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

Strony: 1 2 3

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

int main(void)
{
  HAL_Init();
  SystemClock_Config();
  Serial_Config();

  WF_Init();

  while(1)
  {
    WF_Task();
  }
}

int main(void)

{

HAL_Init();

SystemClock_Config();

Serial_Config();

WF_Init();

while(1)

{

WF_Task();

}

Druga z funkcji w pliku main.c – HAL_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

void WF_ProcessEvent(uint8_t eventType, uint32_t eventData)
{
  DumpEventInfo(eventType, eventData);

  if(eventType == WF_EVENT_INITIALIZATION && eventData == WF_INIT_SUCCESSFUL) {
      WF_Scan();
  } else if (eventType == WF_EVENT_SCAN_RESULTS_READY) {
      for(int i=0; i<eventData; i++) {
        t_scanResult res;
        WF_ScanResultGet(i,  &res);
        res.ssid[res.ssidLen] = '\0';
        printf("%d. [%s] RSSI:%d\r\n",i , res.ssid, res.rssi);
      }
  }
}

void WF_ProcessEvent(uint8_t eventType, uint32_t eventData)

{

DumpEventInfo(eventType, eventData);

if(eventType == WF_EVENT_INITIALIZATION && eventData == WF_INIT_SUCCESSFUL) {

WF_Scan();

} else if (eventType == WF_EVENT_SCAN_RESULTS_READY) {

for(int i=0; i<eventData; i++) {

t_scanResult res;

WF_ScanResultGet(i, &res);

res.ssid[res.ssidLen] = '\0';

printf("%d. [%s] RSSI:%d\r\n",i , res.ssid, res.rssi);

}

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

Strony: 1 2 3

Mikrokontroler.pl - portal dla elektroników