Digilent Pmod i STM32 (cz. 10) – PmodGYRO, PmodTMP3 i PmodWiFi

PmodWiFi

Ostatnim z przedstawianych modułów jest PmodWiFi, z wbudowanym modemem radiowym Wi-Fi MRF24WG0MA od firmy Microchip. Modem jest zgodny ze standardami IEEE 802.11b/g/n i umożliwia transmisję danych na odległość do 400 m, przy prędkości transmisji danych wynoszącej 1 lub 2 Mbps. Moduł PmodWiFi ma antenę PCB, dzięki czemu do jego użycia nie potrzebne są żadne dodatkowe komponenty. Do komunikacji z modemem służy interfejs SPI oraz generowane przez niego przerwania.

Fotografia 8. Moduł PmodWiFi

Połączenie z zestawem KAmeleon

PmodWiFi ma 12-pinowe złącze SPI z dodatkowymi sygnałami WP (Write-protected) i HIBERATE. Sygnały te są podłączone przez rezystory do masy, dzięki czemu nie muszą być obsługiwane przez mikrokontroler. W przykładzie nie są one używane ze względu na brak podłączonych do nich pinów mikrokontrolera na złączu Pmod-SPI. Podłączenie modułu PmodWiFi do mikrokontrolera za pośrednictwem złącza Pmod-SPI, użytego w przykładzie zaprezentowano w tabeli 3 i na fotografii 9.

Tabela 3. Sygnały PmodWiFi oraz odpowiadające im piny mikrokontrolera; w tabeli pominięto sygnały niepodłączone do mikrokontrolera (WP i HYBERNATE) oraz linie zasilania występujące na złączu Pmod

Sygnał Numer pinu PmodWiFi (J1) Pin STM32L496ZG (KAmeleon Pmod-SPI)
CS 1 PB0
SDI 2 PA7
SDO 3 PE14
SCK 4 PA1
INT 7 PE12
RESET 8 PE13

Fotografia 9. Moduł PmodWiFi podłączony do zestawu KAmeleon

Sterownik modułu MRF24WG0MA

Do obsługi układu MRF24WG0MA firma Microchip udostępniła programowy stos TCP/IP przeznaczony dla mikrokontrolerów z rodziny PIC i dostępny na stronie www.microchip.com/wireless. Jednak z uwagi na to, że przykład został przygotowany dla mikrokontrolera z rodziny STM32, zastosowano stos CycloneTCP przygotowany przez firmę ORYX embedded i dostępny do pobrania ze strony www.oryx-embedded.com. Stos ten jest dostępny za darmo na licencji GPLv2 lub na jednej z licencji komercyjnych, a jego zaletą jest duża liczba wspieranych mikrokontrolerów oraz modemów. W przykładzie pokazano skanowanie widocznych sieci Wi-Fi, dlatego w katalogu Drivers znajduje się tylko sterownik modułu MRF24WG0MA (CycloneTCP_SSL_Crypto_Open_1_8_0/third_party/microchip/devices/mrf24wg/). Pozostałe źródła wchodzące w skład stosu są nieużywane, dlatego usunięto je z plików projektu.

Sterownik mrf24wg wymaga zdefiniowania kilku dodatkowych funkcji i definicji odpowiedzialnych za obsługę GPIO, SPI, przerwań oraz zliczania czasu. Zostały one umieszczone w plikach znajdujących się w katalogach inc i src w katalogu głównym projektu:

  • wf_customize.h – konfiguracja sterownika, kolejności bajtów i komunikatów diagnostycznych,
  • wf_eint_stub.c – konfiguracja i obsługa przerwań od pinu INT,
  • wf_gpio_stub.c – obsługa pinu RESET,
  • wf_spi_stub.c – konfiguracja i obsługa interfejsu SPI,
  • wf_timer_stub.c – informacja o czasie systemowym.

Opisy funkcji

Opisy funkcji zaimplementowanych w powyższych plikach znajdują się w tabeli 4.

Tabela 4. Funkcje wymagane przez sterownik modemu mrf24wg

Funkcja Opis
WF_EintInit Inicjalizacja przerwania od pinu INT aktywnego na zboczu opadającym.
WF_EintEnable Włączenie przerwania od pinu INT.
WF_EintDisable Wyłączenie przerwania od pinu INT.
WF_isEintDisabled Sprawdzenie stanu przerwania od pinu INT (włączone lub nie).
ext1IrqHandler Obsługa przerwania od pinu INT wyłączająca przerwania i wywołująca wewnętrzną funkcję sterownika odpowiedzialną za dalsze przetwarzanie przerwania.
WF_GpioInit Inicjalizacja pinu RESET.
WF_GpioSetReset Ustawienie żądanego stanu na pinie RESET.
WF_GpioSetHibernate Ustawienie żądanego stanu na pinie HIBERNATE. Funkcja jest wymagana przez sterownik, jednak w przykładzie jest pusta ze względu na niepodłączony sygnał HIBERNATE.
WF_SpiInit Inicjalizacja interfejsu SPI w trybie 0 (CPOL = 0, CPHA = 0) z programową obsługa pinu CS; inicjalizacja sygnałów SDI, SDO i SCK.
WF_SpiEnableChipSelect Ustawienie pinu CS w stanie niskim (aktywnym).
WF_SpiDisableChipSelect Ustawienie pinu CS w stanie wysokim (nieaktywnym).
WF_SpiTxRx Wysyłanie i odbiór danych przez interfejs SPI.
WF_TimerInit Inicjalizacja licznika dostarczającego liczbę milisekund od uruchomienia systemu. Funkcja jest pusta, ponieważ przykład używa licznika obsługiwanego przez bibliotekę STM32Cube.
WF_TimerRead Odczyt liczby milisekund od startu systemu. Funkcja wykorzystuje bibliotekę STM32Cube (HAL_GetTick).

Kod przykładu

Mając zaimplementowane wszystkie funkcje wymagane przez sterownik układu MRF24WG0MA można przejść do kodu głównego przykładowej aplikacji. Inicjalizacja wszystkich modułów znajduje się w funkcji main, przedstawionej na listingu 6. Za konfigurację sterownika odpowiada funkcja biblioteczna WF_Init, która z kolei wywołuje niezbędne funkcje opisane wyżej. Dodatkowo, pętla główna programu wywołuje funkcję WF_Task napędzająca maszynę stanów sterownika odpowiedzialną za sterowanie modemem oraz przetwarzanie danych.

Kod programu z plikami projektowymi środowiska Atollic można pobrać w sekcji “Do pobrania”

Listing 6. Funkcja main przykładowej aplikacji dla modułu PmodWiFi

Druga z funkcji w pliku main.cHAL_GPIO_EXTI_Callback, wywołuje jedynie wspomnianą wcześniej funkcję ext1IrqHandler odpowiedzialną za obsługę przerwania od pinu INT.

Ostatnie dwie funkcje – WF_ProcessEvent oraz WF_RxPacketReady są wymagane przez sterownik. Pierwsza z nich, przedstawiona na listingu 7, obsługuje zgłaszane przez niego zdarzenia. W przykładzie są to: WF_EVENT_INITIALIZATION wysyłane po zakończeniu inicjalizacji i WF_EVENT_SCAN_RESULTS_READY wysyłane, gdy zakończy się skanowanie widocznych sieci Wi-Fi. Obsługa wszystkich zdarzeń zależy od aplikacji – w opisywanym programie wyniki skanowania są jedynie wypisywane na port szeregowy. Na listingu znajduje się także wywołanie DumpEventInfo, które wypisuje informacje diagnostyczne dotyczące otrzymanych zdarzeń. Druga z funkcji – WF_RxPacketReady nie jest używana w przykładzie, jednak jest wymagana przez sterownik, dlatego została pozostawiona pusta.

Listing 7. Obsługa zdarzeń dostarczanych przez sterownik mrf24wg

Wypisywanie danych na port szeregowy

Do przykładu został dołączony plik tiny_printf.c zawierający proste implementacje funkcji printf, fprintf i sprintf. Są one używane przez stos CycloneTCP do wypisywania informacji diagnostycznych. Do poprawnego działania tych funkcji konieczne jest zaimplementowanie funkcji _write odpowiedzialnej za wypisywanie znaków na port szeregowy. W przykładzie użyto do tego celu funkcji Serial_Write, zaimplementowanej w pliku serial.c i obsługującej port LPUART1.

Moduły PmodGYRO, PmodTMP3 i PmodWiFi, a także zestaw KAmeleon oraz wiele innych płytek ewaluacyjnych i modułów rozszerzających można znaleźć w ofercie Kamami.pl

Do pobrania

O autorze