1 / 12

การสื่อสารกับบอร์ด MCU ผ่านพอร์ต USB

การสื่อสารกับบอร์ด MCU ผ่านพอร์ต USB. ปฏิบัติการเกี่ยวกับวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ (01204223). ผศ.ดร.ชัยพร ใจแก้ว ภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์. สถาปัตยกรรม USB. อุปกรณ์ด้านหนึ่งทำหน้าที่เป็นโฮสท์ (Host) อีกด้านหนึ่งทำหน้าที่เป็นดีไวซ์ (Device)

lycoris-rhea
Download Presentation

การสื่อสารกับบอร์ด MCU ผ่านพอร์ต USB

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. การสื่อสารกับบอร์ด MCUผ่านพอร์ต USB ปฏิบัติการเกี่ยวกับวิศวกรรมคอมพิวเตอร์(01204223) ผศ.ดร.ชัยพร ใจแก้ว ภาควิชาวิศวกรรมคอมพิวเตอร์คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

  2. สถาปัตยกรรม USB • อุปกรณ์ด้านหนึ่งทำหน้าที่เป็นโฮสท์ (Host) อีกด้านหนึ่งทำหน้าที่เป็นดีไวซ์ (Device) • ไม่ว่าจะเขียนข้อมูลไปยังดีไวซ์ หรืออ่านข้อมูลจากดีไวซ์ ฝั่งโฮสท์ต้องมีการส่งคำร้องขอ (request) ไปก่อนเสมอ Request PC - Notebook - USB Host USBDevice - Flash drive - Mouse - Game controller - etc. DeviceDriver App USB Cable Response

  3. โครงสร้างของคำร้องขอ • ประกอบด้วยข้อมูล 5 ส่วน • RequestType (1 ไบท์) – ทิศทางการส่งข้อมูล • Request (1 ไบท์) – หมายเลขคำร้องขอ • Value (2 ไบท์) – พารามิเตอร์ประกอบคำร้องเพิ่มเติม • Index (2 ไบท์) – พารามิเตอร์ประกอบคำร้องเพิ่มเติม • Length (2 ไบท์) – จำนวนไบท์ของข้อมูลที่ต้องการส่งให้หรือรับจากดีไวซ์

  4. โค้ดตัวอย่าง • ดาวน์โหลดได้จาก http://www.cpe.ku.ac.th/~cpj/204223/usb-example.tgz • แตกไฟล์ไว้ในเครื่องของตนโดยเรียกคำสั่งเชลล์ • ในไฟล์ตัวอย่างประกอบด้วย • ไลบรารี V-USB • main.c –ตัวอย่างเฟิร์มแวร์ฝั่งดีไวซ์ • practicum.py – ไพธอนมอดูลสำหรับฝั่งโฮสท์ • peri.py – ไฟล์เริ่มต้นสำหรับทำแบบฝึกหัด • test-usb.py – โค้ดสำหรับทดสอบแบบฝึกหัด • Makefile $ tar zxf usb-example.tgz

  5. เฟิร์มแวร์ฝั่งดีไวซ์ (บอร์ด MCU) • อาศัยไลบรารี V-USB จำลองกลไก USB ด้วยซอฟต์แวร์ • แก้ไขการตั้งค่าในไฟล์ usbconfig.h • เปลี่ยน USB_CFG_DEVICE_NAME ให้เป็น Practicum Group XX โดย XX เป็นหมายเลขกลุ่ม(อย่าลืมระบุความยาวสตริงให้ถูกต้อง) • โค้ดในเมนลูปมีการเรียกฟังก์ชัน usbPoll() เพื่อตรวจสอบคำร้องขอจากฝั่งโฮสท์ • เมื่อได้รับคำร้องขอ ไลบรารี V-USB จะเรียกฟังก์ชัน usbFunctionSetup() โดยอัตโนมัติ • ต้องเขียนฟังก์ชันนี้ขึ้นมาเอง

  6. ตัวอย่างฟังก์ชัน usbFunctionSetup usbMsgLen_t usbFunctionSetup(uint8_t data[8]) { usbRequest_t *rq = (void *)data; static uint16_t returnedData; if (rq->bRequest == 0) { /* Do something */ return 0; } else if (rq->bRequest == 1) { /* Do something */ usbMsgPtr = (uchar*) &returnedData; return sizeof(returnedData); } return 0; } ตรวจสอบหมายเลขคำร้อง ตอบสนองคำร้องขอที่ไม่ขอข้อมูลคืน- ให้ฟังก์ชันคืนค่า 0 ตอบสนองคำร้องขอที่ต้องการข้อมูลคืน- ให้ตัวแปร usbMsgPtr ชี้ที่ตำแหน่งของข้อมูลที่ต้องการส่งให้โฮสท์- ให้ฟังก์ชันคืนค่าจำนวนไบท์ที่ต้องการส่งให้โฮสท์

  7. โครงสร้างคำร้องขอ • มีขนาด 8 ไบท์ นิยามไว้แล้วในสตรัค usbRequest_t (ในไฟล์ usbdrv/usbdrv.h) ดังนี้ • ucharถูกนิยามให้เป็นชนิดข้อมูล unsigned char (ซึ่งเทียบเท่ากับ uint8_t) ส่วน usbWord_tนิยามเป็นชนิด union ดังนี้ typedefstruct usbRequest{ uchar bmRequestType; /* 1ไบท์*/ uchar bRequest; /* 1ไบท์*/ usbWord_t wValue; /* 2ไบท์*/ usbWord_t wIndex; /* 2ไบท์*/ usbWord_t wLength; /* 2ไบท์*/ }usbRequest_t; typedefunion usbWord{ unsigned word; uchar bytes[2]; }usbWord_t;

  8. โปรแกรมฝั่งโฮสท์ (ไพธอน) • อาศัยไลบรารี PyUSB • ทดสอบโดยเรียกคำสั่ง import usbในไพธอน • (Linux) หากไม่พบให้ติดตั้งโดยใช้คำสั่ง • (MacOS) หากไม่พบให้ดาวน์โหลด libusb1.0 จาก SourceForge • มอดูล practicum.py เตรียมคลาส McuBoard ไว้ให้ใช้งานได้สะดวกขึ้น $ sudo apt-get install python-usb >>> from practicum import McuBoard >>> b = McuBoard() >>> help(b)

  9. ตัวอย่างการส่งคำร้อง >>> from practicum import McuBoard >>> b = McuBoard() # สั่งให้ LED สีเขียว (หมายเลข 2) บน Peripheral board ติด >>> b.usb_write(0, index=2, value=1) # อ่านสถานะสวิตช์บน Peripheral board >>> b.usb_read(1, length=1)

  10. แบบฝึกหัด • แก้ไขเฟิร์มแวร์ (main.c) เพื่อเพิ่มคำร้องขอหมายเลข 2 • ส่งค่าแสง 10 บิตกลับมายังโฮสท์ (2 ไบท์) • ค่าใน tuple ที่ส่งคืนคือ (ไบท์ต่ำ, ไบท์สูง) • แก้คลาส PeriBoard ในมอดูล peri.py ที่สืบเชื้อสายมาจากคลาส McuBoard ใน practicum.py โดยให้มีเมท็อดดังนี้ • setLed(self, led_no, led_value) – เซ็ตสถานะ LED ตามหมายเลข led_no ที่ระบุให้เป็นไปตาม led_value (0 = ดับ, 1 = ติด) • setLedValue(self, value) – นำ 3 บิตล่างของ value แสดงผลบน LED โดยให้สีแดงเป็นบิตขวาสุด เขียวเป็นบิตซ้ายสุด • getSwitch(self) – คืนค่า True เมื่อสวิตช์ถูกกด False เมื่อปล่อย • getLight(self) – คืนค่าแสงในช่วง 0-1023

  11. โปรแกรมสำหรับทดสอบ (test-usb.py) from peri import PeriBoard from time import sleep b = PeriBoard() count = 0 whileTrue: b.setLedValue(count) sw = b.getSwitch() light = b.getLight() if sw isTrue: state = "PRESSED" else: state = "RELEASED" print "LEDs set to %d | Switch state: %-8s | Light value: %d" % ( count, state, light) sleep(0.25) count = (count + 1) % 8

  12. โครงงานปลายภาค • แต่ละกลุ่มพัฒนาโครงงานขนาดเล็ก • เพิ่มฮาร์ดแวร์จาก peripheral board ที่มีอยู่หรือทำบอร์ดใหม่หากต้องการ • พัฒนาเฟิร์มแวร์สำหรับ MCU • เชื่อมต่อกับซอฟต์แวร์บนฝั่งพีซีผ่านพอร์ต USB • กำหนดส่งและนำเสนอ: แจ้งให้ทราบภายหลัง • ดูตัวอย่างโครงงานของรุ่นพี่ได้จากเว็บ • http://cloud3.cpe.ku.ac.th/practicum

More Related