Atualização da Biblioteca para o LCD 16x2

   Depois de algum tempo segue atualização da biblioteca do livro AVR e Arduino: Técnicas de Projeto. Incorporei novas funções e simplifiquei outras, bem como melhorei a padronização do código.
    Código e projeto no AVR Studio 6.2, com exemplos de uso das funções, arquivos AQUI.

ARM CORTEX-M3 ATSAM3X8E - Arduino Due

    OBSERVAÇÃO: not for Dummies!

   Para aplicações relativamente simples um microcontrolado de 8 bits é suficiente. Entretanto, quando se necessita mais desempenho, memória e periféricos, é preciso um microcontrolador mais turbinado e com motor mais potente. Minha escolha foi o Arduino Due devido aos inúmeros Shields disponíveis e por poder ser programado no Atmel Studio, incluindo o FreeRTOS e todas as ferramentas necessárias para um desenvolvimento profissional de firmware.

   Comecei a programação com alguns programas básicos para entender a complexidade dos registradores de configuração do ATSAM3X. O datasheet da Atmel é algo terrível, pesadelo para estudar e compreender (a Atmel deveria evitar que estagiários escrevessem datasheets!). Assim, resolvi disponibilizar os códigos desenvolvidos e materiais de suporte para ajudar os iniciantes.

   Bueno, vamos ao que importa:

   PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DO ARDUINO DUE

• Pinagem compativel com o Arduino Uno (Shields compatíveis), cuidado deve ser tomado pois o Due trabalha com 3.3V (5V pode danificá-lo permanentemente).
• Entrada de alimentação externa 9 VDC.
• Gravação através de conversor serial-usb com bootloader (similar ao Uno).
• Conector SPI.
• Conector JTAG para programação e depuração.
• Botão de reset.
• Botão para apagamento da memória do microcontrolador.
• Possui um microcontrolador ATSAM3X8E.
• 54 pinos de I/O.
• 12 entradas analógicas (ADC).
• 4 UARTs.
• 1 USB OTG.
• 2 saídas DAC.

     PINAGEM  aqui. (obrigado Rob Gray, te pago uma gelada quando te encontrar)

   

   PRINCIPAIS CARACTERÍSTICAS DO ATSAM3X8E

• Processador de 32 bits (ARM - Cortex-M3).
• 512 kB de memória Flash.
• 96 kB de memória RAM.
• 84 MHz de frequência de operação máxima.
• Oscilador interno (PLL) para geração precisa de sinais de frequência para os seu trabalho.
• Controlador DMA
• 9 Timers de 32 bits com modos de comparação, captura e PWM.
• RTC
• USB 2.0 On To Go
• 4 UARTs
• 2 I2C
• 2 CAN
• 1 Ethernet MAC10/100 com DMA dedicado.
• 16 canais AD de 12 bits de 1 Msps (com sensor de temperatura interno).
• 2 canais DA de 12 bits 1 MSPs.
• 1 Gerador de Números Aleatórios Verdadeiro.
• 103 I/Os com capacidade de interrupção, filtro para debouncing e glitch, coletor aberto, pull-up.
• Modos para economia de energia.

   CONFIGURANDO O ATMEL STUDIO PARA GRAVAR O ARDUINO DUE

   Uma característica interessante do Atmel Studio é poder gravar o Due através de sua IDE. São necessários alguns passos de configuração (nada muito complicado) e o programa bossac.exe encontrado nas pastas de instalação da IDE do Arduino. Aqui link explicativo (figuras auxiliares abaixo).

    Programa e exemplo do arquivo bat, aqui (eu coloquei a pasta bossa no C:\ e não usei a localização da IDE do Arduino).

  CÓDIGOS EXEMPLOS EM C PARA O ARDUINO DUE (sob a licença Beerware)

• Programa Pisca LED: pisca o LED ligado ao pino 13 (PB27). Apresenta as rotinas de atraso, tão importantes em programação: atraso_ms( ), atraso_us( ) e atraso_loops( ). Código das funções em assembly, funções aferidas com o uso de um osciloscópio.
• Programa para controle de LCDs 16x2 (controlador HD44780 pino RW aterrado): Apresenta as funções para inicialização e trabalho com esses LCD, incluindo a função para conversão de um número inteiro em seus dígitos individuais.
• Programa teste do RTC (Relógio de Tempo Real): uso do RTC interno do ATSAM, ajuste de horas com a leitura de botões, tempo apresentado em um LCD 16x2.
• Programa para uso da UART ligado ao conversor USB/serial do Arduino Due: teste e funções de transmissão e recepção de dados, incluindo um buffer de recepção com tamanho ajustável. As mensagens podem ser recebidas em qualquer terminal virtual em um PC.
• Programa teste do ADC usando um sensor LM35 e o sensor interno de temperatura: leitura da tensão gerada por um LM35 e pelo sensor interno do ATSAM, resultado enviado ao computador usando a UART. (Obs.: cuidado, ao habilitar o sensor interno de temperatura AD15, o pino PB27 é desabilitado!!! Pergunte à ATMEL o porquê ..., parece que alguns chips já foram corrigidos!? Referência nula a esse problema apresentada pela ATMEL!)
• Programa para teste do uso dos TIMERs (TCs): emprega a interrupção do TC0 e seus 3 canais. O estudo inicial dos TCs é confuso e este programa ajuda a entender como utilizá-los. O LED ligado ao pino PB27 troca de estado a cada estouro do TC correspondente.
• Programa para o uso do MAX7219 (driver para displays de 7 segmentos): testado com um módulo made in China. Este CI é bem interessante.
• Programa para o LCD NOKIA 5110 (gráfico 48x84 pixels): funções de trabalho para esse display fácil de utilizar e barato, adaptação do código para a IDE do Arduino da Sparkfun. Permite escrever mensagens e imprimir figuras. Inclui programa para gerar os dados da imagem e arquivos auxiliares. Fiz algumas funções para gráficos, só fiz o preenchimento para o retângulo. Produzir uma biblioteca gráfica é relativamente complicado, então aproveite.

         //Funções do Borges:
        desenha_pixel(...)
        desenha_linha(...)
        desenha_circulo(...)
        desenha_retangulo(...)
        desenha_triangulo(...)
        desenha_figura(...)
        escreve_Nr_Peq(...)

      

Programação C para Arduino

Na data de 26/05/2013 fiz uma breve introdução à programação C para Arduino no The Developer´s Conference (TDC2013), aqui em Florianópolis. A apresentação é apenas um indicativo do que foi falado. Download na figura abaixo.

Instalando o Arduino no Atmel Studio

É possível gravar e programar diretamente o Arduino no Atmel Studio. A configuração do Atmel Studio é uma tarefa árdua, com inúmeros passos, mas vale a pena poder gravar diretamente o Arduino sem depender de um programa externo, não  há a necessidade de procurar o arquivo *.hex, tudo é feito automaticamente.

Abaixo a forma simplificada e mais eficiente:

http://omarfrancisco.com/arduino-programing-using-atmel-studio-6-0/

Nestes dois vídeos um processo mais longo:
http://www.youtube.com/watch?v=F74khQnh9pM
http://www.youtube.com/watch?v=qEcWR5EUNdk

Como eu não sou expert no assunto, se precisares de ajuda será necessário consultar algum dos autores dos  posts supracitados.

Estruturação e Criação de um Projeto no Atmel Studio

Quando se programa é fundamental dar manutenção e portabilidade ao programa. Isso é feito ao se estruturar o código de programação através de arquivos de programação separados por funcionalidade, os *.h (arquivos de cabeçalho) e respectivos *c (arquivo com as funções). No vídeo abaixo eu explico como fazer isso, aplicado aos arquivos da pasta de PROGRAMAS do livro AVR e Arduino: Técnicas de Projeto.

Também, como utilizar o arquivo *.hex para simulaçao no Proteus.

Exemplo da estruturação de um suposto projeto fonte_digital (livro AVR e Arduino: Técnicas de projeto).

Depuração de um programa Assembly no Atmel Studio

Para a compreensão do funcionamento do ATmega é primordial  utilizar a depuração do ambiente de programação. Para exemplificar isso, em um vídeo apresento a analise de um programa Assembly simples para ligar e desligar um LED quando um botão é pressionado. Utilizo o Atmel Studio 6, mas poderia ser o AVR Studio 5.