BL40A1810 Mikroprosessorit, harjoitus 1

Transkriptio

1 BL40A1810 Mikroprosessorit, harjoitus 1 Käytettävä laitteisto Kurssin opetuslaitteistona käytetään Legon MINDSTORMS laitteita, jonka pääosia ovat ohjelmoitava NXT-yksikkö (Atmel ARM7, 64k RAM, 256k Flash), siihen liitettävissä olevat kolme servomoottoria, sekä etäisyys-, kosketus-, valo- ja äänianturit. Laitteet annetaan opiskelijoille lainaan kurssin ajaksi ja ne tulee palauttaa viimeistään perjantaina Tero Ahoselle (h. 6510). NXT käynnistetään oranssista näppäimestä ja sammutetaan palaamalla menuvalikossa taaksepäin harmaalla näppäimellä. NXT:n vakio-ohjelmisto on korvattu nxtosek-käyttöjärjestelmällä, joka mahdollistaa laitteiston ohjelmoimisen C-kielellä ja tarjoaa kattavat funktiot laitteiston ohjaamiseen. nxtosek-käyttöjärjestelmästä sekä ohjelmoinnista on lisätietoa saatavissa mm. projektin kotisivustolta sekä Uppsalan yliopiston RTOS-kurssin kotisivustolta NXT:n funktiot on käyty yksityiskohtaisesti lävitse osoitteessa NXT:n ohjelmointiin käytetään Eclipse-ohjelmointiympäristöä sekä Cygwinterminaalia, joita käyttäen c-kielinen lähdekoodi (esim. sample.c) ja oil-päätteinen ohjelmiston kuvauskoodi (esim. sample.oil) käännetään NXT:lle ladattavaksi rxepäätteiseksi binääritiedostoksi. Käännettävät tiedostot ja rxe-tiedoston nimi määritellään Makefile-tiedostossa, jonka tulee olla samassa hakemistossa c- ja oiltiedostojen kanssa. Noppasivuilla oleva Makefile-tiedosto mahdollistaa tiedostojen

2 sijoittamisen esimerkiksi muistipalikalle tai verkkolevylle. Kääntämisen jälkeen rxetiedosto voidaan siirtää NXT:lle, jonka pitää olla päällä ohjelman siirron aikana. Eclipsen ja Cygwin-terminaalin käytön perusteet Avataan Eclipse työpöydän kuvakkeesta. Mikäli ohjelma kysyy käynnistyessään kotihakemiston kohdetta, kannattaa siksi valita Eclipsen asennushakemisto C:\cygwin\eclipse. Tehdään aluksi Makefilen sisältävä projekti, johon liitetään hakemistossa C:\cygwin\nxtOSEK\Koodit\HelloWorld olevat tiedostot. Kieleksi valitaan C ja Toolchain for Indexer Settings kohtaan valitaan <none>. Tämän jälkeen Eclipsen näkymän pitäisi olla seuraavan kaltainen, alla olevaan kuvaan on avattu jo hakemistossa olevat kolme tiedostoa.

3 helloworld.c koodi muodostuu pakollisista kirjastomäärityksistä sekä taskin OSEK_Task_Background määrityksestä. Lisäksi koodissa on esillä 1ms:n ajastinkeskeytys, jota ei tällä kertaa käytetä. OSEK_Task_Background sisältään while-silmukassa toistuvan näytön tyhjennyksen, laitteiston statusruudun tulostuksen ja kokonaisluvun 65 tulostuksen ruudulle. helloworld.oil pitää sisällään laitteiston sekä taskin määrittelyt. Oil-tiedostoja muokataan, kun ohjelmassa on useita taskeja ja niiden halutaan toimivan määrätyin aikavälein.

4 Makefile-tiedosto pitää sisällään käännettävien tiedostojen nimet sekä ohjelman lopullisen nimen. Makefile-tiedostoa on muokattu siten, että c-, oil- ja Makefiletiedostot voivat sijaita esimerkiksi erillisellä muistipalikalla cygwinin alihakemiston sijaan.

5 Ohjelman ollessa valmis, se käännetään Build all käskyllä. Muistaa tallentaa muutoksesi ennen kääntämistä! Tarvittaessa voit siivota vasemman reunan tiedostolistausta samassa valikossa olevalla Clean -käskyllä. Mikäli ohjelma kääntyy oikein eikä siinä ole virheitä, Eclipse-ohjelman alareunan konsoliin tulisi tulostua: Vaihtoehtoisesti ohjelman kääntäminen voidaan tehdä Cygwinin Terminalpääteikkunassa, jota tarvitaan myös ohjelmaan siirtoon NXT:lle. Cygwin käynnistetään työpöydän kuvakkeesta ja sitä käytetään Unix:sta tutuilla käskyillä. Siirry helloworld-hakemistoon ja tarkastele hakemiston sisältöä ohjelman käännön jäljiltä käskyjen cd c:/cygwin/nxtosek/koodit/helloworld ls -l avulla. Alla olevassa kuvassa helloworld-ohjelma on onnistuneesti käännetty käskyllä make all ja tämän jälkeen hakemiston sisältö on tarkistettu käskyllä ls. Ohjelman käännöstiedostot voidaan tarvittaessa siivota käskyllä make clean.

6 Tiedostolistauksessa näkyvää rxeflash.sh-skriptiä käytetään valmiin ohjelman siirtämiseen NXT:lle. Varmista ennen ohjelman latausta, että NXT on kytketty usbkaapelilla tietokoneeseen ja käynnistetty oranssilla näppäimellä. Usb-yhteyden aktiivisuuden voi tarkistaa NXT:n näytön vasemmasta yläreunasta. Näiden asioiden ollessa kunnossa, siirrä ohjelma NXT:lle käskyllä./rxeflash.sh Mikäli ohjelma latautuu onnistuneesti NXT:lle, tulee konsoliin seuraavankaltainen tuloste: Mikäli konsoliin ei tulostu numerosarjaa, ei ohjelma ole jostain syystä siirtynyt NXT:lle.

7 Ohjelman käynnistäminen NXT:ltä Ohjelman ollessa ladattuna NXT:lle. tulee se valita käyttöön NXT:n My Files -> Software Files valikosta. Tämä valinta käynnistää NXT:n uudelleen ja lataa ohjelman Flash-muistista NXT:n käyttömuistiin. Nyt ohjelma on käynnistettävissä käynnistettävissä oikean nuolinäppäimen RUN-käskyllä. Mikäli saat testattua ohjelman toiminnan onnistuneesti, kokeile seuraavaa tehtävää: 1. Lisää ohjelmaan jokaisella ohjelmakierroksella arvoaan kasvattava laskuri, jonka arvo esitetään lcd-näytöllä kokonaisluvun 65 sijaan. Seuraavan kerran harjoituksissa käytetään antureita, joten ottakaa ensi viikolle mukaan vähintään NXT, usb-kaapeli, kosketusanturi (kytkettynä porttiin 1), äänianturi (2), valoanturi (3), etäisyysanturi (4) sekä liitäntäkaapelit NXT:n ja antureiden välille. Halutessanne voitte kasata jonkin laatikon ohjeissa neuvotuista ajoneuvoista.