マイクロコントローラ上のUARTとUSBのプロテウスと2年半のハローワールド

最近、彼はDropboxでフォルダーをかき集めていて、最初のクラフトに出会った。 マイクロコントローラーを使って最初の一歩を踏み出したとき、ほとんどすぐにPCからクラフトを管理することについての考えやアイデアが訪ねてきました。または、何らかの方法でこのPCと通信できました。 魅力的で「深刻」に見えました。 今、私はすぐにすべてを鉄でテストしようとしますが、最初は熊手に足を踏み入れて、痛みを伴わずに素早く足を撃ちました。 プロテウスはいつもこれで私を助けてくれました。 プロジェクトを何十回も組み立て直しましたが、私がそう言うなら、快適に実験できることが重要でした。 その後、ブランドデバッグを購入し、プロテウス、ハードウェアでそれを購入しました。すべてが同等に高速になりました。

まず、UARTとUSBを試し、次にイーサネットを試したいと思いました。 それぞれの欲求に対して、私は自分の「プロジェクト」を思いつきました。 多くのアイデアがプロテウスのプロジェクトの形で残っていました-このアイデアはソフトウェア部分の実装直後に悩みました。

この投稿が、USBデバイスを作りたい、またはそれがそれほど難しくないことを知りたいと思ったすべての人に役立つことを願っています。 さらに、私はすぐにシミュレーターで試してみたいと思いました。 初心者から初心者まで、Googleを開いて読書を始めたい、もっと多くのことをしたい、もっと勉強したい、など。

レジスタ、モードについては説明しません。 私はそれが私の目に火をつける助けになるとは思わない。 おそらく誰かが自分自身に役立つ何かをしたいと思っており、簡単な例では、この非常に魅力的な作品をドラッグする可能性が高くなります（そして、私にとってはほとんど麻薬です）。 そして、ebayで走ったり、中国からデバッグボードを送ってから日数を数え始める前に、仮想マイクロコントローラーを試してみることができます。

2つの独特なハローワールドプロジェクトを作成したいと思いますが、それでも標準のLED点滅よりもそれほど複雑ではありません。 カットの下にたくさんの画像。



テキスト内の説明とコード例はPIC18F4550マイクロコントローラ用ですので、ご容赦ください。私はatmelを使用していません。 また、STM8 / 32は8番目のバージョンでも欠落しています。

マイクロコントローラーのコードは、 MikroelektronikaのmikroCコンパイラー用に作成され、理解を容易にするために作成されました。少なくとも部分的にはうまくいくと思います。

プロテウスとMCUのバインディング

プロテウスは、ソフトウェアの動作を最初にプロトタイピングおよびテストするために作成されたようです。 おそらくそれが、回路を作成する際に複数の単純化を可能にする理由です。 以下は、UART / USB経由のPC通信をテストするための絶対に十分なキットです。 このようなスキームはプロテウスでのみ機能することに再び注意を払いたいと思います。

すべてのプロジェクトは記事に添付されているため、プログラムをインストールすると、すぐにすべてを試すことができます。

U（S）ART

トピックはbeatられていますが、それでももう一度説明させてください。

パテやその他の任意のプログラムを仮想マイクロコントローラーに接続するには、いくつかのアクションを実行する必要があります。

COMPIMモジュールは仮想ポートを使用して接続します。別のポートを作成し、 ヌルモデムとして接続する必要があります 。

ここで役立つのは無料のユーティリティcom0comです。

そこで2つの仮想ポートを作成します。私の場合はCOM 3と4です。1つはProteus COMPIMに接続され、2つ目は既に「外部」で使用されています



プログラムウィンドウ





そして、これはdevmgmt.msc（デバイスマネージャ）でどのように見えるかです





これで、すべてのテストの準備が整いました。







COMPIMデバイスを構成します（右クリック-プロパティの編集）。

com0comがCOM3 / COM4ポートをエミュレートすることを思い出させてください





念のため、マイクロコントローラーの設定を写真に添付します





Puttyをオンにし、シリアルモードにして、COM4に接続します。 今...ボタンをクリックしてください-結果が得られます

端末ウィンドウにテキストを印刷すると、マイクロコントローラーがエコーを返します。 Enterキーを押すと、キャリッジと新しい行が変換されます。

Backspaceも機能します。 私はすぐにハイパーターミナルで友人とチャットし、何時間も電話回線を占有していたことを思い出しました...





これで、コードを変更してマイクロコントローラーで遊ぶことができます。

USB HID

そのとき、USBデバイスを作るのは難しいことがわかりました。 HIDデバイス、つまりほとんどの場合、入力デバイスをテストします。

私は本当に自動パスワード入力をしたかっただけでなく、去ったときにコンピュータをロックし、近づいたときにロックを解除したかったのです。 さて、仮想キーボードを使用して実装できる他の多くのこと。

便利なHID情報の束はここにあります 。 読み取り-再読み取りしません。

要するに、各USB HIDデバイスには特別な説明、記述子があります。 どの種類のデバイスであるか、どのように制御できるか、バスから消費する量、または独自の電源とその他の情報を持っているかどうかを説明します。 したがって、OSがキーボードであることを理解し、それを操作できるように、正しい説明を作成する必要があります。



しかし、最初に、Proteusがその仮想USBホストを実際のPCに転送するには、仮想ドライバーをインストールする必要があります。





デバイスを本格的なFullSpeed USB 2.0として機能させるには、PLLを有効にし、それに応じて構成する必要があります。

Proteusでは、プロセッサ周波数を96 MHzに設定する必要もあります。

記述子

それを調べて実験するだけでとても役に立ちました。 usb.orgの無限のPDFをどこで掘ればよいかがすぐに明らかになりました



私たちの場合、「標準」復号化プログラムからの変更はほとんどありません。

VID / PIDを変更し、それぞれ8バイトの入力/出力バッファーがあることを示しました。実際、「キーボード」クラスのデバイスがあり、そのように使用する必要があることを示しました。

すべての変数名はそれ自身を表しています。







この記述子はプロジェクトに追加され、アセンブリ中に自動的に使用されます。





実際、すべての作業は、対応するバッファーを埋めてPCに送信することから成ります。 UARTほど複雑ではありません。 すべての作業は、割り込みルーチンで行われます。 IDEには、HIDを操作するための既製のライブラリがあります。

スキャンキーボードコードはASCIIとは異なることをここで説明する必要がありますが、コードを過負荷にしないように（こんにちは）、この不便を原始的な方法で回避しました。 小文字でのみ機能します。 希望する人は自分で変換を行うことができます。 私はKVMに同様のデバイスを使用しています。職場では、ワイヤレスキーボードエクステンダーです。当社のD-Link KVMはUSBワイヤレスドングルを理解したくないのです。



ここでメモ帳を開き、Proteusを起動して（最初に仮想プラグをクリックします-USBコネクタが「プラグイン」します）、すぐにマウスでフォーカスをメモ帳に変換し、作成がhabrahabrという単語を印刷する方法を確認します。



そして、ディスパッチャにデバイスが登場しました





これに基づいて、独自の何かを追加できます。



これがどのように機能するかについていくつかの言葉。

8バイトはキーボードI / O用に予約されています：



0修飾子

1未使用

2キー1

3キー2

4キー3

5キー4

6キー5

7キー6



修飾子、これらは特殊キーCtrl、Shift、Altです。 それらは組み合わせることができます。 たとえば、Ctrl Alt Delの組み合わせの場合：



修飾子：0b00000 101 Ctrl 、Shift、 Alt

キーコード：0x4c（キーの削除）



データ転送の直後にUSBバッファを消去する必要があることを覚えておく必要があります。そうしないと、スティッキーキーの効果が生じます。 つまり、8つのゼロバイトをPCに送信します。 この例では、clearUSBサブルーチンがこれを実行します。

スキャンコードの詳細については、 マイクロチップのアプリノートに記載されています

同様に、通常のHIDデバイスを作成し、PCからバイトを送受信できます。作業の論理に従って、これは同じUARTとほとんど変わりません。 しかし、これには、例えば、PC側からのlibusbを使用するなど、別の作業が既に必要です。

イーサネット

タイトルには反映されていませんが、言及する価値もあります。

残念ながら、これは別の議論のトピックであるため、この例は完了しません。

しかし、少なくともシミュレーター自体の構成方法については説明し、何かを試すことに成功します。

ハードウェアで機能するものの例を示しますが、必ずしもシミュレータで機能するとは限りません。 Proteusは、ENC28J60およびRTL8019チップ用のVSMモデルを実装しています。 はい、私たち全員が予算のネットワークカードについて知っていたのと同じチップです。 ENCの使用は十分に広く説明されており、ここでは問題はないはずです。 たとえば、尊敬されるLifeloverとしても知られるRedshは、すべてを長く徹底的に説明しています。 したがって、退屈しないようにするには、8019を取ります。Z80と組み合わせて使用​​するソフトウェアを作成するほどです。



USBと同様に、ドライバーをインストールする必要がありますが、今はWinPCAPです。 これらは、USBドライバーの隣の仮想ネットワークフォルダーにあります。 または、 サイトから最新バージョンをダウンロードします

その後、アドレスが192.168.95.1の新しい仮想ネットワークインターフェイスが作成されますが、これはもちろん変更できます。



既知のスキームに従って、UARTでデバッグインターフェイスを作成しましょう。

ヒント：TEXTラベルに悩まされる場合は、コンポーネントの説明にスペースを入れてください





超小型回路のプロパティで、仮想ネットワークカードの番号またはIPを記述し、いくつかの設定を変更できます。

私の場合、それは192.168.50.1です（変更しました）







次はソフトウェアです。 8019用の本格的なドライバーはまだ準備ができていません。これは別の大きな記事のトピックですが、そのような時代錯誤に誰もが興味を持つことはないでしょう。 しかし、プロトコルを設定しなくても（IPアドレスは0.0.0.0になりました）、レジスタでICMP /ブロードキャストを有効にしたため、サブネット上の左のアドレスにpingを実行でき、パケットを受信するとネットワークカードチップがLEDで点滅します。 試行するたびに新しいアドレスを使用します。そうしないと、ARPテーブルがキャッシュされます。





既製のHEXはプロジェクトに含まれているため、すべてが機能することを確認する必要がある場合は、コンパイラをダウンロードすることさえできません。

シミュレーションを機能させるために、HEXファイルの場所をマイクロコントローラーに伝えることを忘れないでください。



このリンクからすべてのファイルをダウンロードできます



誰かがハードウェアで試して実装したいという強い欲求を持っていることを願っています。