В этом уроке напишем первую программу, научимся считывать значение цифровых входов и устанавливать состояние выходов. Реализуем управление такими простыми элементами, как кнопка и светодиод на платформе Maixduino.
Что нужно знать
Существует 3 фреймворка для разработки приложений для процессора К210:
- Standalone SDK для Kendryte K210;
- Kendryte FreeRTOS SDK — Этот SDK предназначен для Kendryte K210, который содержит поддержку FreeRTOS;
- Arduino (на основе Standalone SDK).
Для работы с периферийными устройствами на Maixduino существует 3 основных компонента: GPIO, GPIOHS и FPIOA.
- GPIO (General Purpose Input Output / Интерфейс ввода/вывода общего назначения) — чип имеет 8 GPIO общего назначения.
- GPIOHS (General Purpose Input Output High Speed / Высокоскоростной интерфейс ввода/вывода общего назначения) – чип имеет 32 высокоскоростных GPIO. Похоже на обычный GPIO, но быстрее.
- FPIOA (Field Programmable I/O Array / Программируемый массив ввода/вывода) позволяет пользователю соотносить 256 внутренних функций с 48 физическими входами / выходами на чипе.
Из этого следует, что Maixduino более гибок, чем простой Arduino на базе микроконтроллеров AVR. Мы можем сопоставить любое устройство с любым физическим контактом (контактами), например, кнопки, светодиоды, устройства I2C и SPI, и т. д.
Создание нового проекта
- Открываем PlatformIO: Home и выбираем New Project, чтобы создать новый проект;
- Задаём название проекта в поле Name;
- В Boards ищем плату Sipeed MAIXDUINO;
- Выбираем Фреймворк Kendryte FreeRTOS SDK;
- В Location можно указать путь, где будет храниться проект, но можно оставить по умолчанию.
При создании первого проекта, все необходимые файлы и библиотеки будут загружены и установлены автоматически, и это может занять больше времени, чем обычно.
Настройка проекта
В папке src необходимо создать два файла: main.cpp и project_cfg.h. В первом файле мы напишем программу, а во втором мы определим макросы и настроим функции выводов.
В корневом каталоге есть файл platformio.ini — файл конфигурации проекта PlatformIO. По умолчанию PlatformIO автоматически определяет порт загрузки. Но Вы можете настроить собственный порт, используя параметр upload_port
. Список портов вы можете найти в Диспетчер Устройств или во вкладке Devices в PIO Home.
В platformio.ini вы также можете изменить скорость загрузки, используя параметр upload_speed
, порт монитора, параметр monitor_port
, и скорость монитора порта, параметр monitor_speed
. Порт загрузки и порт монитора должны совпадать.
Пример файла platformio.ini
; PlatformIO Project Configuration File ; ; Build options: build flags, source filter ; Upload options: custom upload port, speed and extra flags ; Library options: dependencies, extra library storages ; Advanced options: extra scripting ; ; Please visit documentation for the other options and examples ; https://docs.platformio.org/page/projectconf.html [env:sipeed-maixduino] platform = kendryte210 board = sipeed-maixduino framework = kendryte-freertos-sdk upload_port = COM3 upload_speed = 1500000 monitor_port = COM3 monitor_speed = 115200
Как работать с GPIO
Если мы хотим записывать или читать данные из GPIO, мы должны сначала его настроить. Как упоминалось выше, K210 имеет 48 контактов и 256 функций для них. Но поскольку на плате формфактора Arduino количество контактов ограничено, используются не все 48 контактов.
Сначала, чтобы определить, какие контакты и где они назначены, мы должны открыть схему платы — Maixduino-4.30(schematic).pdf. Тут нужно найти разъемы (Connector).
Все контакты разъема P3 (HEADER-1X6) подключены к ESP-32, поэтому его нельзя использовать с K210. Но разъемы P2 и P5 идут на K210, и их можно использовать в качестве контактов ввода-вывода общего назначения.
Настройка порта
Перед настройкой вывода на выход или на вход ему необходимо назначить одну функцию из 32 GPIOHS или 8 GPIO. Это можно сделать двумя способами:
- с использованием функции
int fpioa_set_function (int number, fpioa_function_t function)
; - с конфигурацией объекта
g_fpioa_cfg
.
Первый вариант можно использовать в небольших проектах с небольшим количеством конфигураций или в проектах, которые требуют изменения функции вывода во время работы программы (runtime).
Второй вариант более предпочтителен, поскольку за настройку всех выводов отвечает только один файл, таким образом проект становится более структурированным и читаемым.
В приведенных ниже примерах показано, как соотносить функцию GPIOHS0 на вывод под номером 3 (это вывод IO3 на разъеме P5). Обратите внимание, что перечисление выполняется относительно FUNC_GPIOHS0
. В дальнейшем будут использоваться только значения от 0 до 31. Поэтому желательно использовать макросы (#define
).
Пример 1:
fpioa_set_function(3, static_cast<fpioa_function_t>(FUNC_GPIOHS0 + 0));
Пример 2:
#ifndef PROJECT_CFG_H #define PROJECT_CFG_H #include <pin_cfg.h> const fpioa_cfg_t g_fpioa_cfg = { /* Версия */ .version = PIN_CFG_VERSION, /* Число функций */ .functions_count = 1, /* Офисание функций */ .functions = { /* */ {3, static_cast<fpioa_function_t>(FUNC_GPIOHS0 + 0)}, }, }; #endif
После этого необходимо открыть устройство gpio0
с помощью функции io_open
.
/* Открываем GPIO0 устройство */ gpio = io_open("/dev/gpio0");
И наконец настраиваем режим работы вывода (пина) – на вход или выход.
/* Устанавливаем режим работы пина 0 на вход. */ gpio_set_drive_mode(gpio, 0, GPIO_DM_INPUT);
/* Устанавливаем режим работы пина 0 на выход. */ gpio_set_drive_mode(gpio, 0, GPIO_DM_OUTPUT);
/* Устанавливаем режим работы пина 0 на вход с подтягивающим резистором (pull-up resistor). */ gpio_set_drive_mode(gpio, 0, GPIO_DM_INPUT_PULL_UP);
/* Устанавливаем режим работы пина 0 на вход с стягивающим резистором (pull-down resistor). */ gpio_set_drive_mode(gpio, 0, GPIO_DM_INPUT_PULL_DOWN);
Примеры программ
Чтобы лучше понять, как всё это работает, приведу два примера программ. Комментарии также будут добавлены в код для более подробного описания.
Пример 1 — мигаем светодиод
В первом примере будем мигать светодиодом, подключенным к одному из выводов платы. В файле project_cfg.h настроим функцию вывода, используемый для мигания светодиода. В файле main.cpp настроим вывод на выход и создадим задачу blinkLedTask
, которая будет вызываться с интервалом 100 мс, и при каждом вызове светодиод будет менять свое состояние с ВКЛ на ВЫКЛ и наоборот.
Схема подключения
Светодиод подключается на 13-й контакт Maixduino/Arduino через резистор, ограничивающий ток.
Файл project_cfg.h
#ifndef PROJECT_CFG_H #define PROJECT_CFG_H #include <pin_cfg.h> /** * Номер внутреннего пина */ #define LED_IO (0) /** * Номер физического пина */ #define LED_PIN (3) const fpioa_cfg_t g_fpioa_cfg = { /* Версия */ .version = PIN_CFG_VERSION, /* Число функций */ .functions_count = 1, /* Офисание функций */ .functions = { /* */ {LED_PIN, static_cast<fpioa_function_t>(FUNC_GPIOHS0 + LED_IO)}, }, }; #endif
Файл main.cpp
#include "project_cfg.h" #include <FreeRTOS.h> #include <devices.h> #include <syslog.h> #include <task.h> /** * Указатель на устройство GPIO */ static handle_t gpio; /** * Текущее состояние светодиода */ static gpio_pin_value_t ledState; /** * Прототип задачи включения/выключения светодиода * * @param pvParameters Функции задач принимают параметр, имеющий тип указателя на void (т. е. void*). Значение, указанное в pvParameters, будет передано в задачу. */ static void blinkLedTask(void *pvParameters); /** * */ int main() { BaseType_t retCode; /* Открываем GPIO0 устройство */ gpio = io_open("/dev/gpio0"); /* Перехват ошибок в процессе разработки */ configASSERT(gpio); /* Устанавливаем режим работы LED_IO пина на выход. */ gpio_set_drive_mode(gpio, LED_IO, GPIO_DM_OUTPUT); /* Задаём начальное состояние светодиода (выключаем) */ ledState = GPIO_PV_LOW; /* Пишем состояние в пин */ gpio_set_pin_value(gpio, LED_IO, ledState); /* Создаём задачу с мигающим светодиодом */ retCode = xTaskCreateAtProcessor(1, &blinkLedTask, "Blink Led task", 512, nullptr, 3, nullptr); /* Проверяем, если задача была успешно создана */ if (retCode == pdPASS) { /* В случае успеха выводим информационное сообщение */ LOGI("MFRB", "Blink Led task is running"); } else { /* В случае неудачи выводим предупреждающее сообщение */ LOGW("MFRB", "Blink Led task start problems"); } for (;;) { } return 0; } static void blinkLedTask(void *pvParameters) { while (1) { /* Меняем состояние в 1/0 */ if (GPIO_PV_HIGH == ledState) { ledState = GPIO_PV_LOW; } else { ledState = GPIO_PV_HIGH; } /* Пишем новое состояние в пин */ gpio_set_pin_value(gpio, LED_IO, ledState); /* Помещаем задачу в состояние Blocked на фиксированное количество тиков прерываний. Находясь в состоянии Blocked, задача не использует процессорное время, поэтому процессор загружен только полезной работой. С помощью макроса pdMS_TO_TICKS мы конвертируем миллисекунды в тики */ vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100)); } }
Пример 2 — кнопка и светодиод
Во втором примере помимо светодиода подключим еще и кнопку. Если кнопка не нажата, светодиод будет менять свое состояние (мигать) каждые 500 мс, а при нажатии — каждые 100 мс. Вывод, подключенный к кнопке, настроен на вход с подтягивающим резистором gpio_set_drive_mode(gpio, BTN_IO, GPIO_DM_INPUT_PULL_UP);
.
Схема подключения
Светодиод подключается на 13-й контакт Maixduino/Arduino через резистор, ограничивающий ток, а кнопка на 12-й контакт и GND.
Файл project_cfg.h
#ifndef PROJECT_CFG_H #define PROJECT_CFG_H #include <pin_cfg.h> /** * Номер внутреннего пина */ #define LED_IO (0) #define BTN_IO (1) /** * Номер физического пина */ #define LED_PIN (3) #define BTN_PIN (10) const fpioa_cfg_t g_fpioa_cfg = { /* Версия */ .version = PIN_CFG_VERSION, /* Число функций */ .functions_count = 2, /* Офисание функций */ .functions = { /* */ {LED_PIN, static_cast<fpioa_function_t>(FUNC_GPIOHS0 + LED_IO)}, {BTN_PIN, static_cast<fpioa_function_t>(FUNC_GPIOHS0 + BTN_IO)}, }, }; #endif
Файл main.cpp
#include "project_cfg.h" #include <FreeRTOS.h> #include <devices.h> #include <syslog.h> #include <task.h> /** * Указатель на устройство GPIO */ static handle_t gpio; /** * Текущее состояние светодиода */ static gpio_pin_value_t ledState; /** * Прототип задачи включения/выключения светодиода * * @param pvParameters Функции задач принимают параметр, имеющий тип указателя на void (т. е. void*). Значение, указанное в pvParameters, будет передано в задачу. */ static void blinkLedTask(void *pvParameters); /** * */ int main() { BaseType_t retCode; /* Открываем GPIO0 устройство */ gpio = io_open("/dev/gpio0"); /* Перехват ошибок в процессе разработки */ configASSERT(gpio); /* Устанавливаем режим работы LED_IO пина на выход. */ gpio_set_drive_mode(gpio, LED_IO, GPIO_DM_OUTPUT); /* Устанавливаем режим работы BTN_IO пина на вход с подтягивающим резистором. */ gpio_set_drive_mode(gpio, BTN_IO, GPIO_DM_INPUT_PULL_UP); /* Задаём начальное состояние светодиода (выключаем) */ ledState = GPIO_PV_LOW; /* Пишем состояние в пин */ gpio_set_pin_value(gpio, LED_IO, ledState); /* Создаём задачу с мигающим светодиодом */ retCode = xTaskCreateAtProcessor(1, &blinkLedTask, "Blink Led task", 512, nullptr, 3, nullptr); /* Проверяем, если задача была успешно создана */ if (retCode == pdPASS) { /* В случае успеха выводим информационное сообщение */ LOGI("MFRB", "Blink Led task is running"); } else { /* В случае неудачи выводим предупреждающее сообщение */ LOGW("MFRB", "Blink Led task start problems"); } for (;;) { } return 0; } static void blinkLedTask(void *pvParameters) { /* Состояние кнопки */ gpio_pin_value_t btnState; /* Время повторения */ unsigned int timeInMs; while (1) { /* Считываетм состояние кнопки. */ btnState = gpio_get_pin_value(gpio, BTN_IO); if (btnState == GPIO_PV_LOW) { /* Если кнопка нажата, мы меняем повторяемость задачи на 100 мс. */ timeInMs = 100; } else { /* Если нет - 500 мс. */ timeInMs = 500; } /* Меняем состояние в 1/0 */ if (GPIO_PV_HIGH == ledState) { ledState = GPIO_PV_LOW; } else { ledState = GPIO_PV_HIGH; } /* Пишем новое состояние в пин */ gpio_set_pin_value(gpio, LED_IO, ledState); /* Помещаем задачу в состояние Blocked на фиксированное количество тиков прерываний. Находясь в состоянии Blocked, задача не использует процессорное время, поэтому процессор загружен только полезной работой. С помощью макроса pdMS_TO_TICKS мы конвертируем миллисекунды в тики */ vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(timeInMs)); } }
Материалы
Kendryte · GitHub
Maixduino-4.30(schematic)
Maixduino — одноплатный компьютер с ускорителем AI, RISC-V AI, форм-фактор Arduino и беспроводной модуль ESP32
mexican mail order pharmacies medication from mexico pharmacy mexican border pharmacies shipping to usa
best online pharmacies in mexico: mexican border pharmacies shipping to usa — buying from online mexican pharmacy
best online pharmacies in mexico buying prescription drugs in mexico online mexican online pharmacies prescription drugs
mexico drug stores pharmacies: mexico pharmacies prescription drugs — mexico pharmacies prescription drugs
mexico pharmacy mexico pharmacy mexican drugstore online
buying prescription drugs in mexico online: pharmacies in mexico that ship to usa — mexican pharmaceuticals online
https://mexicanpharmacy1st.online/# mexico pharmacies prescription drugs
mexican online pharmacies prescription drugs mexico pharmacy purple pharmacy mexico price list
purple pharmacy mexico price list mexican rx online mexico pharmacies prescription drugs
I always used to study piece of writing in news papers but now as I am a user of web thus from now I am using net for articles,
thanks to web.
mexican mail order pharmacies: buying prescription drugs in mexico — best online pharmacies in mexico
reputable mexican pharmacies online pharmacies in mexico that ship to usa mexico drug stores pharmacies
cost of propecia for sale: cost cheap propecia online — cost of generic propecia without dr prescription
buy cheap propecia without rx propecia without rx cost propecia without rx
http://clomiphene.shop/# get generic clomid without rx
neurontin pills for sale: prescription medication neurontin — neurontin 300 mg caps
buy cytotec over the counter Misoprostol 200 mg buy online buy cytotec in usa
buy cytotec over the counter: cytotec online — purchase cytotec
zestoretic 20 12.5 mg lisinopril brand lisinopril generic
Wow, marvelous weblog structure! How long have you
been running a blog for? you made running a blog glance easy.
The whole look of your site is excellent, let alone the content!
I’m not sure exactly why but this weblog is loading incredibly slow for
me. Is anyone else having this issue or is it a issue on my end?
I’ll check back later and see if the problem still exists.
When I initially commented I clicked the «Notify me when new comments are added» checkbox and now each time a comment is
added I get three emails with the same comment. Is there any
way youu ccan remove me freom that service? Thanks!
Stop by my site … bahasa Inggris anak ibu
generic propecia without prescription: generic propecia no prescription — propecia pills
http://cytotec.xyz/# buy cytotec pills
lisinopril 20 mg purchase lisinopril without prescription lisinopril prescription cost
Heey there! This post couldn’t be written any better! Reading this post remins
me of my good old rokm mate! He always kept
talking about this. I will forward this pge to him.
Pretty sure he will hazve a good read. Thank you for sharing!
my web sitre :: iklim Schmidt Ferguson
can you get generic clomid tablets: can i get clomid price — can i purchase generic clomid prices
https://propeciaf.online/# order generic propecia pills
neurontin sale neurontin 300mg caps order neurontin
buy cytotec over the counter: п»їcytotec pills online — cytotec abortion pill
http://cytotec.xyz/# cytotec online
lisinopril 40 mg brand name: buy lisinopril 20 mg online canada — lisinopril tabs 88mg
lisinopril 10 mg no prescription cost of generic lisinopril lisinopril online prescription
cost for 40 mg lisinopril: lisinopril 20 mg over the counter — lisinopril pill 5 mg
Incredible points. Outstanding arguments. Keep up the great spirit.
can i order clomid without prescription: cheap clomid pills — how to buy generic clomid without rx
buy cytotec over the counter п»їcytotec pills online purchase cytotec