Studio PIC 18F (18F4431) #6 :: "Hello World su LCD HD44780"

Vai al precedente POST della serie

Per poter utilizzare un display LCD dobbiamo prima di tutto conoscere qual è il controller che lo pilota.
Esistono diverse tipologie di controller: testuali, grafici, paralleli, seriali...
Iniziamo con quello che è di fatto uno standard per gli LCD testuali: il controller HD44780 sviluppato da Hitachi.
Il controller HD44780 rende estremamente semplice l'interfacciamento (di tipo parallelo) richiedendo un numero limitato di connessioni (e quindi di pin utilizzati).

Frugando nel cassetto ho trovato questo LCD prodotto dalla Powertip: trattasi del modello PC1602-D che permette di visualizzare 16 caratteri su 2 righe:

Di seguito la descrizione dei pin di interfacciamento:

POWERTIP PC 1602-D
Pin	Simbolo	Descrizione
1	Vss	Power supply (GND)
2	Vdd	Power supply (+)
3	Vo	Contrast Adjust
4	RS	Register select signal
5	R/W	Data read / write
6	E	Enable signal
7	DB0	Data bus line
8	DB1	Data bus line
9	DB2	Data bus line
10	DB3	Data bus line
11	DB4	Data bus line
12	DB5	Data bus line
13	DB6	Data bus line
14	DB7	Data bus line / BF (busy flag)
15	A	Power supply for LED B/L (+)
16	K	Power supply for LED B/L ( )

Generalmente tutti gli LDC HD44780 hanno i pin disposti secondo questo schema ma ovviamente verificate il datasheet del vostro display per adattare le connessioni in modo corretto...
I pin 15 e 16 servono per alimentare i led di retro-illuminazione... ma il mio LCD non ne è provvisto e quindi non verranno utilizzati.

Interfacciamento (BUS dati a 4 bit)

Per ridurre al minimo il numero di connessioni necessarie si utilizza solitamente la modalità con BUS dati a 4 bit  (in alternativa a quella con BUS dati a 8 bit) forzando la linea R/W a 0 cioè in sola scrittura (rinunciando pertanto a leggere lo stato del display).
Per evitare la perdita di comandi si utilizzano specifici tempi di delay in modo da essere sicuri che il controller abbia terminato l'esecuzione di un comando prima di inviare il successivo.

Questa configurazione richiede solo 6 linee di segnale: RS, E, DB4, DB5, DB6, DB7.
I rimanenti pin del controller saranno connessi a VSS secondo il seguente schema:

Inizializzazione del display

Dopo aver dato tensione al display questo di configura automaticamente in modalità BUS a 8 bit e quindi è necessario inviare una speciale sequenza di reset per poter cambiare questa configurazione di default.

Tale sequenza di reset è descritta nel datasheet del controller HD44780 e qui di seguito riassunta:

1. attesa di almeno 40 msec dall'accensione
2. BUS dati impostato a 0011
3. strobe su linea E
4. attesa di almeno 5 msec
5. strobe su linea E
6. attesa di almeno 160 usec
7. strobe su linea E
8. attesa di almeno 160 usec
9. BUS dati impostato a 0010
10. strobe su linea E
11. attesa di almeno 160 usec
12. seguono invii dei normali comandi per le configurazioni

Invio dei comandi al controller

Dato che non possiamo controllare lo stato del bit BF (come visto prima R/W è forzato a 0 per risparmiare una linea di controllo) bisogna attendere il tempo indicato per l'esecuzione di ogni comando prima di inviare il successivo (abbondando un po' per sicurezza rispetto a quanto indicato nel datasheet).
Nella modalità a 4 bit i comandi vanno inviati in due parti: prima i bit 7-4 e poi i bit 3-0 (most significant niblle first).
Quando il BUS dati è impostato con il valore da trasmettere bisogna inviare un impulso alto-basso sulla linea E (strobe) in modo che il controller prenda in carico il dato.
In pratica la sequenza corretta di invio di un comando per la modalità con BUS a 4 bit sarà la seguente:

1. setto il 4 bit alti (DB7-DB4)
2. strobe su linea  E
3. setto i 4 bit bassi (DB3-DB0)
4. strobe su linea E
5. delay di attesa esecuzione comando

Elenco comandi controller HD44780

Comando	Codifica linee										Descrizione	Tempo max esecuzione (con fcp=270 kHz)
	RS	R/W	D7	D6	D5	D4	D3	D2	D1	D0
Clear display	0	0	0	0	0	0	0	0	0	1	Pulisce il display e posiziona il cursore in linea 1 colonna 0 (indirizzo 0 della DDRAM)	1.52 ms
Cursor home	0	0	0	0	0	0	0	0	1	0	Posiziona il cursore in linea 1 colonna 0 (indirizzo 0 della DDRAM). Inoltre riporta il display shift in posizione originale. Il contenuto della DDRAM non viene modificato.	1.52 ms
Entry mode set	0	0	0	0	0	0	0	1	I/D	S	Imposta il modo di inserimento dei caratteri. I/D = puntatore DDRAM dopo scrittura di un carattere: 0=decrementa, 1=incrementa S = scroll dello schermo: 0=off, 1=on	37 μs
Display on/off control	0	0	0	0	0	0	1	D	C	B	Imposta lo stato del display e del cursore. D = display: 0=off, 1=on C = cursore: 0=off, 1=on B = lampeggio cursore: 0=off, 1=on	37 μs
Cursor/display shift	0	0	0	0	0	1	S/C	R/L	0	0	Sposta il cursore o lo schermo di una posizione. S/C = modo: 0=cursore, 1=schermo R/L = direzione: 0=sinistra, 1=destra	37 μs
Function set	0	0	0	0	1	DL	N	F	0	0	Imposta i parametri di base del display. DL = bus dati: 0=4 bit (DB4-DB7), 1=8 bit (DB0-DB7) N = numero linee: 0=una linea, 1=due linee F = dimensioni font: 0=5x8 (N=0 o 1), 1=5x10 (N ignorato: sempre una linea)	37 μs
Set CGRAM address	0	0	0	1	CGRAM address						Inizio scrittura o lettura CGRAM all'indirizzo specificato.	37 μs
Set DDRAM address	0	0	1	DDRAM address							Inizio scrittura o lettura DDRAM all'indirizzo specificato.	37 μs
Read busy flag & address counter	0	1	BF	CGRAM/DDRAM address							Lettura stato controller. BF = stato busy flag: 0=inviare nuovo comando, 1=attendere termine esecuzione comando CGRAM/DDRAM = indirizzo attuale del puntatore alla ram in uso corrente.	0 μs
Write CGRAM or DDRAM	1	0	Write Data								Scrive il dato nella ram in suo corrente (CGRAM o DDRAM).	37 μs
Read from CG/DDRAM	1	1	Read Data								Legge il dato dalla ram in uso corrente (CGRAM o DDRAM).	37 μs

La CGRAM è la ram che il controller usa per la generazione di caratteri extra definibili dall'utente: questo argomento verrà approfondito più avanti in un futuro post...
La DDRAM invece è la ram che il controller usa per memorizzare i codici dei caratteri da mostrare sul display) ed lo spazio utile è sempre di 80 bytes (anche se il display ne mostra meno).
I byte della DDRAM sono organizzati nel seguente modo: dall'indirizzo 0x00 a 0x27 troviamo le prime 40 locazioni e da l'indirizzo 0x40 a 0x67 le seconde 40 locazioni.
Come poi vengono organizzate fisicamente per mostrare i caratteri sul display dipende da quante linee un determinato modello può visualizzare: un'ottima spiegazione si trova qui.

Nel caso di un display a 2 linee la seconda linea inizia alla locazione 0x40.

Inviando più comandi di shift con S/C a 1 (scroll di tutto lo schermo) si possono mostrare i caratteri contenuti nelle locazioni 'nascoste' per entrambe le righe.

Scrittura sul display

Per mostrare un carattere sul display bisogna scrivere il codice del carattere sulla DDRAM.
Inviando il comando di scrittura il controller salverà il codice del carattere nella locazione corrente della DDRAM incrementando (o decrementando) il puntatore alla successiva locazione secondo quando configurato dal comando 'Entry mode set'.

In caso di incremento:

• se il puntatore si trovava alla locazione 0x27 verrà spostato alla locazione 0x40
• se si trovava alla locazione 0x67 verrà riportato alla locazione 0x00.

In caso di decremento:

• se il puntatore si trovava alla locazione 0x40 verrà spostato alla locazione 0x27
• se si trovava alla locazione 0x00 verrà spostato alla locazione 0x67.

Mano al codice

Il progetto ASM lo trovate qui.
Le sub di delay sono tutte calcolate per un FOSC di 8 MHZ: ovviamente se necessario andranno adattate (consiglio questo utile generatore di routine di delay on line: da evitare però i 'goto $').
Utile notare come, in questo esempio, ho utilizzato la lettura delle stringhe dalla memoria programma tramite la nuova e comodissima istruzione TBLRD.
Ogni funzione è ben commentata e non credo richieda ulteriori spiegazioni...

Realizzazione pratica

Una volta connesso il tutto (come da schema sopra indicato) e programmato il PIC (che anche in questo caso va autoalimentato) non rimane che regolare il contrasto, agendo sulla resistenza variabile VR1, fino a vedere scorrere i caratteri nel display.

Risultato

Stay tuned!
ap

Vai al successivo POST della serie

NB: l'autore non risponde di eventuali danni causati da omissioni, inesattezze o errori eventualmente presenti nell'articolo pubblicato.
Prego, segnalare suggerimenti e migliorie commentando questo post o inviando una email a padnest@gmail.com.

Pic18f Language Extension Macros :: macro ASM per scrivere meno codice

Chi ha scaricato i progetti SVN degli ultimi post (#4 o #5) della serie "Studio PIC18f" avrà notato la presenza del file 'pic18f-langext-*.inc' e l'utilizzo di una serie di strane istruzioni che non fanno parte del set della famiglia 18f.
In effetti queste istruzioni non sono altro che delle macro realizzate per semplificare alcune operazioni ridondanti e ridurre cosi le linee di codice da scrivere (e di conseguenza gli errori).

Queste macro sono adesso disponibili come progetto indipendente su https://sourceforge.net/p/padnest/svn/HEAD/tree/pic18f/Padnest_PIC18F_langext.X

Col passare del tempo aggiungerò altre macro e quindi qui troverete le nuove versioni della 'raccolta'.
Spero che arrivino numerosi feed back da parte vostra con utili suggerimenti o proposte in merito...

Per conoscere i dettagli su ogni macro aprite il file 'pic18f-langext-*.inc' e troverete ogni comando ben commentato.
Inoltre nel file 'test.asm' trovate tutti i casi di test che fungono anche da validi esempi di utilizzo.

Detto questo, visto che siamo arrivati alla fine dell'anno 2013, approfitto per fare a tutti voi i miei migliori Auguri per uno spumeggiante nuovo Anno 2014 !!!


Stay tuned!
ap

NB: l'autore non risponde di eventuali danni causati da omissioni, inesattezze o errori eventualmente presenti nell'articolo pubblicato.
Prego, segnalare suggerimenti e migliorie commentando questo post o inviando una email a padnest@gmail.com.

Studio PIC 18F (18F4431) #5 :: "PWM RGB led: un arcobaleno di colori"

Vai al precedente POST della serie

Come naturale conseguenza del precedente post, che ha introdotto i primi rudimenti sulla generazione di segnali PWM con i pic18f, questo articolo prosegue e estende il concetto applicandolo ad un led di tipo RGB.
I led RGB, come saprete benissimo, sono 3 led in uno ognuno dedicato ad un singolo colore primario della sintesi additiva: rosso, verde e blu.
Unendo quindi la possibilità di variare l'intensità della luce emessa da un led e la disponibilità di un led in grado di generare i tre colori fondamentali possiamo realizzare un simpatico esperimento con il 4431 e similari.
Intendo utilizzare 3 dei 4 generatori PWM del 4431 associando ad ognuno di essi la gestione dell'intensità di un singolo colore per produrre un effetto arcobaleno con una transizione graduale tra tutte le possibili sfumature.

L'algoritmo "arcobalenico"

Giocherellando con la tavolozza dei colori di 'Gimp' ho verificato che l'effetto si ottiene agendo sull'intensità di una singola componente RGB per volta seguendo questo semplice schema dove 255 rappresenta la massima luminosità e 0 quella minima:

1. partenza: R=255, G=0, B=0
2. incremento G: R=255, G=255, B=0
3. decremento R: R=0, G=255, B=0
4. incremento B: R=0, G=255, B=255
5. decremento G: R=0, G=0, B=255
6. incremento R: R=255, G=0, B=255
7. decremento B: R=255, G=0, B=0
8. ora mi ritrovo nella stessa condizione di partenza e quindi ripeto il ciclo dal punto 2

Per rappresentare questi passaggi sono sufficienti 4 bit organizzati nel registro Flags in questo modo:

7	6	5	4	3	2	1	0
X	X	X	X	R	G	B	Dir

I bit R, G e B indicano su quale colore agire (=1) mentre il bit Dir indica se l'intensità di quel colore va incrementata (=1) o decrementata (=0).
Quindi proviamo a codificare i passaggi elencati sopra in termini binari:

1. partenza: settiamo il registro R a 255, G e B a 0
2. incremento G:  Flags = 0000 0101
3. decremento R: Flags = 0000 1000
4. incremento B:  Flags = 0000 0011
5. decremento G: Flags = 0000 0100
6. incremento R:  Flags = 0000 1001
7. decremento B: Flags = 0000 0010

Mano al codice

Scaricate il progetto MPLAB-X qui.

Nel file main.asm il codice è organizzato nei seguenti blocchi:

Blocco interrupt

Qui abbiamo tutta la logica di interpretazione del registro Flags cioè il codice deputato ad aggiornare i segnali PWM dei rispettivi colori in base allo stato dei suoi bit.

Quando il comando impostato in Flags è stato completato (cioè quando il relativo registro del colore ha raggiunto il valore massimo o minimo) l'esecuzione passa alla label int_next che provvede ad impostare il registro Flags con la successiva sequenza da eseguire reperita tramite la tabella get_seq con il classico sistema dell'incremento del PCL (che però nel caso dei pic 18f deve essere doppio).

Blocco main

Qui abbiamo l'inizializzazione dei registri LED_R, LED_G, LED_B, Flags e SeqIndex in modo da impostare il punto di partenza della sequenza dei colori.
Si procede poi con inizializzare il modulo PWM impostando una risoluzione di 8 bit e i tempi opportuni per produrre il passaggio tra i singoli colori.
Si abilitano qui i pin da PWM0 a PWM5 come uscita PWM.
Si continua inizializzando gli interrupt ed in particolare quello del modulo PWM.

Schema elettrico

In questo caso la corrente totale richiesta per pilotare il led RGB supera i 25 mA massimi erogabili dal PICkit2 e quindi è ASSOLUTAMENTE NECESSARIO ALIMENTARE IL CIRCUITO ESTERNAMENTE se non si vuole buttare nel secchio il PICkit2.
Inoltre è indispensabile utilizzare dei transistor per evitare di sovra caricare le porte del PIC: nel mio caso avendo un led RGB con anodo in comune utilizzo degli NPN tipo BC337 per adattare anche il segnale al catodo di ogni singolo led.
Nel caso che disponiate di un led RGB con catodo comune basterà semplicemente utilizzare dei PNP tipo BC327 invertendo tutte le polarità.

Nota: il led RGB in mio possesso ha in realtà una Fv (caduta di tensione) pari a 3,2 volt per G e B e di 2,0 volt per R (max 20mA per tutti) quindi per pignoleria avrei dovuto diversificare il valore delle resistenze R2 e R3 rispetto alla R4.

La BB alimentata esternamente e con la sezione 'di potenza' costituita dai tre NPN

Particolare del PICkit2 che non deve alimentare il circuito (filo rosso non connesso alla BB)

Risultato

Stay tuned!
ap

Vai al successivo POST della serie

NB: l'autore non risponde di eventuali danni causati da omissioni, inesattezze o errori eventualmente presenti nell'articolo pubblicato.
Prego, segnalare suggerimenti e migliorie commentando questo post o inviando una email a padnest@gmail.com.

Studio PIC 18F (18F4431) #4 :: "PWM led"

Vai al precedente POST della serie

Generare un segnale PWM con i pic 18F è estremamente semplice soprattutto se questi dispongono del supporto hardware come nel caso del 4431.

Dando per scontato che si sappia già cosa sia un segnale PWM (eventualmente approfondire in rete l'argomento) vediamo come utilizzarlo per far lampeggiare un led in modo "sfumato" cioè con una progressione da spento fino alla massima luminosità e viceversa.

Iniziamo col dire che il 4431 dispone di 4 generatori PWM indipendenti tra loro in termini di duty cycle ma tutti dipendenti da uno stesso TIMER che ne determina la frequenza/periodo: questo TIMER è dedicato al modulo PWM e si chiama PTMR (non va confuso con gli altri timer del pic).

Associati ad ogni canale PWM abbiamo una coppia di pin di uscita: PWM0 e PWM1 (33-34) per il canale PWM0, PWM2 e PWM3 (35-36) per il canale PWM1, PWM4 e PWM5 (38/28-37) per il canale PWM2, PWM6 e PWM7 (29-30) per il canale PWM3.

NB: dato che i pin di uscita sono condivisi con le porte B e D sarà necessario riservare tali pin al modulo PWM tramite il registro PWMCON0.

In questo esempio utilizziamo un solo canale PWM: il canale 0 e solo il pin di uscita PWM0 (33).

I registri coinvolti sono: PTCON0, PTCON1, PWMCON0, PWMCON1, PTMRL, PTMRH, PTPERL, PTPERH, PDC0L, PDC0H.

I passi per generare il segnale PWM sono:

1. inizializzare i registri di controllo del timer PTMR: PTCON0 e PTCON1
2. inizializzare i registri di controllo del modulo PWM: PWMCON0 e PWMCON1
3. impostare il numero di conteggi del timer PTMR settando i registri PTMRL e PTMRH (12 bit)
4. impostare il duty cycle del segnale PWM settando i registri PDC0L e PDC0H (14 bit)
5. avviare il timer PTMR settando a 1 il bit PTEN del registro PTCON1

Determinare la frequenza del segnale

La generazione del segnale PWM è molto semplice: il timer PTMR conta da 0 fino al valore impostato in PTPERL+H incrementando i registri PTMRL+H ad ogni impulso di clock pari a FOSC/4.
Si può ulteriormente scalare il clock attivando il prescaler agendo su PTCKPS<3:2> del registro PTCON0.

Se ad esempio utilizzo un quarzo da 8 MHZ avrò le seguenti possibili combinazioni:

OSC 8 MHZ
PTCKPS	prescaler	PTMR clock	Frequenza	Intervallo incremento PTMR
00	1:1	FOSC/4	2.000.000 HZ	0,5 uSec
01	1:4	FOSC/16	500.000 HZ	2 uSec
10	1:16	FOSC/64	125.000 HZ	8 uSec
11	1:64	FOSC/256	31.250 HZ	32 uSec

Quando il timer PTMR inizia il conteggio da 0 il pin di uscita è posto a livello alto e rimane cosi fino a quando il conteggio non raggiunge il valore impostato in PDCx: a questo punto il pin passa a livello basso.
Il conteggio prosegue fino a quando il valore di PTMRL+H non raggiunge il valore impostato in PTPERL+H: a questo punto PTMRL+H si azzerano, il pin di uscita torna alto e il ciclo ricomincia.
Questo è il funzionamento in modalità free-running: le altre due modalità possibili (single-shot e continuous-up/down) non sono trattate qui.

La frequenza del segnale PWM è quindi determinata da: (FOSC / 4) / ((PTPER+1) * prescaler).
Ad esempio: se il quarzo è da 8Mhz, il prescaler vale 1:4 e PTPER lo imposto a 0xFF avrò: (8.000.000 / 4) / (256 * 4) = 2.000.000 / 1.024 = 1.953,125 Hz.

Registri PDCxL e PDCH

Fino a qui sembra tutto molto semplice ma bisogna fare attenzione ad una particolare insidia che non emerge subito chiaramente dal datasheet: il valore del duty cycle (che determina il passaggio del segnale PWM a livello basso) va inserito nei registri PDCxL+H shiftato di 2 bit verso sinistra in quanto i primi due bit (1:0) di PDCxL determinano il Q-Clock cioè in quale fase di clock deve avvenire il confronto tra PTMRL+H e PDCxL+H.

PTMR e PTPER permettono di impostare al massimo un valore a 12 bit mentre PDCx a 14 bit cioè 12 bit di confronto del duty + 2 bit di impostazione su quando effettuare il confronto (vedi datasheet cap 18.6).

PDCx si presenta quindi in questo modo:

PDCxH								PDCxL
XX	XX	11	10	09	08	07	06	05	04	03	02	01	00	Q-1	Q-0

Dalla teoria alla pratica

Per far lampeggiare il led dobbiamo variare il duty cycle dallo 0% al 100% e dal 100% allo 0%.

Per fare questo possiamo utilizzare un timer oppure sfruttare un particolare interrupt generato dal modulo PWM ad ogni reset del timer PTMR: questa seconda possibilità è quella che ho scelto in questo caso.

Per semplificare le cose ho scelto di utilizzare solo i registri L e quindi limitare la risoluzione PWM a 8 bit.

Per avere un lampeggio lento ho ridotto il clock impostando il prescaler a 1:16 avendo quindi una frequenza di incremento pari a  FOSC/64.

La frequenza PWM sarà pari a: 2.000.000 / (256 * 16) = 488 Hz circa.

La durata del lampeggio è invece: (256*2) / 488 = 512 / 488 =  1,049 secondi circa.     

Il progetto MPLAB-X relativo a questo articolo è scaricabile qui.

Lo schema elettrico è il seguente:

Il risultato è questo:

Stay tuned!
ap

Vai al successivo POST della serie

NB: l'autore non risponde di eventuali danni causati da omissioni, inesattezze o errori eventualmente presenti nell'articolo pubblicato.
Prego, segnalare suggerimenti e migliorie commentando questo post o inviando una email a padnest@gmail.com.

Studio PIC 18F (18F4431) #3 :: "Blinka baby, blinka!"

Vai al precedente POST della serie

La cosa più semplice che possiamo fare con un PIC è sicuramente quella di accendere un LED collegato ad un pin di una porta digitale.
Questo nel mondo dei microcontrollori corrisponde al classico HelloWorld dell'universo della programmazione.
Riservandoci più avanti di scrivere anche noi un vero e proprio "Hello World !!!" su un display LCD per il momento ci accontentiamo di pilotare un LED per parlare di una tra le più importanti risorse dei PIC: i TIMER.

Un PIC può disporre di uno o più TIMER e per questo vengono numerati. Ogni TIMER ha le sue peculiarità, illustrate nel datasheet, ma tutti svolgono lo stesso compito: incrementare un contatore di uno con una determinata frequenza.
Quando il contatore raggiunge il suo OVERFLOW, ciòè ricomincia da 0 in quanto ha superato il valore massimo rappresentabile, viene generato un particolare interrupt (l'esecuzione del programma salta al vettore di interrupt).

Noi possiamo quindi scegliere il TIMER che più ci aggrada e configurarlo in modo da stabilire:

• la frequenza di incremento
• il numero di incrementi prima di raggiungere l'OVERFLOW
• se controllare ciclicamente l'avvenuto OVERFLOW oppure abiilitare l'interrupt per far eseguire in automatico un particolare blocco di codice

Ora proviamo a far lampeggiare (to blink che diventa blinkare !) il nostro LED con una frequenza di un secondo utilizzando un TIMER per ottenere un intervallo di lampeggio molto preciso.

Datasheet alla mano vediamo che il TIMER0 del 4431 fa proprio al caso nostro in quanto:

• può lavorare con un contatore a 16 bit permettendoci di impostare fino a 65536 incrementi
• dispone di uno specifico interrupt
• dispone di un prescaler programmabile fino a 1:256

Per chi non sapesse nulla sui prescaler (e postscaler) basti pensare a dei semplici divisori di frequenza: una sorta di riduttori del numero di impulsi generati dal clock principale del PIC.

Senza il prescaler abilitato il TIMER è infatti connesso direttamente al clock interno FOSC/4 quello cioè che produce un numero di impulsi pari alla frequenza dell'oscillatore divisa per 4.

Se ad esempio utilizziamo un quarzo da 8 MHZ avremo il TIMER0 che si incrementerà con una frequenza pari a FOSC HZ/4 = 8.000.000/4  = 2.000.000  = 2 MHZ.

Ogni incremento avverrà quindi con un intervallo di tempo in secondi di 1/HZ = 1/2.000.000 = 0,0000005 secondi = 0,5 uSec.

Troppo veloce per il nostro scopo: anche impostando il numero massimo di incrementi pari a 65536 il TIMER scatenerà l'interrupt ogni: 65536 * 0,5 uSec = 32768 uSec = 32,768 mSec = 0,032768 secondi.

A noi serve un interrupt ogni secondo cioè ogni 1000 mSec (1.000.000 di uSec).

In nostro aiuto arriva quindi il prescaler del TIMER0 che ridurrà ulteriormente la frequenza di clock e quindi ci permetterà di impostare un numero di incrementi nel range dei 16 bit disponibili:

OSC 8 MHZ
Prescaler	FOSC/4 al TIMER	Intervallo incremento TIMER
1:1 (disabilitato)	2.000.000 HZ	0,5 uSec
1:2	1.000.000 HZ	1 uSec
1:4	500.000 HZ	2 uSec
1:8	250.000 HZ	4 uSec
1:16	125.000 HZ	8 uSec
1:32	62.500 HZ	16 uSec
1:64	31.250 HZ	32 uSec
1:128	15.625 HZ	64 uSec
1:256	7.812,5 HZ	128 uSec

Per ottenere un secondo di intervallo possiamo utilizzare una tra le seguenti combinazioni di valori tra prescaler e numero di incrementi:

Prescaler	Intervallo incremento TIMER	Incrementi	Intervallo totale	Errore
1:32	16 uSec	62500	1 Sec	0
1:64	32 uSec	31250	1 Sec	0
1:128	64 uSec	15625	1 Sec	0
1:256	128 uSec	7812	0,999936 Sec	-64 uSec
1:256	128 uSec	7813	1,000064 Sec	+64 uSec

La scelta è ampia considerando che l'errore che otteniamo è nullo per ben 3 opzioni.

Possiamo quindi scegliere la 1:128 con 15625 incrementi: procediamo dunque!

Se non lo abbiamo ancora fatto è il momento di installare il tool di sviluppo (IDE) MPLAB-X scaricabile liberamente dal sito della microchip.

Aggiungiamo allo schema di base: un LED, una resistenza da 330 e cambiamo il quarzo con uno da 8 MHZ:

NB: il 4431 può fornire al massimo 25 mA di corrente da un singolo pin e 300 mA di corrente totale prelevabile da tutte le porte. Superare i valori raccomandati nel datasheet significa mettere fuori uso il PIC.
Non è bene connettere carichi che non siano altri dispositivi digitali alle porte del PIC: qui facciamo uno strappo alla regola connettendo direttamente un LED al pin RD1 della PORTD e limitando la corrente a 10mA circa con la R2.

Avviamo MPLAB-X, creiamo un nuovo progetto standalone seguendo il wizard e copiamo in un nuovo file sorgente asm il seguente codice:

; Copyright 2013 padnest@gmail.com

; Licensed under the Apache License, Version 2.0 (the "License");
; you may not use this file except in compliance with the License.
; You may obtain a copy of the License at
;
;   http://www.apache.org/licenses/LICENSE-2.0
;
; Unless required by applicable law or agreed to in writing, software
; distributed under the License is distributed on an "AS IS" BASIS,
; WITHOUT WARRANTIES OR CONDITIONS OF ANY KIND, either express or implied.
; See the License for the specific language governing permissions and
; limitations under the License.

 LIST p=18F4431
 #include <p18f4431.inc>

; configs
 CONFIG OSC = HS
 CONFIG IESO = OFF
 CONFIG FCMEN = OFF
 CONFIG PWRTEN = ON
 CONFIG WDTEN = OFF
 CONFIG BOREN = OFF
 CONFIG MCLRE = ON
 CONFIG LVP = OFF
 CONFIG DEBUG = OFF
 CONFIG STVREN = ON

 #define LED LATD, RD1

; reset vector
 ORG 0x0000
 goto main

; interrupt vector in compatibility mode
 ORG 0x0008

interrupt:
 btg  LED
 bcf  INTCON, TMR0IF
 movlw 0xC2    ; set 15625 increments in TIMER0: 65536-15625 = 49911 (C2F7)
 movwf TMR0H
 movlw 0xF7
 movwf TMR0L
 retfie FAST

main:
 ; init PORTD
 clrf PORTD
 clrf TRISD

 ; init interrupts
 bcf  RCON, IPEN   ; disable high priority interrupts mode
 movlw b'10100000'   ; GIE + TMR0 enabled
 movwf INTCON

 ; init TIMER0
 movlw 0xFF    ; set 1 increment in TIMER0
 movwf TMR0H
 movwf TMR0L
 movlw b'10000110'   ; starting TIMER0 + 16bit mode + prescaler enabled (0) at 1:128 (110)
 movwf T0CON
 
loop8:       ; infinite loop
 goto loop8

 END

Compiliamo ed eseguiamo il programma nel PIC (clccando sull'apposita icona in MPLAB-X) e vedremo lampeggiare il led con l'intervallo voluto: 1 secondo acceso e un secondo spento.

Variante: volendo adesso raddoppiare la velocità di lampeggio in modo che il led resti acceso per 0,5 secondi e spento per altri 0,5 secondi come ci conviene intervenire sul programma?

Provate a modificare il valore del prescaler da 1:128 a 1:64, cambiando quindi la linea:
movlw b'10000110'   ; starting TIMER0 + 16bit mode + prescaler enabled (0) at 1:128 (110)
in
movlw b'10000101'   ; starting TIMER0 + 16bit mode + prescaler enabled (0) at 1:64 (101)

Stay tuned!
ap

Vai al successivo POST della serie

NB: l'autore non risponde di eventuali danni causati da omissioni, inesattezze o errori eventualmente presenti nell'articolo pubblicato.
Prego, segnalare suggerimenti e migliorie commentando questo post o inviando una email a padnest@gmail.com.

Studio PIC 18F (18F4431) #2 :: "Signor Sulu: velocità curvatura!"

Vai al precedente POST della serie

I PIC 18F dispongono di un comodo oscillatore interno, limitato però in termini di frequenza massima ottenibile e di precisione.
Nel caso specifico del 4431 la frequenza massima dell'oscillatore interno è di 8 MHZ.

Se vogliamo superare questo limite dobbiamo utilizzare un risonatore o, meglio, un quarzo esterno collegato tra i pin OSC1 e OSC2: purtroppo nel 4431 questi due pin sono condivisi con la PORTA e quindi si perde la possibilità di utilizzare rispettivamente RA7 e RA6.

Per raggiungere quindi la sospirata "velocità curvatura", che per il 4431 è 40 MHZ, andiamo ad aggiungere, al nostro circuito di sviluppo, tutto il necessario: un quarzo da 10 MHZ e due condensatori ceramici.

A questo punto il comandante Kirk avrebbe detto seccato: "Avevo dato un ordine signor Sulu! Velocità curvatura".

Da datasheet non risulta possibile utilizzare direttamente un quarzo da 40 MHZ ma il 4431 dispone di una risorsa speciale: un moltiplicatore PLL di frequenza (fisso a 4x) attivabile solo sull'oscillatore esterno avente una frequenza massima di 10MHZ.

Riguardo ai due condensatori il datasheet riporta la capacità "tipica" avvertendo che ci sono tanti fattori che determinano la loro capacità: frequenza del quarzo, temperatura di esercizio, tensione di alimentazione, ecc.

Sulu non ha tempo per fare complicati calcoli visto che il comandante è già abbastanza alterato e la nave Klingon è sempre più pericolosamente vicina: fruga nel cassetto e applica due condensatori da 22pF.

Il signor Spock annuisce a Sulu pur avendo già determinato a mente, tenendo presenti tutte le variabili in gioco, l'esatto valore.
Il vulcaniano sa infatti benissimo che questa capacità non è un fattore critico, la nave nemica si..

Ecco quindi lo schema di collegamento configurato per l'oscillatore esterno al quarzo:

E qui la BB pronta per i nostri test:

Più avanti proveremo anche noi la "velocità curvatura": lunga vita e prosperità!

Stay tuned!
ap

Vai al successivo POST della serie

NB: l'autore non risponde di eventuali danni causati da omissioni, inesattezze o errori eventualmente presenti nell'articolo pubblicato.
Prego, segnalare suggerimenti e migliorie commentando questo post o inviando una email a padnest@gmail.com.

Studio PIC 18F (18F4431) #1 :: connessioni minime per lo sviluppo

Inzia qui una serie di articoli sulla programmazione dei PIC 18F ed in particolare del modello 4431.
Ovviamente sarà facile adattare quanto trattato a qualsiasi altro PIC 18F.

Per prima cosa vediamo quali sono le connessioni minime da applicare sulla nostra BB di sviluppo per poter lavorare senza problemi.
Per programmare i PIC 18F utilizzo il PICKIT2 quindi le connessioni si riferiscono a tale tool.

Il PIC in questione nasconde subito un prima insidia che potrebbe farvi perdere un sacco di tempo in inutili tentativi di programmarlo: bisogna infatti seguire il datasheet alla lettera e collegare i pin AVdd e AVss anche se non è nostra intenzione utilizzare la conversione A/D.

Detto questo seguite pure questo schema:

In basso il pinout del connettore del PICkit 2 al quale connettere il tutto.

Ricordatevi che:

VDD	positivo di alimentazione (esempio +5v)
VSS	negativo di alimentazione (GND)

E qui la BB pronta per lo sviluppo:

Stay tuned!
ap

Vai al successivo POST della serie

NB: l'autore non risponde di eventuali danni causati da omissioni, inesattezze o errori eventualmente presenti nell'articolo pubblicato.
Prego, segnalare suggerimenti e migliorie commentando questo post o inviando una email a padnest@gmail.com.