单片机

为了提供单片机内存数据传输效率,众多单片机都支持 DMA(Direct Memory Access)传输。

但是,还有另外一种可以提高内存传输效率的功能较TCM。今天就结合瑞萨RA8单片机给大家讲讲TCM的优点及应用。

关于TCM

TCM:Tightly-Coupled Memory,紧耦合内存,是通过专用的接口直接连接到处理器的存储器区域,它提供单周期访问,避免其他存储器可能存在的仲裁延时和延迟。
RA8单片机 Cortex-M85内核有2种TCM类型:Instruction TCM (ITCM) 指令TCM和Data TCM (DTCM) 数据TCM。

RA8x1有64KB ITCM和64KB DTCM。

ECC保护(代码生成和纠正逻辑)。

RA8x1支持ITCM和DTCM ECC功能,可以通过OFS2.INITECCEN设置来启用和禁用。

1.png

RA8x1 CPU方框图

TCM具有以下优点:

低延迟访问:TCM与处理器核心之间的直接连接消除了访问延迟,使得数据和指令能够更快速地被处理器访问,从而提高了系统的响应速度。

高带宽:TCM通常具有更高的带宽,可以支持处理器对数据和指令的高速读写,提升了系统的整体性能。

节省功耗:由于TCM与处理器核心直接连接,不需要通过总线进行数据传输,因此可以降低功耗。此外,由于访问延迟较低,处理器可以更快地完成任务并进入休眠模式,进一步降低功耗。

提高实时性能:对于需要实时响应的应用程序,TCM的低延迟和高带宽特性使得处理器能够更快地访问关键数据和指令,从而提高了系统的实时性能。

增强安全性:TCM可以用于存储敏感数据和关键代码,通过与处理器核心的紧密耦合,可以降低数据泄露和恶意攻击的风险,提高系统的安全性。

减少对外部存储器的依赖:TCM可以用于存储频繁访问的数据和指令,减少了对外部存储器的访问次数,降低了总体的访问延迟和功耗。这对于一些资源有限的嵌入式系统尤为重要。

增强可靠性:TCM的直接连接和高速访问特性可以提高系统的可靠性,减少因外部存储器或总线故障而导致的系统性能下降或故障。

因此,TCM适用于许多不同的应用和场景,特别是对于需要高性能、低延迟和实时响应的应用,其优势更加突出。以下是一些适合使用TCM的应用和场景:

实时控制系统:对于需要快速响应的实时控制系统,如工业机器人、航空航天控制系统、医疗设备等,TCM可以提供所需的低延迟和高带宽,确保系统能够及时、准确地响应各种控制指令。

信号处理应用:TCM对于需要大量数据处理和信号处理的应用非常适用,例如无线通信系统、雷达系统、图像处理系统等。通过将频繁访问的数据和指令存储在TCM中,可以提高系统的处理速度和效率。

物联网设备:随着物联网设备的普及,对于需要在资源有限的设备上实现高性能和实时响应的应用,TCM可以帮助提高系统的性能和能效,同时减少对外部存储器和网络带宽的依赖。

高性能计算:在需要进行复杂计算和大规模数据处理的高性能计算应用中,TCM可以提供更快速和可靠的数据访问,从而提高系统的计算性能和吞吐量。

MCU如何将通过FSP将代码/数据放置到TCM中?

瑞萨电子灵活配置软件包(FSP)是用于嵌入式系统设计的高质量增强型软件包,支持瑞萨电子RA产品家族ARM微控制器,提供用户友好的界面且可灵活扩展,确保从入门级到高性能的整个RA微控制器的软件兼容性。FSP包括高性能、低内存占用的业界一流的HAL驱动程序。还包含集成了Azure RTOS和FreeRTOS的中间件协议栈,能够简化通信和安全等复杂模块的实现。e2 studio IDE提供了对图形化配置工具和智能代码生成器的支持,从而使编程和调试变得更加轻松快捷。

  • 瑞萨FSP链接脚本提供TCM内存区域段定义

memory_region.ld中的内存大小定义:

2.png

内存区域定义:

3.png

如下原型定义可用于将用户代码/数据放置到TCM中。在启动过程中,.itcm_data和.dtcm_data区域将通过闪存中存储的初始化代码进行数据初始化。.dtcm_bss区域已初始化为零。

4.png

FSP中的ITCM段定义:

5.png

FSP中的DTCM段定义:

6.png

TCM例子分析

下图是一个RA8x1 MCU实际使用TCM的例子,它使用了ITCM和DTCM。图片中的右边为RA8x1 MCU的系统地址空间。

7.png

具体分析过程为:

1)紫色的代码“uint16_t i;”全局变量,它运行的时候,分配的地址是在从0x2200_0000开始的On-chip SRAM中。

2)红色的代码“BSP_PLACE_IN_SECTION(“.dtcm_data”)uint8x16_t rega_8, regb_8, regc_8, regd_8;”,全局变量,但是由于这些变量前面添加了BSP_PLACE_IN_SECTION(“.dtcm_data”),这表示将这些变量放置到DTCM中,它运行的时候,分配的地址是在从0x2000_0000开始的DTCM中。

3)青色的代码“void hal_entry(void)”,它是函数,运行的时候,分配的地址是在从0x0200_0000开始的On-chip flash中。

4)深绿色的代码“void helium_test(void)”,它是函数,但是由于这些变量前面添加了BSP_PLACE_IN_SECTION(“.itcm_data”),这意味着,该代码运行的时候,分配的地址是从0x0000_0000开始的ITCM中。

下图是上面描述的代码在e2 studio中使用了LLVM工具链编译并仿真运行的截图,可以发现右边表达式窗口中的i,rega_8, regb_8, regc_8, regd_8,helium_test,hal_entry这些代码或者变量的地址和刚刚分析的结果是相符的。

8.png

来源:瑞萨嵌入式小百科

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Holtek持续扩展中高阶市场产品应用,推出全新HT32F49153/HT32F49163系列32-bit单片机,采用高效能Arm® Cortex®-M4核心,提供单精度浮点运算单元(FPU),支持所有Arm®单精度数据处理指令和数据类型。该核心亦具备完整DSP指令与内存保护单元(MPU),增强数值运算效能与应用安全性,并提供多种节能模式,适用于各种应用场景,如嵌入式系统、工业控制、物联网、智慧家庭等。

1.jpg

HT32F49153/HT32F49163系列最高运行速度可达150MHz,工作电压范围为2.4V~3.6V,符合-40℃~105℃工业温度范围。Flash容量为128KB/256KB,并支持外部内存扩展(XMC),兼容8080/6800模式作为TFT-LCD接口。提供耐受5V电压输入的GPIO及丰富的外围资源,如转速高达5.33Msps 12-bit ADC×1,12-bit DAC×2,16-bit通用定时器×8,32-bit通用定时器×1,高级定时器×1,基本定时器×2,I²C×3,SPI/I²S×3,USART/UART×8,IRTMR×1,OTGFS×1 (Device模式下支持无晶振Xtal-less)和CAN×2。

HT32F49153/HT32F49163提供32-pin QFN、48/64/100-pin LQFP封装,依据封装类型GPIO脚位可达87个。全系列支持业界主流Keil MDK及IAR EWARM开发环境,并提供硬件开发工具包、周边驱动函式库(Firmware Library)及应用范例等,提供开发便利性,缩短产品开发周期。

来源:HOLTEK

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单片机可以替代PLC吗?

单片机不能完全替代PLC 。虽然单片机可以通过编程实现类似的功能,但是在可靠性和稳定性方面相对来说稍逊于PLC。PLC具有良好的可编程性、实时性和稳定性等特点,在工业控制和自动化领域受到广泛应用。

PLC有哪些优点是单片机无法替代的?

PLC相对于单片机具有以下一些优点,这些优点使得PLC在某些应用中无法被单片机替代:
  • 可靠性高 :PLC采用工业级元器件,具有可靠、稳定的性能。其内部机制设计复杂、精密,运行稳定,因此很少出现类似死机或蓝屏等情况,使用寿命长。

  • 抗干扰能力强 :PLC通常有更强的抗干扰能力和更高的稳定性,可以工作在更恶劣的环境下,如高温、高湿、强电磁干扰等。

  • 模块化、分布式控制 :PLC可以通过模块化、分布式控制的方式来构建复杂的系统,支持多任务处理和多设备协同控制。

  • 编程简单 :PLC编程相对简单,常常使用图形化编程语言,如梯形图(Ladder Diagram)、顺序功能图(SFC)、结构化文本(ST)等。这使得开发周期缩短,也降低了开发难度。

  • 输入输出接口灵活 :PLC的输入输出接口通常数量较多,可方便扩展使用,另外PLC也具有很好的多通道控制功能,对于输入输出操作可以直接进行操作。

  • 扩展性强 :PLC可以通过模块扩展来增加功能,而不需要对PLC本身进行修改。

  • 安全性高 :PLC通常具有较高的安全性,可以通过安全模块和安全协议来确保系统的安全性。

PLC在可靠性、抗干扰能力、模块化、编程简单、输入输出接口灵活、扩展性和安全性等方面都具有优势,这些优势使得PLC在一些特定应用中无法被单片机替代。

单片机和PLC的区别是什么?

单片机和PLC的区别主要体现在以下几个方面:
  • 应用领域:单片机通常用于小型应用,如小型电器设备中控制电机、传感器等。而PLC则主要用于大型应用,如自动化和机器控制。
  • 功能实现方式:单片机可以通过编程实现其功能,通常用于不需要高级程序和算法的简单应用。而PLC则可以通过编程和配置来实现更为复杂的控制任务。
  • 结构和接口:单片机一般只有少量的输入输出接口,而PLC可以具有多种输入输出接口,以适应不同的应用要求。
  • 可靠性和稳定性:PLC具有良好的可编程性、实时性和稳定性等特点,因此在工业控制和自动化领域受到广泛应用。而单片机的可靠性和稳定性相对来说稍逊于PLC。
  • 成本:对于量大的配套项目,采用单片机系统具有成本低、效益高的优点,但这需要有相当的研发力量和行业经验才能使系统稳定。而PLC的成本相对较高,但在一些需要高可靠性和稳定性的应用中,使用PLC可能更为合适。
  • 编程和调试:PLC广泛使用梯形图代替计算机语言,对编程有一定的优势,使得使用者更加容易使用。而单片机的编程和调试则需要较高的技术水平。

总的来说,单片机和PLC在应用、功能实现方式、结构、接口、可靠性、稳定性、成本和编程调试等方面都有所不同。在实际应用中,需要根据具体的需求和条件来选择合适的控制系统。

来源:电工与电气控制技术知识

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大家好,今天分享一篇关于按键处理的文章,项目地址如下https://gitee.com/wei513723/key_board 

key_board介绍

key_board用于单片机中的小巧多功能按键支持,软件采用了分层的思想,并且做到了与平台无关,用户只需要提供按键的基本信息和读写io电平的函数即可,非常方便移植,同时支持多个矩阵键盘及多个单io控制键盘。

目前已实现按下触发、弹起触发、长按自动触发、长按弹起触发、多击触发、连续触发等功能,并且能够随意组合(支持状态的同一时间轴和非同一时间轴),后续还会添加更多的功能。

使用说明

  1. 初始化相关的硬件资源。

  2. 提供一个1ms的定时器,用于周期性的调用'key_check'函数。

  3. 提供按键的描述及读写io的函数。

  4. 将键盘注册到系统。

  5. 具体的操作参考提供的stm32例程。

  6. 因为程序默认使用了堆内存,当发现程序运行结果不正常时,尝试增大你的程序堆空间,或者注册调试接口查看原因。

  7. 更详细的使用教程见详细使用说明或者提供的stm32例程。

已支持的键盘

1、矩阵键盘

1.jpg

矩阵键盘

2、单io按键

2.jpg

单io按键

详细使用说明

将key_board.c,key_board.h,key_board_config.h放进key_board文件夹中并包含进你的工程,添加头文件路径。

基础功能移植(以stm32矩阵键盘为例)

首先需要一个可使用的定时器(如果不想使用定时器也可直接放到主循环中,但不推荐,会导致时基不准确),固定为1ms触发一次;

准备待检测的按键的基本信息,可参考key_board_sample.c文件中的struct key_pin_t结构体,如:

struct key_pin_t {
    GPIO_TypeDef *port;     //按键端口号
    uint16_t pin;           //按键的引脚号
    GPIO_PinState valid;    //按键的有效电平(即按键按下时的电平)
    GPIO_PinState invalid;  //按键的无效电平(即按键空闲时的电平)
    /*
    可添加你的其它参数
    */
};

定义待检测的按键信息,可参考key_board_sample.c文件中的const struct key_pin_t key_pin_sig[]结构体数组,对应头文件为key_board_sample.h,如:

//全局变量
const struct key_pin_t key_pin_sig[] = {
    {
        .port = KEY_PORT_J12,
        .pin = KEY_PIN_J12,
        .valid = KEY_PRESS_LEVEL_J12,
        .invalid = KEY_RELEASE_LEVEL_J12
    },
    {
        .port = KEY_PORT_J34,
        .pin = KEY_PIN_J34,
        .valid = KEY_PRESS_LEVEL_J34,
        .invalid = KEY_RELEASE_LEVEL_J34
    },
    {
        .port = KEY_PORT_J56,
        .pin = KEY_PIN_J56,
        .valid = KEY_PRESS_LEVEL_J56,
        .invalid = KEY_RELEASE_LEVEL_J56
    },
};

如果为矩阵键盘还需要定义控制io的相关信息,可参考key_board_sample.c文件中的const struct key_pin_t key_pin_ctrl[]结构体数组,对应头文件为key_board_sample.h,如:

const struct key_pin_t key_pin_ctrl[] = {
    {
        .port = KEY_PORT_J135,
        .pin = KEY_PIN_J135,
        .valid = KEY_CTL_LINE_ENABLE,
        .invalid = KEY_CTL_LINE_DISABLE
    },
    {
        .port = KEY_PORT_J246,
        .pin = KEY_PIN_J246,
        .valid = KEY_CTL_LINE_ENABLE,
        .invalid = KEY_CTL_LINE_DISABLE
    },
};

实现按键io的电平读取函数,可参考key_board_sample.c文件中的pin_level_get函数,如:

static inline bool pin_level_get(const void *desc)
{
    struct key_pin_t *pdesc;

    pdesc = (struct key_pin_t *)desc;
    return HAL_GPIO_ReadPin(pdesc->port, pdesc->pin) == pdesc->valid;
}

如果为矩阵键盘还需要实现按键io的电平写入函数,可参考key_board_sample.c文件中的pin_level_set函数,如:

static inline void pin_level_set(const void *desc, bool flag)
{
    struct key_pin_t *pdesc;

    pdesc = (struct key_pin_t *)desc;
    HAL_GPIO_WritePin(pdesc->port, pdesc->pin, flag ? pdesc->valid : pdesc->invalid);
}

定义按键的id及功能结构体struct key_public_sig_t,可参考key_board_sample.c文件中的const struct key_public_sig_t key_public_sig[]结构体数组,对应头文件key_board.h,如:

const struct key_public_sig_t key_public_sig[] = {
    KEY_PUBLIC_SIG_DEF(KEY_UP, &key_pin_sig[0], pin_level_get, KEY_FLAG_NONE),
    KEY_PUBLIC_SIG_DEF(KEY_LEFT, &key_pin_sig[1], pin_level_get, KEY_FLAG_NONE),
    KEY_PUBLIC_SIG_DEF(KEY_DOWN, &key_pin_sig[2], pin_level_get, KEY_FLAG_NONE),
    //下面的是因为使用的矩阵键盘而扩展出来的三个按键
    KEY_PUBLIC_SIG_DEF(KEY_ENTER, &key_pin_sig[0], pin_level_get, KEY_FLAG_NONE),
    KEY_PUBLIC_SIG_DEF(KEY_RIGHT, &key_pin_sig[1], pin_level_get, KEY_FLAG_NONE),
    KEY_PUBLIC_SIG_DEF(KEY_EXIT, &key_pin_sig[2], pin_level_get, KEY_FLAG_NONE),
};

如果为矩阵键盘还需要定义控制io的id及功能结构体struct key_public_ctrl_t,可参考key_board_sample.c文件中的const struct key_public_ctrl_t key_public_ctrl[]结构体数组,对应头文件key_board.h,如:

const struct key_public_ctrl_t key_public_ctrl[] = {
    KEY_PUBLIC_CTRL_DEF(&key_pin_ctrl[0], pin_level_set),
    KEY_PUBLIC_CTRL_DEF(&key_pin_ctrl[1], pin_level_set),
};

初始化键盘,可参考key_board_sample.c文件中的GPIO_Key_Board_Init函数,如:

void GPIO_Key_Board_Init(void)
{
    //硬件io的初始化
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStruct;
    unsigned int i;

    RCC_KEY_BOARD_CLK_ENABLE();

    GPIO_InitStruct.Pull  = GPIO_PULLUP;
    GPIO_InitStruct.Mode  = GPIO_MODE_INPUT;
    for(i = 0;i < ARRAY_SIZE(key_pin_sig);i++)
    {
        GPIO_InitStruct.Pin   = key_pin_sig[i].pin;
        HAL_GPIO_Init(key_pin_sig[i].port, &GPIO_InitStruct);
    }

    GPIO_InitStruct.Speed = GPIO_SPEED_FREQ_LOW;
    GPIO_InitStruct.Pull  = GPIO_NOPULL;
    GPIO_InitStruct.Mode  = GPIO_MODE_OUTPUT_PP;
    for(i = 0;i < ARRAY_SIZE(key_pin_ctrl);i++)
    {
        GPIO_InitStruct.Pin   = key_pin_ctrl[i].pin;
        HAL_GPIO_Init(key_pin_ctrl[i].port, &GPIO_InitStruct);
    }

    //初始化键盘
    key_board_init();
    //注册键盘到系统中(矩阵键盘)
    key_board_register(KEY_BOARD_MATRIX, key_public_sig, ARRAY_SIZE(key_public_sig), key_public_ctrl, ARRAY_SIZE(key_public_ctrl));
}

主流程伪代码框架,更多例子参考main_test.c文件:

int main(void)
{
    //初始化硬件io,并注册键盘
    GPIO_Key_Board_Init();
    //初始化定时器,用于按键扫描(1ms)
    init_tmr();

    for(;;)
    {
        if(key_check_state(KEY_UP, KEY_RELEASE))
        {
            PRINTF("KEY_UP KEY_RELEASE\r\n");
        }
        if(key_check_state(KEY_UP, KEY_PRESS))
        {
            PRINTF("KEY_UP KEY_PRESS\r\n");
        }
    }
}

//定时器到期回调处理函数
void tmr_irq_callback(void)
{
    //调用按键扫描核心函数
    key_check();
}

扩展功能长按的使用

首先确保key_board_config.h文件中宏KEY_LONG_SUPPORT已处于使能状态,并且正确设置了宏KEY_DEFAULT_LONG_TRRIGER_TIME的值;

设置按键功能需要对长按进行检测,如:

KEY_PUBLIC_SIG_DEF(KEY_UP, &key_pin_sig[0], pin_level_get, KEY_FLAG_PRESS_LONG | KEY_FLAG_RELEASE_LONG)

使用例程:

if(key_check_state(KEY_UP, KEY_PRESS_LONG))
{
    PRINTF("KEY_UP KEY_PRESS_LONG\r\n");
}
if(key_check_state(KEY_UP, KEY_RELEASE_LONG))
{
    PRINTF("KEY_UP KEY_RELEASE_LONG\r\n");
}

扩展功能连按的使用

首先确保key_board_config.h文件中宏KEY_CONTINUOUS_SUPPORT已处于使能状态,并且正确设置了宏KEY_DEFAULT_CONTINUOUS_INIT_TRRIGER_TIME和KEY_DEFAULT_CONTINUOUS_PERIOD_TRRIGER_TIME的值;

设置按键功能需要对连按进行检测,如:

KEY_PUBLIC_SIG_DEF(KEY_UP, &key_pin_sig[0], pin_level_get, KEY_FLAG_PRESS_CONTINUOUS)

使用例程:

if(key_check_state(KEY_UP, KEY_PRESS_CONTINUOUS))
{
    PRINTF("KEY_UP KEY_PRESS_CONTINUOUS\r\n");
}

扩展功能多击的使用

首先确保key_board_config.h文件中宏KEY_MULTI_SUPPORT已处于使能状态,并且正确设置了宏KEY_DEFAULT_MULTI_INTERVAL_TIME的值;

设置按键功能需要多击进行检测,如:

KEY_PUBLIC_SIG_DEF(KEY_UP, &key_pin_sig[0], pin_level_get, KEY_FLAG_PRESS_MULTI | KEY_FLAG_RELEASE_MULTI)

使用例程:

unsigned int res;
res = key_check_state(KEY_UP, KEY_PRESS_MULTI);
if(res)
{
    PRINTF("KEY_UP KEY_PRESS_MULTI:%d\r\n", res);
}
res = key_check_state(KEY_UP, KEY_RELEASE_MULTI);
if(res)
{
    PRINTF("KEY_UP KEY_RELEASE_MULTI:%d\r\n", res);
}

扩展功能组合状态(同一时间轴)

使用例程:

unsigned int key_down_release_long, key_up_release_long;
key_down_release_long = key_check_state(KEY_DOWN, KEY_RELEASE_LONG);
key_up_release_long = key_check_state(KEY_UP, KEY_RELEASE_LONG);
if(key_down_release_long && key_up_release_long)
{
    PRINTF("KEY_DOWN KEY_RELEASE_LONG && KEY_UP KEY_RELEASE_LONG\n");
}

扩展功能组合状态(非同一时间轴)

首先确保key_board_config.h文件中宏KEY_COMBINE_SUPPORT已处于使能状态,并且正确设置了宏KEY_DEFAULT_COMBINE_INTERVAL_TIME的值;

使用例程:

//用于保存注册后的组合状态id
static unsigned int test_id1, test_id2;

//定义要检测的状态
const struct key_combine_t test_combine1[] = {
    { .id = KEY_UP,     .state = KEY_PRESS },
    { .id = KEY_DOWN,   .state = KEY_PRESS_LONG },
    { .id = KEY_UP,     .state = KEY_PRESS },
};
//注册组合状态
test_id1 = key_combine_register(test_combine1, ARRAY_SIZE(test_combine1));

const struct key_combine_t test_combine2[] = {
    { .id = KEY_UP,     .state = KEY_PRESS },
    { .id = KEY_DOWN,   .state = KEY_PRESS },
    { .id = KEY_UP,     .state = KEY_PRESS },
    { .id = KEY_DOWN,   .state = KEY_PRESS },
};
test_id2 = key_combine_register(test_combine2, ARRAY_SIZE(test_combine2));

if(key_check_combine_state(test_id1))
{
    PRINTF("combine test_id1\r\n");
}

if(key_check_combine_state(test_id2))
{
    PRINTF("combine test_id2\r\n");
}

原文:https://gitee.com/wei513723/key_board

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围观 18

单片机的应用非常广泛,有的场景可能不需要RTOS,但很多场景下都需要数据的交互。今天分享一个用于单片机裸机情况下,实现的队列功能的模块:QueueForMcu

QueueForMcu

基于单片机实现的队列功能模块,主要用于8位、16位、32位非运行RTOS的单片机应用,兼容大多数单片机平台。

开源地址:https://github.com/xiaoxinpro/QueueForMcu 

一、特性

  • 动态创建队列对象
  • 动态设置队列数据缓冲区
  • 静态指定队列元素数据长度
  • 采用值传递的方式保存队列数据

二、快速使用

#include "queue.h"

#define Q_UART_BUFFER_SIZE  1024

QUEUE_HandleTypeDef qUartTx;
QUEUE_DATA_T BufferUartTx[Q_UART_BUFFER_SIZE];

int main(void)
{  
    QUEUE_DATA_T temp;    
    
    //初始化队列  
    Queue_Init(&qUartTx, BufferUartTx, Q_UART_BUFFER_SIZE);    
    
    while(1)  
    {    
        //入队    
        Queue_Push(&qUartTx, 'Q');    
        Queue_Push(&qUartTx, 'u');    
        Queue_Push(&qUartTx, 'e');    
        Queue_Push(&qUartTx, 'u');    
        Queue_Push(&qUartTx, 'e');        
        
        //出队    
        Queue_Pop(&qUartTx, &temp);    
        Queue_Pop(&qUartTx, &temp);    
        Queue_Pop(&qUartTx, &temp);    
        Queue_Pop(&qUartTx, &temp);    
        Queue_Pop(&qUartTx, &temp);  
    }
}

三、配置说明

目前QueueForMcu只有一个静态配置项,具体如下:

在文件 queue.h 中有一个宏定义 QUEUE_DATA_T 用于指定队列元素的数据长度,默认是 unsigned char ,可以根据需要更改为其他数据类型。

四、数据结构

队列的数据结构为 QUEUE_HandleTypeDef 用于保存队列的状态,源码如下:

typedef struct QUEUE_HandleTypeDef
{    
    unsigned int head;                      //队列头指针    
    unsigned int tail;                      //队列尾指针    
    unsigned int buffer_length;             //队列缓存长度(初始化时赋值)    
    QUEUE_DATA_T * buffer;                  //队列缓存数组(初始化时赋值)
}QUEUE_HandleTypeDef;

其中 QUEUE_DATA_T 为配置项中自定义的数据类型。

五、创建队列

1、创建队列缓存

由于我们采用值传递的方式保存队列数据,因此我们在创建队列前要手动创建一个队列缓存区,用于存放队列数据。

QUEUE_DATA_T BufferUartTx[1024];

以上代码即创建一个大小为 1024 的队列缓存区。

2、创建队列结构

接下来使用 QUEUE_HandleTypeDef 创建队列结构,用于保存队列的状态:

QUEUE_HandleTypeDef qUartTx;

3、初始化队列

准备好队列缓存和队列结构后调用 Queue_Init 函数来创建队列,该函数原型如下:

void Queue_Init(QUEUE_HandleTypeDef * hqueue, QUEUE_DATA_T * buffer, unsigned int len)

参数说明:

参数名描述
hqueue需要初始化的队列结构,如果二次初始化将清空原队列的内容。
buffer队列缓存的首地址指针
len队列长度,不能比队列缓存长度还要大。

参考代码:

Queue_Init(&qUartTx, BufferUartTx, Q_UART_BUFFER_SIZE);

六、压入队列

1、单数据压入

将数据压入队列尾部使用 Queue_Push 函数,该函数原型如下:

QUEUE_StatusTypeDef Queue_Push(QUEUE_HandleTypeDef * hqueue, QUEUE_DATA_T data)

参数说明:

参数名描述
hqueue需要压入数据的队列结构。
data待压入队列的数据。

返回值说明:

该函数会返回一个 QUEUE_StatusTypeDef 枚举数据类型,返回值会根据队列状态返回以下几个值:

返回值描述
QUEUE_OK数据压入队列成功。
QUEUE_OVERLOAD未压入数据到队列中,原因队列已满。

参考代码:

Queue_Push(&qUartTx, 'Q');
Queue_Push(&qUartTx, 0x51);
Queue_Push(&qUartTx, 81);

2、多数据压入

若需要将多个数据(数组)压入队列可以使用 Queue_Push_Array 函数,原理上循环调用 Queue_Push 函数来实现的,函数原型如下:

unsigned int Queue_Push_Array(QUEUE_HandleTypeDef * hqueue, QUEUE_DATA_T * pdatas, unsigned int len)

参数说明:

参数名描述
hqueue需要压入数据的队列结构。
pdatas待压入队列的数组首地址。
len待压入队列的数组长度。

当数组长度大于队列剩余长度时,数组多余的数据将被忽略。

返回值说明:

  • 该函数将返回实际被压入到队列中的数据长度。

  • 当队列中的剩余长度富余时,返回值将等于参数 len 的值。

  • 当队列中的剩余长度不足时,返回值为实际被压入到队列的数据长度。

七、弹出队列

1、单数据弹出

将队列头部数据弹出队列使用 Queue_Pop 函数,需要注意的是,弹出的数据将从队列中删除,该函数原型如下:

QUEUE_StatusTypeDef Queue_Pop(QUEUE_HandleTypeDef * hqueue, QUEUE_DATA_T * pdata)

参数说明:

参数名描述
hqueue需要弹出数据的队列结构。
pdata用于保存弹出数据变量的指针。

返回值说明:

该函数会返回一个 QUEUE_StatusTypeDef 枚举数据类型,返回值会根据队列状态返回以下几个值:

返回值描述
QUEUE_OK数据弹出队列成功。
QUEUE_VOID未弹出数据到队列中,原因队列为空。

参考代码:

QUEUE_DATA_T temp;
if(QUEUE_OK = Queue_Pop(&qUartTx, &temp))
{   
     // temp 为队列弹出的数据
}
else
{    
    // 弹出数据失败
}

2、多数据弹出

若需要将多个数据弹出队列可以使用 Queue_Pop_Array 函数,原理上循环调用 Queue_Pop 函数来实现的,需要注意的是,成功弹出的数据将从队列中删除,函数原型如下:

unsigned int Queue_Pop_Array(QUEUE_HandleTypeDef * hqueue, QUEUE_DATA_T * pdatas, unsigned int len)

参数说明:

参数名描述
hqueue需要弹出数据的队列结构。
pdatas用于保存弹出数据数组的首地址。
len需要弹出数据数组的长度。
当需要弹出数据的长度大于队列中的数据长度时,弹出数组多余的空间将不会被赋值。

返回值说明:

  • 该函数将返回实际从队列中弹出的数据长度。

  • 当队列中的数据长度足够时,返回值将等于参数 len 的值。

  • 当队列中的数据长度不足时,返回值为实际从队列中弹出的数据长度。

3、单数据复制

当需要从队列头部获取数据,但又不希望数据从队列中删除时,可以使用 Queue_Peek 函数来实现,该函数的参数与返回值与 Queue_Pop 完全相同。

使用 Queue_Peek 和 Queue_Pop 函数的区别在于:

  • Queue_Pop 得到队列中的数据后会删除队列中的数据。
  • Queue_Peek 得到队列中的数据后会保留队列中的数据。

4、多数据复制

当需要从队列头部获取多个数据,但又不希望数据从队列中删除时,可以使用 Queue_Peek_Array 函数来实现,该函数的参数与返回值与 Queue_Pop_Array 完全相同。

使用 Queue_Peek_Array 和 Queue_Pop_Array 函数的区别在于:

  • Queue_Pop_Array 得到队列中的数据后会删除队列中的数据。
  • Queue_Peek_Array 得到队列中的数据后会保留队列中的数据。

八、其他功能

1、清空队列

当需要清空队列数据时,无需弹出所有数据,只需要调用 Queue_Clear 即可快速清空指定队列,在创建队列时会调用此函数来初始化队列,因此对于刚创建完成的队列无需调用清空队列函数。

函数原型:

void Queue_Clear(QUEUE_HandleTypeDef * hqueue)

参数说明:

参数名描述
hqueue需要清空的队列结构。

2、获取队列数据数量

当需要获取队列中的数据长度时,调用 Queue_Count 函数,函数原型如下:

unsigned int Queue_Count(QUEUE_HandleTypeDef * hqueue)

参数说明:

参数名描述
hqueue需要获取数据长度的队列结构。

返回值说明:

  • 该函数将返回队列中的数据长度。
  • 返回值范围在0到创建队列时的长度之间。

来源:技术让梦想更伟大(作者:李肖遥)

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围观 22

系统设计人员在为产品添加蓝牙功能时面临诸多障碍,从技术和资源限制到预算限制,从上市时间压力到具有挑战性的性能和集成要求。Microchip Technology Inc.(微芯科技公司)扩大旗下蓝牙低功耗产品组合,推出12 种新产品,旨在为设计人员提供广泛的选择,以帮助其应对独特的挑战,克服从最简单到最高级设计中的各类障碍。这些新增产品包括可直接用于射频应用的WBZ350模块和PIC32CX-BZ3 SoC,为在产品设计中集成蓝牙低功耗单片机(MCU)提供了最低的门槛。如需了解全部12款产品,请访问Microchip蓝牙低功耗网页:https://www.microchip.com/en-us/products/wireless-connectivity/bluetooth...

1.png

Microchip负责无线解决方案事业部的副总裁Rishi Vasuki 表示:“在任何类型的产品中添加蓝牙功能时,选择越来越重要。开发人员需要各种选项,并能根据自身技能和应用需求在不同选项之间进行切换。没有其他供应商生产的蓝牙低功耗产品能像我们的即插即用模块一样简单易用,也无法为更先进的设计提供如此广泛的选项,所有选项都来自同一家供应商,从而不必以功能换取简单易用或以创新牺牲快速开发。” 

除蓝牙MCU外,Microchip还推出了RNBD350即插即用模块,降低了在产品设计中添加蓝牙低功耗连接的成本和复杂性障碍。这些模块最大限度地减少了射频设计优化、法规认证和软件开发所需的时间、资金和工程资源。对于希望获得更大灵活性的资深工程师,Microchip 可提供强大的无线、多协议MCU片上系统 (SoC)选项。 

Microchip蓝牙低功耗器件的应用示例包括物联网智能家居和楼宇系统、工业物联网(IIoT)解决方案和汽车设计。设计人员在入门级应用中使用新扩展的蓝牙低功耗产品组合,可受益于简便的开发流程,包括内部支持服务和开发工具,而不会影响蓝牙功能。此外,Microchip全面的MCU专业知识还能帮助他们进行产品选择,在需要应对更复杂的设计挑战时,还可以轻松切换到更先进的工业级蓝牙低功耗产品。 

开发人员还可以利用Microchip不断扩大的无线产品组合来实现端到端解决方案。这些产品组合提供一系列采用Wi-Fi®、Zigbee®、Thread 和sub-GHz等流行无线技术的产品,可与蓝牙产品组合无缝协作。 

开发工具

Microchip为客户提供全面的开发工具、软件以及iOS®和Android®平台移动应用程序源代码、构建模块应用示例和演示,以及免费的设计检查服务,帮助客户快速启动产品开发。

供货与定价

如需了解更多信息或购买,请联系Microchip销售代表、全球授权分销商或访问Microchip采购和客户服务网站 www.microchipdirect.com

来源:Microchip微芯

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围观 15

太空探索正迎来复苏期,一系列令人兴奋的新任务相继展开,如备受期待的Artemis II(阿尔忒弥斯二号计划)、JAXA SLIM 和 Chandaaryan-3成功登月以及New Space在近地轨道 (LEO)进行新部署。设计人员需要符合严格的辐射和可靠性标准的电子元件,以满足在恶劣太空环境中工作的要求。Microchip Technology(微芯科技公司)宣布推出新款耐辐射32位单片机SAMD21RT。该产品基于耐辐射(RT)Arm® Cortex®-M0+技术,采用64引脚陶瓷和塑料封装,具备128 KB闪存和16 KB SRAM。

1.jpg

SAMD21RT专为对尺寸和重量要求极高的空间受限应用而设计,基底面积仅为10 mm × 10 mm。SAMD21RT运行频率高达48 MHz,可为恶劣环境提供高性能处理能力。该器件集成了模拟功能,包括多达20路通道的模数转换器 (ADC)、数模转换器 (DAC) 和模拟比较器。 

SAMD21RT器件基于Microchip广泛应用于工业和汽车市场的现有SAMD21 MCU 系列。该器件还采用商用现货(COTS)技术,在过渡到耐辐射器件时,由于设计保持引脚兼容,可大大简化设计过程。Microchip 为空间应用提供了全面的系统解决方案,可围绕 SAMD21RT 单片机设计多种器件,包括 FPGA、电源和分立器件、存储器产品、通信接口以及各种规格的振荡器。 

为了承受包括辐射和极端温度在内的恶劣环境,SAMD21RT可在−40°C至125°C的温度范围内工作,并具有高水平的辐射耐受性,总电离剂量(TID)能力高达50 krad,单次事件闩锁 (SEL)抗扰度高达 78 MeV.cm²/mg。 

Microchip负责航空航天与防御业务部的副总裁Bob Vampola表示:“与我们合作的优势在于,我们拥有相应的历史、知识和能力,可在公司内部完成耐辐射器件的设计和测试。我们将继续引入以太网、人工智能和机器学习等在商业和工业市场发展起来的新技术,并利用辐射性能对其进行改进,以满足太空任务的需求。我们还将继续提供更高的计算性能,并将更新的技术集成到更小的封装中,减轻重量和尺寸。” 

SAMD21RT 功耗低,具有空闲和待机休眠模式以及sleepwalking外设等功能。其他外设包括一个12通道直接存储器访问控制器 (DMAC)、一个 12 通道事件系统、各种控制定时器/计数器 (TCC)、一个32位实时计数器 (RTC)、一个看门狗定时器 (WDT) 和一个 USB 2.0 接口。通信选项包括串行通信 (SERCOM)、I2C、SPI 和 LIN。 

Microchip拥有数以万计的在轨部件,一直是太空探索历史的重要组成部分,对今天和未来的太空任务至关重要。作为Artemis计划的一部分,Microchip 的产品正在飞往月球的途中,并为太空发射系统、猎户座飞船、月球门户空间站、月球着陆器和下一代宇航服的成功研制贡献力量。

来源:Microchip微芯

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围观 13

大小端及字节序在嵌入式软件开发过程中经常会遇到,数据传输、存储、通信等这些地方都会牵涉到,下面就来给大家分享一下相关知识。

回顾字节序

字节序,即字节在电脑中存放时的序列与输入(输出)时的序列是先到的在前还是后到的在前。

---来自百度百科

拿数据 0x01020304为例:

在大端CPU中:数据将存储为0x01(address + 0),0x02(address + 1),0x03(address + 2),0x04(address + 3)。

在小端CPU中:数据将存储为0x04(address + 0),0x03(address + 1),0x02(address + 2),0x01(address + 3)。

1.jpg

如果你的程序使用简单的数据结构(例如“ int”和“ short”),则没有什么麻烦。但是,如果数据结构类似于以下示例,则可能会遇到问题。

union 
{ 
    unsigned int dat; 
    unsigned char c[4]; 
}X;

void foo( ) 
{ 
    int t0; 
    X.dat = 0x01020304; 
    t0 = X.c[0]; ・・・
}

在大端 CPU 中编译并执行此代码时, t0”的值为0x01。在小端CPU中, t0”的值为0x04。

那么问题来了:要想使存储顺序从大端,变为小端,怎么办呢?

方法其实有很多种,这里讲讲针对IAR的两种方法:

  • 使用__big_endian关键字。

  • 使用__REV, __REV16, __REVSH, RBIT函数。

使用__big_endian关键字

IAR中__big_endian关键字提供了一种方便的方式来将应用程序从big-endian移植到little-endian。

__big_endian关键字用于访问以big-endian字节顺序存储的变量,而与应用程序其余部分使用的字节顺序无关。在ARMv6或更高版本进行编译时,可以使用__big_endian关键字。

只需添加__big_endian关键字即可,如:

____big_endian union 
{ 
    unsigned int dat; 
    unsigned char c[4]; 
}X;

void foo( ) 
{
    int t0;
    X.dat = 0x01020304;
    t0 = X.c[0];
    ・・・
}

修改后的代码在低位字节CPU中编译和执行,变量“ t0”为0x01。

注意:此关键字不能用于指针。同样,此属性不能在数组上使用。同时,关键字__big_endian插入REV指令以交换字节数据,REV指令的插入会影响代码大小和执行时间。

2.png

关键字具有限制,不能应用于复杂的数据结构,比如以下代码会生成错误:

__big_endian
union 
{ 
    unsigned long dat; 
    unsigned char c[4]; 
    struct 
    { 
     unsigned long a0: 1; 
     unsigned long a1: 1; 
     unsigned long a2: 2; 
     unsigned long a3: 4; 
     unsigned long a4: 8; 
     unsigned long a5: 16; 
   }s;
} f1_dat2;

使用__REV, __REV16, __REVSH, RBIT函数

大端和小端之间的字节顺序差异只是顺序,因此我们需要做的是更改字节顺序,我们再次以变量0x01020304为例:

3.png

我们可以通过代码实现交换功能,比如:

typedef unsigned long uint32_t;
uint32_t bswap_32(uint32_t x) 
{  
    uint32_t t = x;  
    uint32_t s;  
    s = ( (((uint32_t)(t) & (uint32_t)0x000000ffUL) << 24) |    
        (((uint32_t)(t) & (uint32_t)0x0000ff00UL) << 8) |      
        (((uint32_t)(t) & (uint32_t)0x00ff0000UL) >> 8) |  
        (((uint32_t)(t) & (uint32_t)0xff000000UL) >> 24) ); 
    return s; 
}

通过这种方式实现,将导致消耗更多时间和代码大小。

在C代码中,我们通常编写内联汇编代码实现交换。IAR有种内部函数可以实现该功能。

比如下面交换功能:

4.png

代码如下:

#include <intrinsics.h>
void x1( void ) 
{
    s2 = __REV(s1);
    s3 = __REV16(s1);
    s4 = __REVSH(s1);
}

以上就是在IAR中实现大小端字节序的迁移方法,感兴趣的读者可以在IAR中编码测试一下。

来源:strongerHuang

免责声明:本文为转载文章,转载此文目的在于传递更多信息,版权归原作者所有。本文所用视频、图片、文字如涉及作品版权问题,请联系小编进行处理(联系邮箱:cathy@eetrend.com)。

围观 13

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