ข้อความเป็นคำพูด คลิกที่ UChip ที่ขับเคลื่อนด้วย ARMbasic และ SBC ที่ขับเคลื่อนด้วย ARMbasic อื่นๆ: 3 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

บทนำ: วันดี. ฉันชื่อท็อด ฉันเป็นมืออาชีพด้านการบินและอวกาศและการป้องกันที่มีหัวใจเกินบรรยาย

แรงบันดาลใจ: มาจากยุคของ dial-up BBS, ไมโครคอนโทรลเลอร์ 8 บิต, คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคล Kaypro/Commodore/Tandy/TI-994A เมื่อร้าน Radio Shack มีมากมาย (วันที่ดี) หนึ่งในงานอดิเรกแรกของฉันคือโครงการฝังตัว การทำงานกับ MEK6800D2 Motorola Microprocessor Training Kit ซึ่งฉันซื้อในขณะที่ทำงานเป็น co-op ที่ห้องปฏิบัติการ MSU EE (หลังจากเสร็จสิ้นการฝึกอบรม High School Electronics VoTech ใน Southern Lower MI) โปรเจ็กต์นั้นเกี่ยวข้องกับการสร้างต้นแบบ Radio Shack SP0256 NARRATOR™ SPEECH PROCESSOR บน MEK6800D2 เดินสายและตั้งโปรแกรม 6800 ให้ส่งเสียงพูดปลอม (ผู้ที่ทำงานกับ HW ที่ใช้ SP0256 จะรู้ว่าฉันกำลังพูดถึงอะไร). มันทำงานได้อย่างยอดเยี่ยมและฉันก็ก้าวไปสู่เส้นทางแห่งการตัดฟันของฉันในไมโครคอนโทรลเลอร์และแอสเซมบลีแบบฝัง หลังจบมัธยมปลาย ชีวิตต้องขวางทาง ไม่ว่าจะเป็นการทหาร สงคราม คู่สมรส ลูก การเข้าสู่ภาคประชาสังคม การเริ่มต้นอาชีพ ฯลฯ ทั้งหมดนี้รวมกันเป็นงานอดิเรกของฉันในการแสวงหาชีวิตในวัฒนธรรมตะวันตก (ที่นี่ในสหรัฐอเมริกา)

ข้ามไปข้างหน้า 20 ปี มาถึงช่วงเวลาที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ที่เด็ก ๆ เติบโตถึงจุดที่เจ้าสาวและฉันเป็นคนฟุ้งซ่าน ค่าจำนอง/ยานพาหนะ/วิทยาลัยค่อยๆ ถูกจ่ายลง รายได้ดีขึ้นเมื่อมีความก้าวหน้า และฉันมีเวลาว่างเพียงพอ ถึงเวลาที่ฉันสามารถเริ่มโฟกัสไปที่ความเห็นแก่ตัวได้แล้ว ฉันกลับมาเลือกงานอดิเรกเกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อย่างไรก็ตาม ด้วยเชื้อสายและประวัติศาสตร์ของฉัน ฉันค้นหาและพบสภาพแวดล้อมการพัฒนาที่ฉันผูกพันอย่างรวดเร็วด้วย - ARMbasic - BASIC เป็นความรักครั้งแรกของฉัน และสิ่งนี้ก็เหมาะกับการที่ไม่เพียงแต่จะปรับตัวเองให้เคยชินกับการเขียนโปรแกรมเท่านั้น แต่ยังทำงานกับฮาร์ดแวร์ที่ล้ำหน้ากว่าอีกด้วย มีพลังมากกว่าที่ฉันเริ่มเมื่อหลายสิบปีก่อน และด้วยเหตุนี้การเดินทางจึงเริ่มต้นขึ้น

นี่คือประมาณปี 2549-2552 จากนั้น ด้วยเหตุผลที่อยู่นอกเหนือการควบคุมของเรา ชีวิตก็เปลี่ยนไป (อย่างที่เคยเป็นมาในช่วงหลายปีที่ผ่านมา) งานอดิเรกหยุดนิ่ง - มุ่งเน้นไปที่อาชีพใหม่ ฟื้นตัวจากการต่อสู้ทางการเงิน (ตกเป็นภาระหนักในโดเมนอสังหาริมทรัพย์และเรารับมันไว้ในกางเกงขาสั้นและเด็ก ๆ เพิ่งจะถึงจุดที่เงินทุนของวิทยาลัยมีความจำเป็น) โดยพื้นฐานแล้ว ปัญหาชีวิตและโลกที่หนึ่ง (เราได้รับพรจริงๆ เมื่อพิจารณาถึงความท้าทายและงานหนักที่ผู้คนในส่วนอื่น ๆ ของโลกต้องดิ้นรนด้วยทุกวัน) ได้แสดงออกและ … งานอดิเรกก็หยุดลง ฉันหยิบมันขึ้นมาใหม่ในช่วงปี 2554-2555 จากนั้นก็พบกับการเปลี่ยนแปลงอาชีพอีกครั้ง - งานอดิเรกหยุดนิ่งอีกครั้ง

กรอไปข้างหน้าอย่างรวดเร็วอีกทศวรรษและ … ฉันกลับมาแล้วและท่านลอร์ดเต็มใจหวังว่าในช่วงเวลานี้ (จนกว่าฉันจะงีบหลับสกปรกที่เป็นที่เลื่องลือ ดังนั้นที่นี่เราอยู่ ว้าว - Arduino (คำแปลก ๆ นั้นคืออะไร) ได้บุกตลาด ผู้ผลิต?? นี่มันอะไรกันเนี่ย! …:) เพื่อนของฉันที่ Coridium Corp (เจ้าของบอร์ด dev microcontroller ARMbasic และ ARM) ยังคงแน่วแน่และเป็นจริง ตอนนี้ แทนที่จะเป็นชุดคอนโทรลเลอร์ LPC2xxx มีเอนทิตีใหม่ (สำหรับฉัน) ของ ARM และ Cortex M0/M3/M4 และ Arduino และ … ว้าว! วัฒนธรรมได้เปลี่ยนแปลงไปเล็กน้อยและในหลาย ๆ ทางที่ดี Peeps กำลังทำงานร่วมกันจากระยะไกลและทั่วโลก ฮาร์ดแวร์เริ่มเร็วขึ้นและทรงพลังอย่างน่าอัศจรรย์ และ ARMbasic ที่เติบโตเต็มที่และแข็งแกร่งอย่างมั่นคงด้วยการจ้างงานในตระกูลซิลิกอนต่างๆ มากมาย เป็นสิ่งที่สวยงามสำหรับฉันและคนอื่นๆ อีกหลายคน

ในการแต่งเรื่องสั้นให้ยาวมาก ฉันเพิ่งบังเอิญเจอการคลิก TTS ของ MikroElectronika และรู้สึกว่าความคิดถึงหลั่งไหลเข้ามาหาฉัน มีคนสั่งสินค้าในเวลาไม่กี่นาที และกังวลในวันรุ่งขึ้นจนกระทั่งเครื่องมาถึงมือ เรื่องราวจึงเริ่มต้นขึ้น…

เสบียง

• 1 ea MikroElectronika Text To Speech Click มี Epson S1V30120 - TTS ASIC ของโมดูล
• 1 ea ARMbasic Target เติมเต็มบทบาทของ TTS Host
• 1 ea Uno Breakout Shield (หรือบอร์ดขนมปังต้นแบบหรือ…)
• ลำโพง 1 ตัวหรือชุดลำโพงแนะนำลำโพงเดสก์ท็อปพีซีที่มีปลั๊ก TRS ขนาด 1/8"
• 1 ล็อต Prototyping wares wire, solder, flux, wick, soldering iron, headers, IC sockets และอื่นๆ
• 1 ล็อต Embedded Dev Tools DMM, Logic Probe, Logic Analyzer, ขอบเขต ฯลฯ - สำหรับ TTS Host MCU ใหม่

ขั้นตอนที่ 1: การเชื่อมต่อระหว่างฮาร์ดแวร์

หากต้องการทำซ้ำโดยใช้เป้าหมาย ARMbasic ในรูปแบบ Uno หรือกับ Itaca uChip เราน่าจะให้บริการได้ดีที่สุดโดยใช้เกราะป้องกันต้นแบบดังที่ฉันได้ทำในภาพด้านบน (ลิงก์ amazon ธรรมดา)

บางคนจะเห็นลวดพันลวดที่บิดเข้าด้วยกันและสงสัยว่าทำไม - การปฏิเสธสัญญาณรบกวนในโหมดทั่วไปจึงเป็นคำตอบง่ายๆ ใช่ เราไม่ได้จัดการกับสัญญาณที่สมดุล แต่ฉันคิดว่ามันไม่เจ็บ(?) ดังนั้นฉันจึงทำอย่างนั้นตอนที่ฉันกำลังสร้างบอร์ด

เป็นการออกแบบที่ค่อนข้างอ่อนโยน ภาพพิมพ์ถูกแนบมาในรูปแบบกราฟิก (AutoCAD 2D เป็นสิ่งที่ฉันคุ้นเคยมากที่สุด - เคยทำงานกับมันมาหลายสิบปีในงานประจำวันของฉัน - ฉันยังคงตัดฟัน KiCAD ของฉันและนี่เป็นความพยายามที่ง่ายเกินไป ปรับเส้นโค้งการเรียนรู้เป็นโครงการแรกใน KiCAD) อย่างไรก็ตาม ฉันเลือกที่จะติดตั้งซ็อกเก็ต uChip กับชีลด์โดยตรงเพื่อเปิดใช้งานกรณีใช้งานแบบสแตนด์อโลนเมื่อใช้ uChip เป็นโฮสต์ ฉันเพิ่ม JST สำหรับการเปิดเครื่องด้วยแบตเตอรี่ หากฉันต้องการทำเช่นนั้น และเนื่องจากฉันมีสิ่งพิเศษบางอย่าง ฉันจึงสร้าง Adafruit SWD Breakout เพื่อให้ฉันใช้ Segger J-Link EDU Debug Probe ได้ หากมีความจำเป็น ไม่ได้ แต่ฉันยังคงใช้ SWD ที่ฉันใช้อยู่เพื่อใช้กับโครงการในอนาคต

ในบริบทนี้ Castellated หมายถึงการตัดขอบของ PCB เพื่อให้รูที่ผ่านการชุบผ่านรูลดลงเหลือครึ่งสูบทำให้สามารถบัดกรีบน PCB ที่ถือได้ - ในกรณีนี้คือบอร์ดฝ่าวงล้อม ฉันเลือกที่จะทำเช่นนี้เนื่องจากส่วน fanout แบบแพ็คแบนของโล่ไม่สอดคล้องกับระยะห่างระหว่างแถวระหว่างแถวส่วนหัวสองแถวบน SWD BOB แตกไฟล์แบนและยื่น 5 นาทีและแก้ไขปัญหา

ขั้นตอนที่ 2: การเขียนโปรแกรมและการทดสอบ

เมื่อสร้างฮาร์ดแวร์แล้ว จะต้องมีเสียงสัญญาณดังขึ้นเพื่อตรวจสอบว่าการเดินสายนั้นดีหรือไม่ จากนั้นฉันจะทำการตรวจสอบ Power and Grounds เสมอ สิ่งนี้ไม่เพียงแต่ช่วยให้มั่นใจว่ากำลังไฟฟ้าและกราวด์อยู่ในตำแหน่งที่ควรจะเป็น แต่การยุติอื่นๆ ที่ไม่ควรมีกำลัง/กราวด์อยู่ที่นั่นไม่มี มันไม่ใช่งานที่น่าเบื่อสำหรับโปรเจ็กต์เล็กๆ แบบนี้ แต่ด้วยระบบที่ใหญ่ขึ้น แม้ว่าจะเป็นขั้นตอนที่น่าเบื่อ แต่ก็จำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องแน่ใจว่าไม่มีการประกอบย่อยหรือระบบที่เชื่อมต่อหลุดไปจากความผิดพลาดที่งี่เง่าที่ สามารถและควรจะถูกจับได้ ฉันมักจะได้รับสินค้าขั้นต่ำที่ติดมาเพื่อให้มีการสร้างพลังงานบนกระดาน จากนั้นตรวจสอบพิน/การสิ้นสุดทุกจุดเพื่อหากำลังและกราวด์ก่อนที่จะเสียบส่วนประกอบย่อย ชิป ฯลฯ ตรวจสอบให้แน่ใจว่ากำลังอยู่ในระดับที่เหมาะสม (โดยพิจารณาจากอุปกรณ์/IO ที่ไม่รองรับ 5V, ข้อกำหนด 1v8 และ 3v3 เป็นต้น) และกราวด์นั้นเป็นจุดที่จำเป็นต้องอยู่และเฉพาะในที่ที่ต้องการเท่านั้น ฉันได้เห็นความล้มเหลวบนเครื่องบินหลายครั้งจากผู้ที่ล้มเหลวในการตรวจสอบการเชื่อมต่อล่วงหน้าอย่างเหมาะสม ในกรณีหนึ่ง ต้องใช้ LRU มากกว่า 1 แสนเหรียญ ซึ่งไม่ใช่เวลาสนุกที่จะรับผิดชอบโครงการและปล่อยให้ไปด้านข้างในทันทีเพราะมีคนทำให้กระบวนการลัดวงจร อีกสิ่งหนึ่งที่ฉันมีความผิดคือทำ 'การตรวจสอบพื้นที่ใกล้เคียง' ที่น่าเบื่อ - ตรวจสอบให้แน่ใจว่าผู้ติดต่อ/การยกเลิกจะไม่ถูกย่อไปยังผู้ติดต่อ/การยกเลิกที่อยู่ติดกัน สิ่งนี้กลายเป็นเรื่องสำคัญหากมีการจัดการกับชุดประกอบโคแอกเซียล สายรัดแบบหลายตัวนำ/หุ้มฉนวน ฯลฯ ตกลง ฉันออกจากกล่องสบู่แล้ว…

เมื่อมั่นใจในความปลอดภัยแล้ว ให้เชื่อมต่อสิ่งต่าง ๆ เพิ่มพลัง จากนั้นลงโปรแกรม TTS Host (ARMbasic Target MCU) เหมือนกับที่ทำกับเป้าหมาย MCU แบบฝังจำนวนมาก ฉันบันทึกวิดีโอที่แสดงการเขียนโปรแกรมและการใช้งาน TTS Click อย่างง่าย คุณสามารถดูได้ที่นี่

สามารถดาวน์โหลดซอร์สโค้ด ARMbasic ได้จากที่นี่ - โพสต์ในฟอรัมที่มีรายละเอียดเพิ่มเติม Coridium ได้โพสต์บล็อกเกี่ยวกับความพยายามเหล่านี้ ซึ่งคุณสามารถทำได้โดยคลิกที่นี่

ขั้นตอนที่ 3: การแก้ไขซอร์สสำหรับเป้าหมาย ARMbasic อื่นๆ และ Musings ต่างๆ

ฉันจะไม่เชื่อคุณด้วยขั้นตอนที่จำเป็นในการแก้ไขซอร์สโค้ดเพื่อทำงานกับเป้าหมาย ARMbasic อื่น ๆ นอกเหนือจากการระบุว่าฉันพึมพำเกี่ยวกับการทำเช่นนั้นในความคิดเห็นของซอร์สโค้ดมากมายในนั้น โปรดใช้เวลาในการถอดรหัสไฟล์ tts.bas และอ่านเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงที่จำเป็น หากคุณเลือกที่จะพอร์ตโค้ดไปยังคอนโทรลเลอร์อื่นที่ขับเคลื่อนด้วย ARMbasic

ที่แนบมานี้เป็นภาพบางภาพที่ฉันถ่ายในระหว่างวงจรการพัฒนาเพื่อให้ใช้งานได้

บทเรียนที่ได้รับ:

1. หากคุณมี Logic Analyzer ที่มีอินพุตที่ไม่ได้ใช้และมี IO เป้าหมายพิเศษที่ไม่ได้ใช้สำหรับงานในมือ อย่ากลัวที่จะใช้ IO เหล่านั้นเป็นเครื่องมือในการดีบัก - การโรย IO ที่จุดต่างๆ ในโค้ดอาจเป็นการกระดิก ความช่วยเหลืออย่างมากในการติดตามสิ่งที่ใช้ได้ผลและไม่ได้ผลตามที่คาดไว้ เพื่อระบุปัญหาเรื่องเวลาที่ไม่สุภาพ (เช่น การขัดจังหวะที่ส่งผลต่อการสื่อสารแบบอนุกรมแบบ bit-banged) และเพื่อให้เข้าใจถึงความพยายามของคุณโดยรวมได้ดีขึ้น
2. คอนโทรลเลอร์ ARM ทั้งหมดไม่เหมือนกัน สิ่งนี้ชัดเจน อย่างไรก็ตาม ฉันได้รับบิตจากการทำ dev เริ่มต้นบน LPC1765 Coridium SuperPRO เมื่อมองย้อนกลับไป สิ่งที่ทำให้ตัวเลือกนี้เป็นทางเลือกที่ไม่ดีคือการใช้งานแกน ARM นี้อนุญาตให้เข้าถึงหน่วยความจำแบบ non-aligned เมื่อย้ายรหัส C ไปยัง ARMbasic สิ่งต่าง ๆ ค่อนข้างราบรื่นจนกระทั่งฉันพยายามใช้กับเป้าหมาย SAMD21 - นรกทั้งหมดพังทลายและสิ่งต่าง ๆ ถูกรบกวนเกินความเชื่อเนื่องจากการเข้าถึงที่ไม่ตรงแนวเมื่อเติมบัฟเฟอร์ จัดการแฟล็ก ทำงานกับรุ่น ARMbasic ของโครงสร้าง/สหภาพแรงงานที่ฉันคิดขึ้น ฯลฯ มันเป็นบทเรียนที่เจ็บปวด ประเด็นสำคัญ: หากใครต้องการรหัสแบบพกพา ให้พัฒนาเป้าหมายของผู้สมัครที่เข้มงวดที่สุด เพียงเพื่อให้แน่ใจว่าจะไม่ต้องเผชิญกับดราม่าที่ท้ายโครงการ เมื่อคนๆ หนึ่งรู้สึกตื่นเต้นมากที่สุดที่จะใช้ผลของ ความพยายามของพวกเขา..:)
3. การโอนรหัส C ไปยัง ARMbasic นั้นเป็นไปไม่ได้ ความพยายามนี้เป็นวิวัฒนาการการฝึกย้ายพอร์ตขนาดมหึมา หากต้องใช้เวลาเปรียบเทียบแหล่งที่มา C ดั้งเดิมกับรหัส ARMbasic ที่ฉันสร้างขึ้น เราควรจะสามารถออกไอเดียบางอย่างเกี่ยวกับวิธีการนำสิ่งต่าง ๆ ที่อาจไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของการออกแบบหลักของ ARMbasic (เช่น โครงสร้าง) ไปใช้
4. จัดการกับสิ่งต่างๆ ในลักษณะนี้เป็นส่วนๆ ที่จัดการได้ โดยค่าเริ่มต้น ฉันเป็นคนหนึ่งที่ชอบเห็นความพอใจอยู่เป็นประจำ ความพยายามเช่นการย้ายพอร์ตและความพยายามในการพัฒนาเหล่านี้ไม่น่าจะเป็นสิ่งที่สามารถทำได้ในคืนเดียว ตั้งเป้าหมายที่เป็นจริงและพยายามทำแบบเดียวกัน พยายามไม่ให้ "ภาพรวม" ท่วมท้น
5. ตัววิเคราะห์ลอจิกมีความสำคัญในความพยายามนี้ ใช่ ฉันมีหน่วย DS-Logic+ ระดับกลางที่ต่ำกว่า แต่ฉันสามารถระบุได้อย่างชัดเจนว่าแบนด์วิดท์ LA แบนด์วิดธ์ 24 เมกะเฮิรตซ์ราคาถูก $12.50 จาก Amazonia นั้นเพียงพอแล้ว เมื่อรวมกับ PulseView ของ Sigrok (ฟรี) (ถอดรหัสโปรโตคอล) และตัวหนึ่งจะมีระบบที่แข็งแกร่งมากซึ่งควรทำงานในสถานการณ์ที่หลากหลาย เช่น สิ่งที่ฉันพยายามทำกับโครงการนี้ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้อุปกรณ์ที่มีคลิปทดสอบหรือสั่งซื้อคลิปทดสอบแยกกัน เนื่องจากมีประโยชน์อย่างมาก (วิธีที่ Trumpfeldian)
6. โพรบลอจิกอย่างง่ายก็เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์มากเช่นกัน ในภาพภาพรวมของพื้นที่ทำงาน คุณจะสังเกตเห็นโพรบลอจิก Archer (Radio Shack) แบบโบราณที่มุมล่างขวาของภาพ ฉันรู้สึกประหลาดใจจริงๆ ที่พบว่าของแบบนั้นมีประโยชน์ในชีวิตประจำวันเพียงใด แม้แต่ในห้องแล็บที่มีอุปกรณ์ครบครัน

ฉันอาจจะเชื่อมโยงกับสิ่งเหล่านี้ก่อนหน้านี้ แต่ฉันจำไม่ได้และขี้เกียจที่จะดู นี่คือบล็อกโพสต์ที่มีวิดีโอของโมดูล TTS ที่ใช้งานจริง (Itaca uChip โฮสต์ไว้ในขณะนั้น) และโพสต์ ARMbasic Forum ที่สามารถดาวน์โหลดซอร์สโค้ด ARMbasic ที่พอร์ตได้

ดูแลและสนุกกับการแฮ็คออกไป!

-MHz