AVR. Układy peryferyjne

Opis

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)