Пример работы с I/O портами AVR на C++

ArtDen

Недавно столкнулся с C++ - библиотекой для работы с портами ввода/вывода на STM32. Очень удобная штука. Упрощает кучу вещей за счёт того позволяет определить вывод порта в одном месте программы. Был удивлён, что такой до сих пор нету для AVR-ок и по быстрому набросал вот такой код:
http://muil.googlecode.com/svn/trunk/mcu/avr8/pin.hpp
Использовать библиотеку очень просто. Вот пример моргания двумя светодиодами:

Код:

#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>

#include "pin.hpp" // подключаем библиотеку

typedef Pin<'B', 0> LED1Pin; // определяем ногу для первого светодиода. Порт B, 0-я нога
typedef Pin<'B', 1> LED2Pin; // определяем ногу для второго светодиода. Порт B, 1-я нога

int main()
{
   // Настраиваем ногу для первого светодиода
   LED1Pin::ConfOut(); // Нога работает на выход
   LED1Pin::Off();     // Нога выключена

   // Настраиваем ногу для второго светодиода
   LED2Pin::ConfOut(); // Нога работает на выход
   LED2Pin::On();      // Нога включена

   // Мигаем светодиодами
   for (;;)
   {
      LED1Pin::Cpl(); // Инвертируем состояние ноги первого светодиода
      LED2Pin::Cpl(); // Инвертируем состояние ноги второго светодиода
      _delay_ms(500); // Делаем задержку
   }
}

Библиотека работает под WinAVR. В других компиляторах не тестировал.
Может кому пригодится.

Реклама

blackx

Спасибо, надо будет попробовать. Правда не встречал тут пока никого, кто бы под АВР на плюсах писал...

Реклама

ArtDen

blackx писал(а):

Правда не встречал тут пока никого, кто бы под АВР на плюсах писал...

Ну так надо начинать. Не всё время же на ассемблере или на си возиться

Аlex

Цитата:

Использовать библиотеку очень просто

А для чего она нужна ? Какое в ней преимущество перед обычными макросами сброса/установки/инверсии бита ?
PS: Можно посмотреть дизасм строки LED1Pin::Cpl(); ?

Реклама

В продаже новые LED-драйверы XLC компании MEAN WELL с диммингом нового поколения

Компания MEAN WELL пополнила ассортимент своей широкой линейки светодиодных драйверов новым семейством XLC для внутреннего освещения. Главное отличие – поддержка широкого спектра проводных и беспроводных технологий диммирования. Новинки представлены в MEANWELL.market моделями с мощностями 25 Вт, 40 Вт и 60 Вт. В линейке есть модели, работающие как в режиме стабилизации тока (СС), так и в режиме стабилизации напряжения (CV) значением 12, 24 и 48 В.

Подробнее>>

ArtDen

Аlex писал(а):

А для чего она нужна ? Какое в ней преимущество перед обычными макросами сброса/установки/инверсии бита ?
PS: Можно посмотреть дизасм строки LED1Pin::Cpl(); ?

Конкретно где получился LED1Pin не знаю, вот целиком дизассемблер программы, пример которой я показал:

Код:

sbi   0x04, 0   ; 4                       
cbi   0x05, 0   ; 5                       
sbi   0x04, 1   ; 4                       
sbi   0x05, 1   ; 5                       
ldi   r22, 0x01   ; 1                   
ldi   r23, 0x02   ; 2                   
ldi   r20, 0xF4   ; 244                 
ldi   r21, 0x01   ; 1                   
in   r24, 0x05   ; 5                   
eor   r24, r22                          
out   0x05, r24   ; 5                   
in   r24, 0x05   ; 5                   
eor   r24, r23                          
out   0x05, r24   ; 5                   
ldi   r18, 0x88   ; 136                 
ldi   r19, 0x13   ; 19                  
movw   r24, r20                      
sbiw   r24, 0x01   ; 1               
brne   .-4         ; 0x68 <main+0x22>
subi   r18, 0x01   ; 1               
sbci   r19, 0x00   ; 0               
brne   .-12        ; 0x66 <main+0x20>
rjmp   .-30        ; 0x56 <main+0x10>

А нужна она вот для чего. Допустим, я делаю библиотеку (в виде класса) для работы с LCD-экраном нокии. Мне нужно чтобы она не была привязана к конкретным ногам МК. В этом случае я поступаю так:

Код:

template <typename RST_Pin, typename CE_Pin, typename DC_Pin, typename DIN_Pin, typename CLK_Pin>
class NOKIA5110LCD
{
public:
... // далее идут внутренности класса

А затем использую этот класс вот так:

Код:

   // Определяем пины, которые будут использоваться для работы с LCD-экраном:
   typedef Pin<'A', 0> RST_Pin;
   typedef Pin<'A', 1> CE_Pin;
   typedef Pin<'A', 2> DC_Pin;
   typedef Pin<'A', 3> DIN_Pin;
   typedef Pin<'A', 4> CLK_Pin;
   // Определяем LCD:
   typedef NOKIA5110LCD<RST_Pin, CE_Pin, DC_Pin, DIN_Pin, CLK_Pin> LCD;
   // Настраиваем пины:
   RST_Pin::ConfOut();
   CE_Pin::ConfOut();
   DC_Pin::ConfOut();
   DIN_Pin::ConfOut();
   CLK_Pin::ConfOut();
   // Работаем с LCD
   LCD::init();
   ...

Реклама

YS

Цитата:

А нужна она вот для чего. Допустим, я делаю библиотеку (в виде класса) для работы с LCD-экраном нокии. Мне нужно чтобы она не была привязана к конкретным ногам МК.

А дефайны - уже не модно?

Код:

#define PORT  PORTA
#define RST_PINMASK  0x01
#define E_PINMASK      0x04

...

PORT|=RST_PINMASK;
...
PORT&=~E_PINMASK;

Как по мне, не надо насильно пихать ООП туда, где оно не нужно.

Это приводит как минимум к лишнему мельтешению букв.

Код:

RST_Pin::ConfOut();
   CE_Pin::ConfOut();
   DC_Pin::ConfOut();
   DIN_Pin::ConfOut();
   CLK_Pin::ConfOut();

С дефайнами будет в одну строку.

Код:

И уложится компилятором в гораздо более компактный код. Скорее всего, в две инструкции - загрузку константы (RST_PIN | CE_PIN | DC_PIN | DIN_PIN | CLK_PIN) и ее вывод в DDRn.

UPD: Переписал программу из первого поста на pure C.

Исходно:

Код:

#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>

#include "pin.hpp" // подключаем библиотеку

typedef Pin<'B', 0> LED1Pin; // определяем ногу для первого светодиода. Порт B, 0-я нога
typedef Pin<'B', 1> LED2Pin; // определяем ногу для второго светодиода. Порт B, 1-я нога

int main()
{
   // Настраиваем ногу для первого светодиода
   LED1Pin::ConfOut(); // Нога работает на выход
   LED1Pin::Off();     // Нога выключена

   // Настраиваем ногу для второго светодиода
   LED2Pin::ConfOut(); // Нога работает на выход
   LED2Pin::On();      // Нога включена

   // Мигаем светодиодами
   for (;;)
   {
      LED1Pin::Cpl(); // Инвертируем состояние ноги первого светодиода
      LED2Pin::Cpl(); // Инвертируем состояние ноги второго светодиода
      _delay_ms(500); // Делаем задержку
   }
}

Дизасм строчек

Код:

      LED1Pin::Cpl(); // Инвертируем состояние ноги первого светодиода
      LED2Pin::Cpl(); // Инвертируем состояние ноги второго светодиода

Код:

in   r24, 0x05   ; 5                   
eor   r24, r22                          
out   0x05, r24   ; 5                   
in   r24, 0x05   ; 5                   
eor   r24, r23                          
out   0x05, r24   ; 5       

pure C:

Код:

#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>

#define LED_PORT   PORTB
#define LED_DDR      DDRB
#define LED1_PIN   (0x01)
#define LED2_PIN   (0x02)

void main(void)
{
  LED_DDR=LED1_PIN | LED2_PIN;
  LED_PORT=0;

  while (1)
  {
    LED_PORT^=(LED1_PIN | LED2_PIN);
    _delay_ms(500);
  }
}

Дизасм строчки

Код:

LED_PORT^=(LED1_PIN | LED2_PIN);

Код:

16:           LED_PORT^=(LED1_PIN | LED2_PIN);
+00000029:   B185        IN        R24,0x05       In from I/O location
+0000002A:   2784        EOR       R24,R20        Exclusive OR
+0000002B:   B985        OUT       0x05,R24       Out to I/O location

Три команды.

Реклама

Распродажа паяльного оборудования ATTEN!
Паяльные станции, паяльники и аксессуары по самой выгодной цене.

По промокоду radiokot скидка 10%

ArtDen

YS писал(а):

А дефайны - уже не модно?

Да я не заставляю на эту либу всех переходить. Кому нравиться - он и на ассемблере пишет

YS

Цитата:

Кому нравиться - он и на ассемблере пишет

Дыг а для тех, для кого ассемблер - пища зело твердая, есть Ардуино с Вайрингом.

HHIMERA

ArtDen писал(а):

Конкретно где получился LED1Pin не знаю, вот целиком дизассемблер программы,

Хорошее начало... :)))

Цитата:

Недавно столкнулся с C++ - библиотекой для работы с портами ввода/вывода на STM32. Очень удобная штука.

Хм...

Цитата:

А нужна она вот для чего. Допустим, я делаю библиотеку (в виде класса) для работы с LCD-экраном нокии. Мне нужно чтобы она не была привязана к конкретным ногам МК.

Зашибись... берём STM32, вяжем к нему 5-ти вольтовый 16х2 как попало, а потом удивляемся... :))

Или... привязываем как причудилось к новым PIC'ам и кричим "ПИК гавно, генератор не запускается, ADC глючит"... :)))

Реклама

ArtDen

HHIMERA, не понял твою мысль

Аlex

Цитата:

Мне нужно чтобы она не была привязана к конкретным ногам МК

Это я уже понял. А преимущество перед дефайнами то в чём ?

Цитата:

Конкретно где получился LED1Pin не знаю

Ну вот... как же так ? Использовать и не знать во что разворачивается...

ArtDen

Аlex писал(а):

Это я уже понял. А преимущество перед дефайнами то в чём ?

В том, что
1. Код проще читается. Не надо напрягать мозги при виде RST_PORT &= ~RST_PINMASK;. Выражение RST_Pin::Off(); гораздо понятнее.
2. Нереально допустить такое ошибки как RST_PORT &= RST_PINMASK;

Аlex писал(а):

Ну вот... как же так ? Использовать и не знать во что разворачивается...

С каких это пор знание ассемблера обязательно для программирования на МК? :shock:

ILYAUL

Цитата:

Конкретно где получился LED1Pin не знаю

Bot

Код:

in   r24, 0x05   ; 5                   
eor   r24, r22                          
out   0x05, r24   ; 5                   
in   r24, 0x05   ; 5                   
eor   r24, r23                          
out   0x05, r24   ; 5 

Это пиз-ец

Код:

out   0x05, r24   ; 5                   
in   r24, 0x05   ; 5      

Цитата:

С каких это пор знание ассемблера обязательно для программирования на МК?

Что бы всегда можно было написать

Цитата:

Это пиз-ец

Да!И не писать вот это

Цитата:

Конкретно где получился LED1Pin не знаю

YS

Цитата:

Код проще читается. Не надо напрягать мозги при виде RST_PORT &= ~RST_PINMASK;. Выражение RST_Pin::Off(); гораздо понятнее.

Спорно. Когда таких записей штук пять-восемь, от XXX_Pin::SomeMethod() начинает рябить в глазах. В то время как настройка одного порта логическими операциями записывается в одну-две строчки в любом случае.

Кроме того, для каждой такой ООП-шной строчки, как выясняется, компилятор генерирует отдельный набор команд доступа к порту, что раздувает программу.

Вообще, если запись some_var&=~SOME_DEFINE заставляет человка заметно напрягать мозг, значит ему все еще необходимо учиться многим элементарным вещам. :wink:

Цитата:

Нереально допустить такое ошибки как RST_PORT &= RST_PINMASK;

Можно сделать макрос

Код:

#define MASK_CLEAR(PORT, MASK) ((PORT)&=~(MASK))

Цитата:

С каких это пор знание ассемблера обязательно для программирования на МК?

С тех самых пор, как их изобрели. Вообще, даже занимаясь программированием x86 очень полезно знать ассемблер. А для ма-а-а-аленьких контроллеров типа AVR это просто обязательно. Нормальное обучение программированию контроллеров должно начинаться с ассемблера.

Все сказанное справедливо, конечно, только для случая, когда человек и правда хочет что-то понимать и быть компетентным в предметной области. Для дилетантов всегда есть Ардуино.

"Wiring and Processing have spawned another project, Arduino, which uses the Processing IDE, with a simplified version of the C++ language, as a way to teach artists and designers how to program microcontrollers."

http://en.wikipedia.org/wiki/Wiring_(de ... t_platform)

Аlex

Цитата:

В том, что
1. Код проще читается. Не надо напрягать мозги при виде RST_PORT &= ~RST_PINMASK;. Выражение RST_Pin::Off(); гораздо понятнее.
2. Нереально допустить такое ошибки как RST_PORT &= RST_PINMASK;

Код:

#define   CLR_BIT(p, b)   p&=~(1<<b)

#define   RST_PORT      PORTA
#define   RST_PIN         1

.........
.........

CLR_BIT(RST_PORT, RST_PIN);

Что тут напряжного ?

Цитата:

С каких это пор знание ассемблера обязательно для программирования на МК?

С тех пор, когда Вы начали их изучать.

ЗЫ: Опередили меня

HHIMERA

ArtDen писал(а):

HHIMERA, не понял твою мысль

А что тут непонятного???
Во первых...
У многих МК не все пины толерантны к 5Вольтам... так что... не "привязываемся к пинам" - часто мнимое...
Во вторых...
Если дисплей, тот же, от Нокии, вешать по человечески на SPI, то вариантов - раз-два... и всё...
В общем... мысль, что можно совать что попало и куда попало "не привязываясь", у некоторых (у новичков в частности) вызывает ассоциации и призывы к прямому действию... что чревато... Ну вот как-то так...

ArtDen

Аlex писал(а):

CLR_BIT(RST_PORT, RST_PIN);
Что тут напряжного ?

То, что можно по ошибке написать

Код:

CLR_BIT(DIN_PORT, RST_PIN);

и если порты у DIN и RST - разные, то потом долго чесать голову, почему у меня ничего не работает.

PS: И можно всё-таки пояснить зачем нужно знать ассемблер, чтобы программировать на МК?

HHIMERA писал(а):

А что тут непонятного???
Во первых...
У многих МК не все пины толерантны к 5Вольтам... так что... не "привязываемся к пинам" - часто мнимое...

И как это относится к вопросу библиотеки C++ для работы с портами AVR?! :shock:

Аlex

Цитата:

я делаю библиотеку (в виде класса) для работы с LCD-экраном нокии

С вашей библиотекой Вы будете ждать прорисовку экрана до бесконечности, тем более на низкоскоростных МК.

Цитата:

То, что можно по ошибке написать

как можно по ошибке написать ненужное ? С таким подходм вообще не стоит садиться за программирование, т.к. по ошибке можно место if написать for :))