Тут пришло приглашение на семинар по освоению программирования RA8M1. Предлагалось сделать четыре лабораторных работы и бесплатный обед с кофе‑брейками. В заключении за труды получить очередную плату EK‑RA8M1. От такого не отказываются. Хороший повод найти применение плате MKR RGB Shield и дополнить копилку демо‑проектов под RA8M1, решил я.
В моем распоряжении было где‑то четыре часа чистого времени. Время пошло.
На компьютере уже было установлено ПО для разработки под RA8. Его поставить попросили заранее. Это открытая среда разработки e2studio RA8 на базе Eclipse с плагинами от Renesas. Про неё писал тут. В состав этой среды входит Flexible Software Package (FSP) и его отдельно качать не надо, если скачан и инсталлирован файл setup_fsp_v5_1_0_e2s_v2023–10.exe
Плату MKR RGB Shield я тоже подготовил заранее. Понадобилось припаять от неё четыре провода к разъёму.
Самая сложная из лабораторных работ предполагала запуск АЦП по таймеру и перенос результатов измерений по DMA в определенную переменную в памяти с миганием светодиодом от того же таймера в режиме фиксированного ШИМ.
В среде начинающих embedder‑ов использование DMA считается высшим пилотажем. И видимо организаторы посчитали, что демонстрация лёгкости с которой DMA может быть организован с помощью FSP вызовет у участников приступ энтузиазма. Может оно так и есть, поэтому в своей демке я оставил эту фичу, но речь не о ней.
Плата MKR RGB Shield по сути представляет собой графический LED дисплей с адресными RGB светодиодами типа APA102 с интерфейсом SPI.
Когда речь идёт о графических дисплеях, то вспоминаются трудности подготовки растровых шрифтов, позиционирования, учёта отступов, алиасинга, анимации, реализации видеобуферов, конвертации цветовых представлений и т. д. и т. п. Я спланировал все это решить быстро и эффективно с помощью Azure RTOS GUIX. Этот движок мной был освоен в этой статье. Хорошая новость в том, что с этого года он полностью свободен и опенсорс.
GUIX хорош тем, что его можно присоединить к любому проекту и не придётся иметь дело с зависимостями, реализациями платформенно‑зависимых функций и прочими артефактами.
Подключаем исходники, вставляем в свой проект хидеры «gx_api.h» и «gx_display.h» и всё скомпилируется без проблем. Да, ещё забыл что нужно будет иметь на борту само ядро Azure RTOS — ThreadX. Ну потом ещё собственно окно написать и драйвер вывода на дисплей реализовать и зарегистрировать в GUIX. Хоть дисплей и маленький, но в терминах GUI это все же окно, и GUIX на нем может организовать даже многооконный интерфейс.
Ситуацию упрощает то, что в среде e2studio RA8 есть опция создания нового проекта на базе ThreadX для платы EK‑RA8M1.
Т.е. ThreadX в своём проекте получаем автоматически. На это уходят считанные минуты.
Конфигурацию пинов также получаем уже готовую, поскольку выбрали генерацию проекта для конкретной платы EK-RA8M1.
Однако пины микроконтроллера выбранные мной для подключения дисплея в конфигурации уже были заняты какой-то другой периферией. Подозреваю, что Blinky был задуман не таким простым, как кажется из названия.
Ну уборку ненужных функций на пинах P609 и P611ушло ещё с десяток минут. Потом на эти пины были назначены сигналы с SCI0 в режиме 32-bit SPI.
Настало время сконфигурировать периферию для нашего проекта. Конфигурируем модули DAC, ECL, DMA, Timer, SCI и другие. Вид модулей в конфигураторе представлен ниже.
Конкретные настройки модулей видны в закладке Properties. Здесь уже надо хорошо разбираться в архитектуре RA8M1. Но потому материал этой статьи и обозначен как сложный. Меня спасло то, что архитектура RA8 полностью повторяет архитектуру Synergy с которой я работаю уже пару лет.
На конфигурацию периферии ушел приблизительно час. Ниже покажу как выглядит конфигурация модуля SCI работающего в режиме 32-bit SPI:
Модуль DTC применяемый для обмена по SPI аналогичен DMA. Просто в RA8 есть два механизма прямого доступа но с разными названиями: DMAC и DTC. Тут мы получили работу с SPI по DMA практически не изучая и не углубляясь в специфику DMA.
Следующим шагом было подключить к проекту исходники GUIX. Это делается быстро.
Затем нужно в среде разработки интерфейсов GUIX под названием Azure RTOS GUIX Studio. Выглядит забавно, но окно очень маленькое:
Ну и дисплей наш маленький, если судить по количеству пикселей. Для такого дисплея нужны маленькие шрифты. Максимум 5 на 7 пикселей, можно и 4 на 5 пикселей. Рисовать самому шрифты в GUIX Studio не нужно. Конвертировать чужие растровые шрифты откуда‑то тоже не нужно. Просто скачиваем пиксельный ttf шрифт с нужной пиксельностью и вставляем в GUI Studio без антиалиасинга.
Получаем отличный растровый шрифт малого размера с полным набором символов ASCII. Надо признаться на поиски шрифта время я не тратил. Он уже был у меня присмотрен.
Итак мы имеем окно в GUI, там размещенную текстовую строку,. Строке назначен нужный шрифт, цвет и позиция в окне. Нажимаем Generate All Output Files и получаем файлы ресурсов GUI нужные для прорисовки дисплея со строкой.
Теперь нужно инициализировать все драйвера. Это делается так:
static void HAL_start(void)
{
err = R_ELC_Open(&g_elc_ctrl,&g_elc_cfg);
err = R_ELC_Enable(&g_elc_ctrl);
err = R_GPT_Open(&g_timer0_ctrl,&g_timer0_cfg);
err = R_ADC_Open(&g_adc0_ctrl,&g_adc0_cfg);
err = R_ADC_ScanCfg(&g_adc0_ctrl,&g_adc0_channel_cfg);
err = R_DTC_Open(&g_transfer_ADC0_ctrl,&g_transfer_ADC0_cfg);
err = R_DTC_Enable(&g_transfer_ADC0_ctrl);
err = R_DTC_Reset(&g_transfer_ADC0_ctrl,(void *)&R_ADC0->ADTSDR,&g_temperature, 1);
err = R_GPT_Start(&g_timer0_ctrl);
err = R_ADC_ScanStart(&g_adc0_ctrl);
}Вывод экранного буфера на дисплей элементарен:
void Write_to_screen(void)
{
R_SCI_B_SPI_Write(&g_sci_spi0_ctrl,&dbuf, sizeof(dbuf), SPI_BIT_WIDTH_32_BITS);
}Кодирование цвета в GUI принимаем как RGB16(5-6-5), а наш дисплей работает с цветом RGB29(8-8-8-5). Поэтом напишем еще простенький конвертер из кодировки видеобуфера в кодировку дисплея Ж
void Videobuf_to_screen(void)
{
uint16_t pixel;
uint8_t r;
uint8_t g;
uint8_t b;
uint32_t w;
for (uint32_t row=0; row < ROWS; row++)
{
for (uint32_t col=0; col < COLS; col++)
{
pixel = videobuf[row][col];
r =(pixel >> 11) & 0x1F;
g =(pixel >> 5) & 0x3F;
b =(pixel >> 0) & 0x1F;
w = r << 24;
w |= g << 16;
w |= b << 8;
w |= 0xE7;
dbuf.data[row*COLS + col] = w;
}
}
}Работа хоть и не сложна, но два часа заняла. Обмена с APA102 пришлось настраивать методом проб и ошибок. Информационный листок по протоколу обмена довольно неоднозначен.
Плата EK‑RA8M1 удобна тем что сразу содержит интегрированный SWD отладчик J‑Link.
Правда это урезанная версия отладчика без трассировки и без лицензии на программатор, но пошаговую символьную отладку выполняет хорошо. Поэтому скомпилированная программа сразу отправляется на исполнение в плату.
И вот результат:
Дисплей настолько ярок, что легко просвечивает конструкционные материалы:
Неплохо смотрится через тонкие непрозрачные материалы
Готово.
Проект можно скачать здесь.
