Svetelektro.com

Svetelektro.com

Meno:
Heslo:

Evaluačné moduly Uno32 a uC32

Kategória: Firemné články | 07.08.2015 | Autor: TME s.r.o. 

V ponuke firmy TME sa objavili dva nové moduly firmy Digilent Inc..
Oba moduly sú vybavené mikrokontrolérmi série PIC32 firmy Microchip a vývodmi, ktorých rozloženie je zhodné so štandardom Arduino. Moduly sa líšia modelom použitého procesora. V module Uno32 je použitý obvod PIC32MX320F128H, zatiaľ čo v module uC32 je to PIC32MX340F512H. Tieto procesory sa líšia predovšetkým veľkosťou dostupnej pamäte (Flash 128kB alebo 512kB, RAM 16kB alebo 32kB, príslušne) a funkciou DMA v prípade drahšieho modulu. Zvyšné prvky sú v oboch moduloch v podstate identické.
Hlavnými výhodami oboch konštrukcií je výkonný 32-bitový procesor a vývody kompatibilné s populárnymi plošnými spojmi Arduino Uno. Obmedzením v prípade originálnych plošných spojov Arduino je ich 8-bitový mikrokontrolér, zatiaľ čo moduly predstavené v tomto článku sú vybavené značne výkonnejšími jednotkami.

Základné vlastnosti modulov:
  • Taktovacia frekvencia: 80 MHz
  • Flash pamäť: 128kB (512kB v prípade uC32)
  • Pamäť RAM: 16kB (32kB)
  • Vývody kompatibilné s Arduino
  • 42 I/O portov
  • Dve užívateľsky dostupné LED diódy
  • Možnosť komunikácie a programovania cez USB
  • 12 analógových portov (10-bitový A/D prevodník)
  • Pestrý výber rozhraní: UART, I2C, SPI, PWM, USB
  • Podpora DMA (uC32)
  • Hodiny reálneho času (RTC)
  • Možnosť napájania cez USB, externým zdrojom 7 - 15 V, alebo priamo 5V
  • Vývojové prostredie identické s prostredím Arduino (MPIDE)
  • Profesionálne vývojové prostredie MPLAB X
  • Dostupné kompilátory jazyka C a C++, ako bezplatné tak aj spoplatnené
  • Bohaté knižnice (Arduino, knižnica periférnych zariadení plib a Harmony)
  • Kompatibilné s rôznymi rozširujúcimi kartami (Shields) a periférnymi modulmi
  • Možnosť prevádzky pod kontrolou operačného systému reálneho času (RTOS)
 

Prvé dojmy, hardvér

Na prvý pohľad sa moduly veľmi podobajú na modul Arduino Uno. Rozmery dosky, rozmiestnenie portov, dokonca aj tlačidlo Reset je na tom istom mieste. Prvé, čo udrie do očí, však nie sú rozširujúce porty, ale niečo iné. Arduino využíva jednoradové porty, zatiaľ čo moduly s mikrokontrolérmi PIC32 sú vybavené dvojradovými portami. Ukazuje sa však, že tieto porty sú plne kompatibilné s modulmi Arduino Uno, ponúkajú však väčší počet vývodov. Väčšinu rozširujúcich modulov Arduino je tak možné pripojiť bez akýchkoľvek modifikácií.
Stupeň kompatibility s Arduino je veľmi vysoký. V podstate jediný významný rozdiel sa týka mikrokontroléra, ktorý pracuje s napájacím napätím 3,3 V a nie 5 V ako v prípade AVR. Piny kontrolérov PIC32 na šťastie tolerujú napätie 5 V a väčšina modulov môže správne pracovať aj pri nižšom riadiacom napätí. Jedinou výnimkou sú analógové vstupy (ADC), v prípade ktorých je maximálne napätie 3,3 V. Výrobca, našťastie, vstupy modulov zabezpečil príslušnými obvodmi, takže pripojením napätia 5 V nedochádza k poškodeniu modulu. Meranie napätí vyšších ako 3,3 V nebude však bez použitia externých obvodov možné.
Vzhľadom na výrazne modernejší procesor však nemôžeme úroveň komplementárnosti oboch riešení nedoceniť.

Softvér, Arduino

Pravdepodobne najväčšou výhodou platformy Arduino je jej jednoduchosť, ktorá umožňuje rýchle učenie a jednoduché programovanie. Jednoduché vývojárske prostredie a ľahko použiteľné knižnice v spojení s objektovým programovaním v jazyku C++ sú zárukou obrovského úspechu platformy Arduino. V prípade mikrokontroléra PIC32 je možné z webovej stránky výrobcu stiahnuť vynikajúce vývojové prostredie, ktoré je v podstate identické s originálom. Líši sa len farebným prevedením a v názvom. Prostredie sa volá MPIDE, je bezplatné a ponúka všetky náradia potrebné pre programovanie. Po nainštalovaní je možné ihneď spustiť dodané vzorové programy. Tieto programy sú totožné s originálnymi programami Arduino, takže užívateľ nemusí ani vedieť, že má do činenia s úplne iným mikrokontrolérom.


  
Prostredie MPIDE je k dispozícii pre všetky populárne operačné systémy - Windows, Linux a Mac OS. Na programovanie modulov sa využíva USB rozhranie. Moduly sú vybavené typickým prevodníkom FTDI FT232R umožňujúcim komunikáciu a programovanie obvodu. Programovanie prebieha takým istým spôsobom ako v prípade Arduino a obvodov série AVR.
Začínajúci užívatelia a osoby, ktoré s novým mikrokontrolérom ešte len začínajú pracovať, sa môžu začať učiť programovať aj bez toho, aby sa museli oboznámiť s dokumentáciou mikrokontroléra PIC32. Stačí, ak poznajú prostredie Arduino. Počet dodávaných vzorových programov je naozaj impozantný. Pre plné využitie platformy Arduino sú, samozrejme, potrebné externé komponenty. Môže sa jednať o jednoduché samostatne pripájané súčiastky (napr. LED diódy, prepínače, atď.), prípadne aj o veľmi komplikované obvody.

Programátor

Obrovské množstvo softvéru, ktorý je pre platformu Arduino k dispozícii, jasne poukazuje na to, že aj tie najjednoduchšie náradia poskytujú ohromné možnosti. Programovanie s využitím výlučne sériového portu však nie je z dlhodobého hľadiska príliš výhodné. Obmedzená šírka pásma a nedostatok možností ladenia sú pri písaní dlhších programov problémom. Lepšie efekty možno dosiahnuť pomocou vhodného programátora. V moduloch Uno32 a uC32 sa nachádzajú vývody, ktoré umožňujú pripojenie dedikovaného programátora, prípade štandardného programátora PicKit3. Oba programátory sú dostupné v ponuke firmy TME:
http://www.tme.eu/sk/details/pickit-3-icd/programatory/microchip-technology/pg164130/
http://www.tme.eu/sk/details/410-242p-kit/programatory/digilent-inc/chipkit-pgm-programmerdebugger/
Dedikovaný programátor ChipKit PGM Programmer/Debugger je trochu zjednodušenou (ale zároveň aj lacnejšou) verziou PicKit3. V prípade modulov Uno32 a uC32 je jeho funkčnosť zhodná z programátorom PicKit3, a dokonca rozšírená o možnosť spolupráce s prostredím MPIDE (Arduino). Rozdiel medzi programátormi spočíva predovšetkým v tom, že na vývodoch dedikovaného programátora chýbajú niektoré napätia, kvôli čomu nie je možné modul napájať priamo z programátora.

Softvér, MPLAB X

Programátori, ktorí majú záujem o profesionálne využitie modulov, môžu upustiť od originálneho programátora Arduino a namiesto toho používať bezplatné prostredie MPLAB X. Jedná sa o najnovšiu verziu známeho a už niekoľko rokov rozvíjaného prostredia MPLAB firmy Microchip. Prostredie sa dodáva bez kompilátora jazyka C, užívatelia si však môžu vybrať zo širokého sortimentu dostupných kompilátorov iných výrobcov. Na výber sú ako produkty bezplatné, tak aj spoplatnené. Bezplatná verzia kompilátora nemá žiadne obmedzenia z hľadiska rozsahu zdrojového kódu, čo býva zriedkavosťou v prípade konkurenčných riešení. Nie je však vybavená optimalizátorom. Veľká kapacita pamäte Flash však umožňuje pripraviť skomplikovaný softvér aj bez optimalizácie kódu.
Bezplatné prostredie a kompilátor jazyka C/C++ sú k dispozícii na webových stránkach firmy Microchip. Výrobca okrem toho poskytuje knižnice periférnych zariadení a pokročilé pracovné prostredie s názvom Harmony. K dispozícii sú aj sprievodcovia uľahčujúci konfiguráciu vývodov mikrokontroléra a hodín. Okrem toho umožňujú aj jednoduchú integráciu s operačnými systémami reálneho času (napr. FreeRTOS, openRTOS).



Rozširujúce moduly

Firma Diligent Inc. ponúka dva druhy rozširujúcich modulov určených pre moduly Uno32 a uC32. Prvým z nich sú moduly "nasadzované" na prototypové dosky (tzv. Shield), typické pre platformu Arduino. Okrem toho je dostupná veľmi široká ponuka (jednoduchých) periférnych modulov (tzv. Pmod).
Moduly shield dostupné v ponuke:
·  WiFi Shield – modul bezdrôtovej siete. Vybavený aj slotom pre micro-SD karty. http://www.tme.eu/sk/details/410-231p-kit/zestawy-uruchomieniowe-do-ukl-microchip/digilent-inc/chipkit-wifi-shield/
· Motor Shield – ovládač motora. Umožňuje pripojiť 2 motory na jednosmerný prúd alebo unipolárny krokový motor. Okrem toho umožňuje pripojiť 4 servomechanizmy. http://www.tme.eu/sk/details/410-262p-kit/zestawy-uruchomieniowe-do-ukl-microchip/digilent-inc/chipkit-motor-shield/
· Basic I/O Shield – rozšírenie evaluačného modulu o pamäť EEPROM, OLED displej, teplotné čidlo, 4 tlačidla, 4 prepínače a 8 diód. Ideálna sada na oboznámenie sa s platformou Arduino. http://www.tme.eu/sk/details/410-216p-kit/zestawy-uruchomieniowe-do-ukl-microchip/digilent-inc/chipkit-basic-io-shield/
· Pmod Shield Uno – modul umožňuje jednoduché pripojenie periférnych modulov Pmod. V ponuke je dostupných niekoľko desiatok takýchto modulov.
http://www.tme.eu/sk/details/410-229p/zestawy-uruchomieniowe-do-ukl-microchip/digilent-inc/chipkit-pmod-shield-uno/
 

Zhrnutie

Moduly Uno32 a uC32 sú veľmi zaujímavou alternatívou k štandardným modulom Arduino Uno. Tieto moduly môžu na jednej strane používať začínajúci programátori a osoby, ktoré sa ešte len oboznamujú s činnosťou mikrokontrolérov PIC32, na druhej strane sa však dajú použiť aj v profesionálnych projektoch. Veľmi dobre pripravené vývojové prostredie spolu s dodávanými knižnicami a vzorovými programami uľahčujú spoznávanie týchto obvodov, čo následne vedie k značnému zrýchleniu vývoja nových projektov a aplikácií. Ďalšou výhodou je kompatibilita hardvéru so zariadeniami Arduino ako aj široký výber dedikovaných rozširujúcich modulov.
 

31.10.2015

Zatočte s tým s minimálnym úsilím

 2628   0  Hodnotenie: 0Hodnotenie: 0Hodnotenie: 0Hodnotenie: 0Hodnotenie: 0

Priemerné hodnotenie: 0
Hlasov: 0

Zvoľte počet hviezdičiek:
Vynikajúci
Veľmi dobrý
Dobrý
Priemerný
Zlý



Za obsah komentárov je zodpovedný užívateľ, nie prevádzkovateľ týchto stránok.
Autor stránky je Ondrej Závodský(zawin), o graficky design sa stará Ľuboš Fabo(BUFU).

TOPlist

Powered by Copyright © UNITED-NUKE CMS. All Rights Reserved.
Čas potrebný k spracovaniu stránky 0.02 sekúnd