)

Глава 35. Или, может быть, mp3? (495)

• Сопроцессор Mp3 (496)
  • Способы подключения к XMEGA (496)
• Доступ к системным регистрам (499)
• формат файла wav (500)
• Регистры GPIOR (502)
• Системные тесты (502)
• Базовая связь с сопроцессором (504)
• Регистры VS1003B (508)
  • Регистр режима работы (508)
  • Регистр состояния системы (510)
  • Регистр управления басом (510)
  • Регистр SCI_CLOCKF (511)
  • Журнал времени песни (512)
  • Регистр аудиоформатов (512)
  • Регистры доступа к ОЗУ (513)
  • Регистр адресов плагинов (513)
  • Регистр управления громкостью (513)
• Мы играем музыку (513)
  • Мы проигрываем музыку с помощью DMA (518)
• Цифровой магнитофон (528)
  • VS100XX как магнитофон (529)
• Пользовательские плагины (535)
  • DTMF как пример собственного плагина (535)
• Создаем собственный плагин (541)
  • Создание массива с кодом результата (543)
  • Конструкция плагина (544)
  • Собственное приложение, т.е. DTMF-декодер (548)

Глава 36. Фьюзбиты и локбиты (557)

• Фьюзбиты (558)
  • Fusebit JTAGEN (558)
  • Предохранительный бит RSTDISBL (559)
  • Предохранитель бит BOOTRST (559)
  • SUT Fusebits (559)
  • Fusebit TOSCSEL (559)
  • Система обнаружения сбоев питания (559)
  • Сторожевой пес (560)
  • Fusebit EESAVE (561)
• Замки (561)
• Подпись производителя процессора (563)
  • Номер серии (563)
  • Вафельный номер (563)
  • Расположение на пластине (564)
  • Оставшиеся байты конфигурации (564)
• Подпись пользователя (565)
• Доступ к данным из пользовательского приложения (568)
  • Калибровочные байты (569)
• Настройка fuse- и lock-битов в AVR-libc (570)
  • Блокировки в AVR-libc (570)
  • Fusebits в AVR-libc (571)

Приложение А. Список глав книги «AVR. Практические проекты» (573) Индекс (575)