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: Выделить всё

#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

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

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: Выделить всё

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: Выделить всё

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: Выделить всё

	// 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 · Сообщение YS » Сб фев 02, 2013 18:36:05

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: Выделить всё

#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: Выделить всё

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

С дефайнами будет в одну строку.

Код: Выделить всё

PORT|=RST_PIN | CE_PIN | DC_PIN | DIN_PIN | CLK_PIN;

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: Выделить всё

#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: Выделить всё

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

Код: Выделить всё

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: Выделить всё

#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: Выделить всё

LED_PORT^=(LED1_PIN | LED2_PIN);

Код: Выделить всё

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

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 · Сообщение YS » Сб фев 02, 2013 19:07:36

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...

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

Хм...

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"...

ArtDen

HHIMERA, не понял твою мысль

Мне нужно чтобы она не была привязана к конкретным ногам МК

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

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?

ILYAUL

Конкретно где получился LED1Pin не знаю

Bot

Код: Выделить всё

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: Выделить всё

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

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

Что бы всегда можно было написать

Это пиз-ец

Да!И не писать вот это

Конкретно где получился LED1Pin не знаю

YS · Сообщение YS » Сб фев 02, 2013 19:50:09

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.

Нереально допустить такое ошибки как RST_PORT &= RST_PINMASK;

Можно сделать макрос

Код: Выделить всё

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

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 ... _platform)

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: Выделить всё

#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 ?

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: Выделить всё

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?!

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.

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

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

Что-бы потом не задавать глупых вопросов, типа "почему у меня это делается медленно, я же всего лишь одну строчку написал ?"....

HHIMERA

ArtDen писал(а): 1. Код проще читается. Не надо напрягать мозги при виде RST_PORT &= ~RST_PINMASK;. Выражение RST_Pin::Off(); гораздо понятнее.

С понятием "абстракция" знакомы???

2. Нереально допустить такое ошибки как RST_PORT &= RST_PINMASK;

Не бывает нереальных ошибок... все они реальные...

ArtDen

HHIMERA писал(а):С понятием "абстракция" знакомы???

Да. Только при чём здесь это? Выражайте свою мысль яснее.