Developer Guide. Manuale dello sviluppatore. FluctuS Intelligent Sensor System

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1 Cod. Doc.: _rev10_FluctuS Developer Guide Revisione: 1.0 Data: 17/05/2013 Pag. 1/42 Developer Guide Manuale dello sviluppatore FluctuS

2 Sommario 1 INTRODUZIONE 4 2 BIOS Variabili e costanti varie Definizioni di Tipi di dati Mappa della memoria Descrizione dello Startup Funzioni per tempi di attesa Funzioni PWM Funzioni per restart CPU Gestione LED Gestione Batteria Interfaccia Seriale UART Descrizione Variabili e costanti varie Funzioni Interfaccia Seriale UART Descrizione Variabili e costanti varie Funzioni Interfaccia Seriale UART Descrizione Variabili e costanti varie Funzioni Accelerometro Descrizione Variabili e costanti varie Funzioni EEprom PARAMETRI e SENSORI Descrizione Variabili e costanti varie Funzioni EEprom FILE STORAGE Descrizione Variabili e costanti varie 18 Pag. 2

3 Funzioni Real Time Clock Descrizione Variabili e costanti varie Funzioni 19 3 DRIVER PERIFERICHE Modulo GPRS/UMTS Descrizione Installazione Variabili e costanti varie Funzioni Esempio Modulo ZigBee Descrizione Installazione Variabili e costanti varie Elenco comandi e descrizione del funzionamento Funzioni Esempio Modulo WiFi Descrizione Installazione Variabili e costanti varie Funzioni Interfaccia ETHERNET Descrizione Installazione e gestione Variabili e costanti varie Elenco comandi e descrizione del funzionamento Esempio Expansion Port Pinout Connettore Descrizione Segnali Expansion UART Pinout Connettore: 39 4 USR_MAIN Variabili e costanti esterne Variabili e costanti varie Funzioni User Virtual LCD 42 Pag. 3

4 1 Introduzione Il presente documento descrive l'architettura di base del sistema FluctuS, la mappatura della memoria e le chiamate alle funzioni di libreria utili allo sviluppo del programma applicativo. Il Capitolo 2 Bios contiene le informazioni relative all'uso della memoria, alle strutture dati, definizione di tipi e alle funzioni di pilotaggio delle periferiche di sistema, sia quelle appartenenti alla CPU che quelle stabilmente presenti sulla scheda FluctuS. Il Capitolo 3 Driver Periferiche descrive le funzioni di pilotaggio dei dispositivi GPRS, UMTS, WiFi, Zigbee, Ethernet, ecc. che possono essere installati opzionalmente sulla scheda FluctuS. Suddetti driver consentono all'utente di sviluppare il software applicativo chiamando poche funzioni e senza dover approfondire la conoscenza delle funzionalità di base dell'interfaccia utilizzata. Nel caso in cui il programma applicativo necessiti di funzioni avanzate è sempre possibile sviluppare un proprio driver sfruttando le chiamate al Bios e ignorando driver messi a disposizione. Per gli approfondimenti sulla Expansion Port e Uart port si rimanda alla relativa documentazione. Il Capitolo 4 USR_main descrive le funzioni alle Callback messe a disposizione dal Bios per consentire la scrittura del programma applicativo. Nei file presenti nelle cartelle di sistema sono indicate strutture, costanti e chiamate a funzione non descritte nel presente manuale perché il loro utilizzo è da intendersi ad uso esclusivo del Bios di FluctuS. In ogni caso il contenuti dei file.h non deve essere modificato. 2 Bios 2.1 Variabili e costanti varie const char BiosCode[9] = {" "}; Codice sw del Bios const char BiosVer[5] = {"v0.1"}; Versione sw del Bios uint16 tickcadenza; Cadenza del SysTick timer (default = 10, 10msec) 2.2 Definizioni di Tipi di dati uchar ushort uint16 int16 ulong unsigned char unsigned short unsigned short short unsigned long Pag. 4

5 uint32 int32 unsigned long long 2.3 Mappa della memoria 0x x FF 0x Boot Bios + User 0x0003 FBFF 0x0003 FFFF Length Checksum Figura 1. Memoria Flash Flash 0x x000023FF BOOT (9 KB) 0x x0003FBFF BIOS + Programma Utente (246 KB) 0x0003FC00 0x0003FFFF riservato lunghezza e CRC di BIOS + Programma Utente (1 K) RAM 0x x20017BBF SRAM rw, noinit, Stack, Heap per BOOT e BIOS + User (96KB) 0x20017BC0..0x20017BFF INFOBOOT (64byte aligned 4 per scambio dati tra BOOT e BIOS) 2.4 Descrizione dello Startup Lo startup del Bios esegue l inizializzazione della memoria RAM, dei registri della CPU, delle porte della CPU e del sistema in generale al loro stato iniziale, vengono poi inizializzate tutte le strutture dati delle periferiche con i seguenti default: o Uart ,N,8,1 o Uart ,N,8,1 o Uart ,N,8,1 o I2C in Master mode (Clock Slow mode, frequenza 100KHz) o SPI Bus in Master mode, 1MHz clock, CPHA=0, CPOL=0 o ADC con risoluzione a 10bit, inizializzato per conversioni Single - end e Sample rate di 500KSps o Tempo per una singola conversione = 2uSec o Media hardware di 4 conversioni per ogni lettura richiesta o Porta Ethernet inizializzata a basso livello (ma non abilitata) o Nessuna batteria in gestione o Accelerometro in powerdown o Tick Timer a 10msec Pag. 5

6 o Global Interrupt abilitato 2.5 Funzioni per tempi di attesa void WaitMsec(uint16 t) Attesa passiva di t millisecondi (basata sulla cadenza del Tick Timer) void SetMsec (uint16 t) Setta attesa di t millisecondi (basata sulla cadenza del Tick Timer) ed esce uchar iswaitend (void) Ritorna 1 se il tempo impostato con la SetMsec è scaduto, altrimenti ritorna Funzioni PWM Le funzioni PWM sono utilizzate per la gestione del PIN EXPGP8 void PWMon (uint32 freq, uchar duty) Accensione PWM freq = frequenza espressa in Hz duty = duty cycle espresso in percentuale void PWMoff (void) Spegnimento PWM EXPGP8 = livello logico Funzioni per restart CPU void RESETcpu(uchar m) Comanda il reset hardware del microprocessore e la modalità di aggiornamento software (BOOT) Input : BOOT_FROM_EEPROM1 1 Auto aggiornamento software da EEprom File Storage 1 BOOT_FROM_EEPROM2 2 Auto aggiornamento software da EEprom File Storage 2 BOOT_FROM_UART 3 Aggiornamento software da porta seriale Pag. 6

7 (con Flash Memory Programmer) BOOT_FROM_NOBOOT 0 Aggiornamento non richiesto. Il Boot verifica integrità della memoria e salta al programma utente, altrimenti rimane in modo BOOT_FROM_UART 2.8 Gestione LED I tre led D6, D7 e D8 presenti nella scheda FluctuS hanno un nome che li associa alle porte di comunicazione RF Port, WAN Port e EXP Port. Il loro uso però è di fatto libero e a discrezione del programma applicativo. void LEDon (uchar n) Accende il LED selezionato LED_EXP, LED_WAN, LED_RF void LEDoff (uchar n) Spegne il LED selezionato LED_EXP, LED_WAN, LED_RF void LEDblink (uchar n, uint16 msec) Abilita il blink del LED selezionato (Basato sul Tick Timer) n = LED_EXP, LED_WAN, LED_RF msec = tempo di On e Off in millisecondi Quanto la scheda è in BOOT i tre led lampeggiano insieme 2.9 Gestione Batteria Per default il Bios non gestisce alcuna batteria, è compito del programma utente abilitarne la gestione e impostare i parametri in maniera corretta per evitare danni al sistema e alla batteria stessa. void BATinit (uchar type, int16 Tmin, int16 Tmax, uint16 Chk) Inizializza macchina gestione batteria type = BAT_RECHG batteria ricaricabile, BAT_NOREC batteria non ricaricabile, BAT_NO nessuna batteria Tmin = Temperatura ambiente minima per carica batteria [ C/10] Pag. 7

8 Tmax = Temperatura ambiente massima per carica batteria [ C/10] Chk = Intervallo di tempo per controllo batteria [minuti] se = 0, legge di continuo uchar BATreadStatus(void) Ritorna lo stato di carica della batteria BAT_STATO_NOCHG batteria non in carica (vedi BATreadError() per verificarne il motivo), BAT_STATO_CHG batteria in carica uchar BATreadError(void) Ritorna gli errori sulla batteria BAT_ERR_OK nessun errore, BAT_ERR_OVTEMP carica non possibile per temperatura ambiente troppo elevata, BAT_ERR_UNDTEMP carica non possibile per temperatura ambiente troppo bassa, BAT_ERR_FAULT batteria guasta o assente uint16 BATreadVbat(void) Legge livello batteria Ritorna il valore della batteria in V/100 A causa della configurazione hardware della scheda il valore letto corrisponde alla tensione di batteria solo nel momento in cui non è presente alcuna alimentazione esterna, altrimenti si legge una tensione di circa 5,3V Interfaccia Seriale UART Descrizione L interfaccia seriale asincrona UART0 è dedicata al colloquio con un modulo di comunicazione RF (ZigBee o simile), quindi si deve fare riferimento al relativo capitolo per l elenco dei comandi dedicati. Nel caso in cui si renda necessario il pilotaggio diretto della periferica è di seguito riportato un elenco dei comandi forniti dal Bios. Trasmissione e ricezione avvengono sfruttando gli appositi interrupt, senza abilitare alcuna FIFO hardware o DMA. Nella sezione User sono a disposizione le funzioni USRuart0TxEnd() e USRuart0Rx() per l implementazione di protocolli custom. Pag. 8

9 Variabili e costanti varie UART0_RXBUFLEN 1024 Lunghezza in Byte buffer di ricezione del Bios UART0_TXBUFLEN 1024 Lunghezza in Byte buffer di trasmissione del Bios Funzioni void UART0init (ulong baud) Inizializzazione Uart0 baud = 300,..,9600,19200,38400,57600, con formato fisso N,8,1 void UART0startRx(void) Abilita ricezione da Uart0. L abilitazione della ricezione è carico del programma utente. void UART0stopRx(void) Disabilita ricezione da Uart0 void UART0flushRxBuffer(void) Svuota il buffer di ricezione dell Uart0 void UART0sendMsg (uchar *c, uint16 size) Invia un messaggio su seriale Uart0 sfruttando il Tx interrupt c = puntatore al messaggio size = lunghezza del messaggio in caratteri (byte) void UART0sendMsgPolling (uchar *c, uint16 size) Invia messaggio in polling (no interrupt) su seriale Uart0 c = puntatore al messaggio size = lunghezza del messaggio Pag. 9

10 uchar UART0isTxEnd (void) Consente di verificare se è in corso la trasmissione di un pacchetto 1 se fine trasmissione pacchetto, 0 se trasmissione in corso uint16 UART0isRxData (void) Ritorna lo stato del buffer di ricezione n = numero caratteri ricevuti uchar UART0receiveData(void) Legge un carattere alla volta dal buffer di ricezione E' compito del programma utente verificare preventivamente che il Buffer non sia vuoto, altrimenti ritorna per default 0x00 void UART0enable_UserRx(void) Abilita la chiamata alla funzione Utente per ogni carattere ricevuto sull Uart0 void UART0disable_UserRx(void) Disabilita la chiamata alla funzione Utente per ogni carattere ricevuto sull Uart Interfaccia Seriale UART Descrizione L interfaccia seriale asincrona Uart1 è dedicata al colloquio con la porta EXPUART o al convertitore USB-COMPORT (VirtualLCD), quindi si deve fare riferimento al relativo paragrafo per l elenco dei comandi dedicati. Nel caso in cui si renda necessario il pilotaggio diretto della periferica è di seguito riportato un elenco dei comandi forniti dal Bios. Trasmissione e ricezione avvengono sfruttando gli appositi interrupt, senza abilitare alcuna FIFO hardware o DMA. Nella sezione User sono a disposizione le funzioni USRuart1TxEnd() e USRuart1Rx() per l implementazione di protocolli custom. Pag. 10

11 Variabili e costanti varie UART1_RXBUFLEN 1024 Lunghezza in Byte buffer di ricezione del Bios UART1_TXBUFLEN 1024 Lunghezza in Byte buffer di trasmissione del Bios Funzioni void UART1init (ulong baud) Inizializzazione Uart1 baud = 300,..,9600,19200,38400,57600, con formato fisso N,8,1 void UART1startRx(void) Abilita ricezione da Uart1. L abilitazione della ricezione è carico del programma utente. void UART1stopRx(void) Disabilita ricezione da Uart1 void UART1flushRxBuffer(void) Svuota il buffer di ricezione dell Uart1 void UART1sendMsg (uchar *c, uint16 size) Invia un messaggio su seriale Uart1 sfruttando il Tx interrupt c = puntatore al messaggio size = lunghezza del messaggio in caratteri (byte) void UART1sendMsgPolling (uchar *c, uint16 size) Invia messaggio in polling (no interrupt) su seriale Uart1 c = puntatore al messaggio size = lunghezza del messaggio Pag. 11

12 uchar UART1isTxEnd (void) Consente di verificare se è in corso la trasmissione di un pacchetto 1 se fine trasmissione pacchetto, 0 se trasmissione in corso uint16 UART1isRxData (void) Ritorna lo stato del buffer di ricezione n = numero caratteri ricevuti uchar UART1receiveData(void) Legge un carattere alla volta dal buffer di ricezione E' compito del programma Utente verificare preventivamente che il Buffer non sia vuoto, altrimenti ritorna per default 0x00 void UART1enable_UserRx(void) Abilita la chiamata alla funzione Utente per ogni carattere ricevuto sull Uart1 void UART1disable_UserRx(void) Disabilita la chiamata alla funzione Utente per ogni carattere ricevuto sull Uart Interfaccia Seriale UART Descrizione L interfaccia seriale asincrona Uart2 è dedicata al colloquio sulla WAN PORT con un modulo di comunicazione GPRS/UMTS/WiFi, quindi si deve fare riferimento al relativo paragrafo per l elenco dei comandi dedicati. Nel caso in cui si renda necessario il pilotaggio diretto della periferica è di seguito riportato un elenco dei comandi forniti dal Bios. Trasmissione e ricezione avvengono sfruttando gli appositi interrupt, senza abilitare alcuna FIFO hardware o DMA. Nella sezione User sono a disposizione le funzioni USRuart2TxEnd() e USRuart2Rx() per l implementazione di protocolli custom. Pag. 12

13 Variabili e costanti varie UART2_RXBUFLEN 3072 Lunghezza buffer di ricezione del Bios in Byte UART2_TXBUFLEN 1536 Lunghezza buffer di trasmissione del Bios in Byte Funzioni void UART2init (ulong baud) Inizializzazione Uart2 baud = 300,..,9600,19200,38400,57600, con formato fisso N,8,1 void UART2startRx(void) Abilita ricezione da Uart2. L abilitazione della ricezione è a carico del programma Utente. void UART2stopRx(void) Disabilita ricezione da Uart2 void UART2flushRxBuffer(void) Svuota il buffer di ricezione dell Uart2 void UART2sendMsg (uchar *c, uint16 size) Invia un messaggio su seriale Uart2 sfruttando il Tx interrupt c = puntatore al messaggio size = lunghezza del messaggio in caratteri (byte) void UART2sendMsgPolling (uchar *c, uint16 size) Invia messaggio in polling (no interrupt) su seriale Uart2 c = puntatore al messaggio size = lunghezza del messaggio Pag. 13

14 uchar UART2isTxEnd (void) Consente di verificare se è in corso la trasmissione di un pacchetto 1 se fine trasmissione pacchetto, 0 se trasmissione in corso uint16 UART2isRxData (void) Ritorna lo stato del buffer di ricezione Output : n = numero caratteri ricevuti uchar UART2receiveData(void) Legge un carattere alla volta dal buffer di ricezione E' compito del programma utente verificare preventivamente che il Buffer non sia vuoto, altrimenti ritorna per default 0x00 void UART2enable_UserRx(void) Abilita la chiamata alla funzione Utente per ogni carattere ricevuto sull Uart2 void UART2disable_UserRx(void) Disabilita la chiamata alla funzione Utente per ogni carattere ricevuto sull Uart Accelerometro Descrizione L accelerometro è un dispositivo STmicroelectronics LIS3DH. Per qualsiasi approfondimento o utilizzo diverso da quello di seguito suggerito, si rimanda al datasheet del produttore. L accelerometro è collegato sull I2C-bus. Come per tutte le periferiche collegate su questo bus si consiglia di pilotarla solamente in background e non in interrupt per evitare conflitti sul bus stesso. Per default viene inizializzato dal Bios in modo powerdown. Nella sezione User è a disposizione la funzione USRaccelerometerInt() richiamata dall evento Tilt Interrupt. Pag. 14

15 Variabili e costanti varie ACC_ON 1 Stato Accelerometro ON ACC_OFF 0 Stato Accelerometro OFF ACCSTRUCT ACCStruct; Struttura dati per Accelerometro Descrizione campi di ACCStruct: uchar State Stato accelerometro (ACC_ON, ACC_OFF) signed int16 X; Valore accelerazione asse X signed int16 Y; Valore accelerazione asse Y signed int16 Z; Valore accelerazione asse Z Funzioni void ACCstart (void) Inizializzazione e Start Accelerometro con assi x,y,z abilitati, aggiornamento dati continuo con frequenza di 200Hz e range =+/-2G void ACCstop (void) Accelerometro in powerdown uchar ACCread (void) Lettura Accelerometro 0 = errore, 1 = ok, campi ACCstruct.X, Y, Z aggiornati con i valori di accelerazione per ogni asse, espressi in mg L Accelerometro deve essere abilitato dal programma Utente uchar ACCtiltDetect (uchar axe, uchar thr, uchar deb) Configura il tilt detector axe = quali assi e quali eventi abilitare 0x02 = tilt up asse x 0x08 = tilt up asse y 0x020 = tilt up asse z thr = soglia di scatto (thr * 2G) deb = tempo di debounce (deb * 200hz) Pag. 15

16 uchar ACCtiltStatus (void) Ritorna lo stato del tilt detector 0x02 = tilt asse x 0x08 = tilt asse y 0x020 = tilt asse z uchar ACCtiltEnable (void) Abilita interrupt accelerometro uchar ACCtiltDisable (void) Disabilita interrupt accelerometro 2.14 EEprom PARAMETRI e SENSORI Descrizione La scheda è dotata di una EEprom seriale da 128 byte per la memorizzazione dei parametri di configurazione del sistema ad uso del programma Utente. Essa dispone anche di una locazione dedicata contenente un indirizzo MAC Address a 48bit (6 digit). Con queste funzioni è possibile gestire anche una seconda EEprom seriale I2C-bus da 8Kbyte posizionata sulla scheda di espansione (EXPBOARD) che può servire per la memorizzazione dei dati di taratura dei sensori installati. L uso di questa memoria è a carico del programma Utente. La memoria deve avere indirizzo fisico 0x01 (A2,A1,A0= 001 ) Variabili e costanti varie EE_PARAM 0 Identifica la EEprom PARAMETRI EE_EXPBOARD 1 Identifica la EEprom Expansion Board EE_PARAM_START 0x00 Start address locazioni utili eeprom Parametri EE_PARAM_STOP 0x7F End address locazioni utili eeprom Parametri EE_PARAM_MACADDR FA Indirizzo stringa contenente il MAC Address EE_EXPBOARD_START 0x00 Start address locazioni utili eeprom Parametri EE_EXPBOARD_STOP 0x1FFF End address locazioni utili eeprom Parametri Pag. 16

17 Funzioni void EEread (uchar ee, uint16 addr, uchar len, uchar* p) Lettura di n byte dalla EEprom specificata ee = quale eeprom gestire (EE_PARAM o EE_EXPBOARD) addr = indirizzo di inizio lettura len = numero byte da leggere p = puntatore al buffer dati di destinazione Buffer dati di destinazione aggiornato E compito del programma utente verificare la congruità dei parametri passati alla funzione void EEwrite (uchar ee, uint16 addr, uchar len, uchar* p) Scrittura di n byte sulla eeprom specificata ee = quale eeprom gestire (EE_PARAM o EE_EXPBOARD) addr = indirizzo di inizio scrittura len = numero byte da scrivere p = puntatore al buffer dei dati da scrivere E compito del programma utente verificare la congruità dei parametri passati alla funzione Durante l esecuzione di questa funzione è necessario che il Tick Timer di sistema non sia disabilitato. Attenzione: non è possibile chiamare questa funzione all interno della USRtickTimer() EEprom FILE STORAGE Descrizione La scheda è dotata di due EEprom seriali SPI da 256Kbyte per la memorizzazione di una o due immagini del software di aggiornamento macchina secondo metodi e procedure a discrezione del programma utente. Per default all accensione le SPI EEprom sono disabilitate alla scrittura. Visto che lo scopo di queste EEprom è quello di contenere l immagine binaria del programma applicativo, il primo indirizzo utile per la memorizzazione SPI_EE_ADDR_START corrisponde a quello stabilito dall ambiente di sviluppo in modo da non creare sovrapposizioni con il BOOT. Inoltre l ultimo indirizzo utile è di fatto 1 Kbyte prima della fine della memoria fisica di 256Kbyte perché questi sono riservati per alcuni campi tipo unsigned long con indicazioni sulla lunghezza del programma e checksum. E compito del programma utente aggiornare adeguatamente questi due campi. Pag. 17

18 Variabili e costanti varie SPI_EE_1 0 Identifica la prima EEprom per File Storage SPI_EE_2 1 Identifica la seconda EEprom per File Storage SPI_EE_ADDR_START 0x02400 Primo indirizzo utile SPI Eeprom SPI_EE_ADDR_END 0x3FBFF Ultimo indirizzo utile SPI Eeprom SPI_EE_ADDR_PROGLENGTH 0x3FFF8 Indirizzo campo lunghezza programma caricato (4 Byte) SPI_EE_ADDR_PROGCRC 0x3FFFC Indirizzo campo Checksum programma caricato (4 Byte) Funzioni void SPI_EEread (uchar fl, uint32 addr, uint32 len, uchar *p) Lettura di n byte dalla SPI EEprom specificata fl = quale EEprom gestire (SPI_EE_1 o SPI_EE_2) addr = indirizzo di inizio lettura len = numero byte da leggere p = puntatore al buffer dati di destinazione Buffer dati di destinazione aggiornato E compito del programma utente verificare la congruità dei parametri passati alla funzione uchar SPI_EEwrite (uchar fl, uint32 addr, uint32 len, uchar* p) Scrittura di n byte sulla SPI EEprom specificata fl = quale EEprom gestire (SPI_EE_1 o 2) addr = indirizzo di inizio scrittura len = numero byte da scrivere (max256) p = puntatore ai dati da scrivere 0 errore, 1 ok La SPI EEprom programma fino a 256byte in 10msec. E necessario che l'indirizzo di partenza sia 256 byte boundary. La SPI EEprom deve essere stata abilitata alla scrittura con il comando SPI_EEwriteEnable(). Dopo la scrittura automaticamente la EEprom torna in modalità di sola lettura. E compito del programma utente verificare la congruità dei parametri passati alla funzione. Durante l esecuzione di questa funzione è necessario che il Tick Timer di sistema non sia disabilitato. Pag. 18

19 void SPI_EEwriteEnable (uchar fl) Abilita la SPI EEprom specificata alle operazioni di scrittura fl = quale EEprom gestire (SPI_EE_1 o SPI_EE_2) void SPI_EEwriteDisable (uchar fl) Disabilita la SPI EEprom specificata alle operazioni di scrittura (solo lettura) fl = quale EEprom gestire (SPI_EE_1 o SPI_EE_2) 2.16 Real Time Clock Descrizione La scheda è dotata di un Real Time Clock con batteria esterna dedicata, interfacciato via I2C-bus, con funzioni di orologio / calendario e allarme. Come per tutte le periferiche collegate su questo bus si consiglia di pilotarla solamente in background e non in interrupt per evitare conflitti sul bus stesso Variabili e costanti varie RTC RTCStruct; Struttura dati per Real Time Clock Descrizione campi di RTCStruct: uchar sec[2]; // Secondi uchar min[2]; // Minuti uchar hh[2]; // Ore (0..24) uchar dd[2]; // Giorno uchar mm[2]; // Mese uchar yy[2]; // Anno Funzioni void RTCread (void) Aggiorna la struttura dati RTCStruct con i valori attuali dell orologio. void RTCwrite (void) Aggiorna il Real Time Clock con il contenuto della struttura dati RTCStruct. Pag. 19

20 3 DRIVER PERIFERICHE 3.1 Modulo GPRS/UMTS Descrizione Le funzioni di seguito descritte sono utili al pilotaggio di un modulo GPRS Telit GC-864 QUAD V2 o di un modulo UMTS Telit UC864-E. Il pilotaggio avviene tramite la porta seriale Uart2 a xx,n,8,1 baud (xx = 9600, 19200, 38400, 57600, ) Per evitare problemi al colloquio il programma utente non deve fare uso delle funzioni Bios dedicate al controllo della periferica Uart2. Le funzioni sono di tipo waited e a causa dei timeout piuttosto lunghi (da 5 sec. a 1 minuto) possono rallentare l esecuzione del programma utente perché prima di ritornare ad esso attendono il completamento dell operazione Installazione La funzione GSMmanageRx() deve essere inserita nella USRuart2Rx(). void USRuart2Rx(uchar dat) { GSMmanageRx(dat); } // Gestione ricezione dati da modulo GSM Per una corretta gestione dei timeout il Tick timer interrupt non deve essere mai disabilitato durante le operazioni GPRS/UMTS Variabili e costanti varie GSM_ON 1 Comando e Stato di Accensione modulo GSM GSM_OFF 0 Comando e Stato di Spegnimento modulo GSM GSM_READ 1 Comando GSM read GSM_WRITE 0 Comando GSM write GSM_DEV_GPRS 0 Inizializzazione modulo GPRS GC864 GSM_DEV_UMTS 1 Inizializzazione modulo UMTS UC864 GSM_INIT_OK 0 Modulo inizializzato correttamente GSM_INIT_ERROR 1 Errore colloquio GSM_INIT_ERRSIM 2 SIM card non presente o non valida Pag. 20

21 GSM_BUFLEN 256 Lunghezza buffer dati/comandi da e per GSM uchar gsmrxbuffer[gsm_buflen] Buffer contenente il pacchetto ricevuto dal modulo Telit Funzioni uchar GSMonoff (uchar st) Accensione o spegnimento dispositivo GSM st = GSM_ON Accensione, GSM_OFF Spegnimento 1 = GSM_ON se modulo acceso 0 = GSM_OFF se modulo spento L'esito dell'operazione è positivo se lo stato desiderato è lo stesso che viene restituito all'uscita dalla funzione stessa. uchar GSMinit (uchar dev, ulong baud) Inizializzazione dispositivo GSM dev = tipo modulo GSM_DEV_GPRS, GSM_DEV_UMTS Baud = baud-rate porte seriale: 300,600,1200,2400,4800,9600,19200,38400,57600, GSM_INIT_OK, GSM_INIT_ERROR, GSM_INIT_ERRSIM void GSMsendStr (uchar *cmd) Invia una stringa al modulo GSM cmd = puntatore a stringa terminata da 0x00 Può essere utilizzata dal programma utente per inviare comandi non previsti in questo driver, ma diventa poi a suo carico gestirne la risposta e i timeout escludendo opportunamente la GSMmanageRx(). Il terminatore non viene inviato. uchar GSMcheckSignalLevel (void) Controlla se il livello di segnale GSM è sufficiente 1 = ok 0 = errore Segnala errore se il livello (RSSI) è minore di -103dB o se non è misurabile, oppure se la percentuale di errore (BER) è superiore al 6,4%. Attenzione: questa routine esegue un ciclo di attesa delle risposte che può durare fino a un minuto. Pag. 21

22 uchar GSMcheckLinkGsm (void) Controlla se è avvenuto il collegamento alla rete GSM 1 = ok 0 = errore La condizione di errore è indicata anche dal LED giallo (se presente) direttamente gestito dal modulo Telit, che lampeggia 1 volta al secondo, mentre in caso di avvenuto collegamento comincia a lampeggiare 1 volta ogni 3 secondi. Attenzione: questa routine esegue un ciclo di attesa delle risposte che può durare fino a un minuto. uchar GSMlookSMS(void) Controlla se è arrivato un SMS valido 1, SMS ricevuto e memorizzato nel buffer gsmrxbuffer[] nel formato <numero>,<testo> 0, nessun SMS ricevuto Una volta trasferito nel buffer gsmrxbuffer[] l'sms viene cancellato dalla SIM Card uchar GSMsendSMS(uchar *n, uchar *p) Invia un SMS n = puntatore a stringa con numero destinatario p = puntatore a stringa con testo sms 1 = SMS trasmesso 0 = errore L SMS viene inviato con un solo tentativo e non viene memorizzato uchar GSMopenFTP (uchar FirstTime, uchar *prov, uchar *ftpip, uchar *user, uchar *passw) Apertura sessione FTP via GPRS e UMTS FirstTime = 1 abilita connessione dati = 0 non lo esegue prov = puntatore a stringa internet service provider (p.es. "internet.wind") ftpip = puntatore a stringa indirizzo IP della FTP area (p.es. " ") user = puntatore a stringa con user name della FTP area passw = puntatore a stringa con password della FTP area Output : 0 = errore Pag. 22

23 1 = ok Non ritorna l'indirizzo IP ottenuto dalla rete Predispone timeout GPRS a 100 secondi (AT#FTPTO) e apertura file di tipo Testo (AT#FTPTYPE) uchar GSMfileOpenFTP (uchar *name, uchar rw) Apre un file su FTP (AT#FTPPUT) name = puntatore a stringa con nome file (p.es. "prova.txt") rw = GSM_READ o GSM_WRITE a seconda se si vuole aprire il file in lettura o scrittura 0 = errore 1 = ok Prima di eseguire questa funzione è necessario aver chiamato la GSMopenFTP() con esito positivo void GSMfileGetFTP (uchar *name) Legge un file da FTP in un'unica soluzione name = puntatore a stringa con nome file (p.es. "prova.txt") Prima di eseguire questa funzione è necessario aver chiamato la GSMopenFTP() con esito positivo void GSMwriteFileFTP (uchar *p) Invia una stringa su FTP p = puntatore a stringa da scrivere 0 = errore, 1 = ok Prima di eseguire questa funzione è necessario aver chiamato la GSMopenFile FTP() con esito positivo uchar GSMreadFileFTP (uchar *p, uint16* nread) Legge 256 caratteri alla volta da un file aperto su FTP p = puntatore a stringa da leggere nread = puntatore a locazione per numero dati letti 0 = errore o fine file, 1 ok p[] e nread aggiornati Se nread < 256 la lettura del file è terminata, se si richiama la funzione restituirà errore. Pag. 23

24 La GSMopenFileFTP() deve avere dato esito positivo, la stringa viene letta dal file aperto con la GSMopenFileFTP() uchar GSMfileCloseFTP (void) Chiude file su FTP (+++) 0 = errore, 1 = ok void GSMcloseFTP (void) Chiude la sessione FTP inviando i comandi AT#FTPCLOSE e AT#SGACTE Esempio uchar dat; // Alimentazione modulo GSM, return se errore if (GSMonoff(GSM_ON) == GSM_OFF) return; // Inizializzazione dispositivo GPRS a 38400bps dat = GSMinit(GSM_DEV_GPRS,38400); // Return in caso di errore if (dat == GSM_INIT_ERROR dat == GSM_INIT_ERRSIM) return; // Controllo livello segnale basso e/o di scarsa qualità, se errore return if (GSMcheckSignalLevel() == 0) return; // Controllo se connesso alla rete GSM, se errore return if (GSMcheckLinkGsm() == 0) return; // GSM ready 3.2 Modulo ZigBee Descrizione Le funzioni di seguito descritte sono utili al pilotaggio del modulo ZigBee cod sulla RF PORT Il pilotaggio avviene tramite la porta seriale Uart0. L impostazione della velocità della porta Uart è 38400,N,8,1. Per evitare problemi al colloquio il programma utente non deve fare uso delle funzioni Bios dedicate al controllo della periferica Uart0. Le funzioni di trasmissione e ricezione sono di tipo waited. Pag. 24

25 3.2.2 Installazione La funzione ZIGmanageRx() deve essere inserita nella USRuart0Rx(). void USRuart0Rx(uchar dat) { ZIGmanageRx(dat); // Gestione ricezione dati da modulo ZigBee } Esempio di inizializzazione modulo ZigBee con MAC Address ricavato dalla FluctuS Board. uchar zig_mac[8], risp; uint16 zig_panid; ZIGstart(); risp = ZIGsendCmd_Ver(zig_buf); if (risp == ZIG_ERR_NO) { // Leggo MAC address della scheda in formato EUI-48 EEread (EE_PARAM, EE_PARAM_MACADDR, 6, zig_mac); // Lo converto in EUI-64 per lo ZigBee (p.es > FF-FE ) zig_mac[7] = zig_mac[5]; zig_mac[6] = zig_mac[4]; zig_mac[5] = zig_mac[3]; zig_mac[4] = 0xFE; zig_mac[3] = 0xFF; // Lo salvo al rovescio per il modulo ZigBee for(i = 0; i < 3; i++) { dat = zig_mac[i]; zig_mac[i] = zig_mac[7-i]; zig_mac[7-i] = dat; } zig_panid=0xabcd; ZIGsendCmd_StartNet (zig_mac, &zig_panid); } else { // No module... } Variabili e costanti varie Valori di ritorno dalle funzioni di interfaccia con modulo ZigBee ZIG_ERR_NO 0 Nessun errore ZIG_ERR_TOUT_LOCAL 1 Errore di timeout con modulo locale ZIG_ERR_NETWORK 2 Errore di rete ZigBee ZIG_ERR_PACKET 3 Errore pacchetto non conforme a quello atteso ZIG_ERR_TOUT_NETWORK 4 Errore di timeout rete ZigBee ZIG_ERR_TOUT_CPUACK 5 Errore di timeout mancato acknowledge dal destinatario ZIG_ERR_PAYLOAD 6 Errore payload troppo grande ZIG_MAX_PAYLOAD 64 Numero massimo di byte utili trasmessi nel payload Pag. 25

26 3.2.4 Elenco comandi e descrizione del funzionamento L invio di un pacchetto su rete ZigBee prevede tre messaggi di risposta gestiti localmente dal modulo stesso. La figura mostra la sequenza necessaria per far recapitare un comando da un dispositivo trasmittente ad uno ricevente. La comunicazione interessa quattro componenti: una scheda FluctuS trasmittente che comunica via seriale con il suo modulo ZigBee (trasmittente), un modulo ZigBee ricevente che comunica via seriale con la propria scheda FluctuS Figura 2. Sequenza messaggi per comando radio La scelta di gestire tre diversi riscontri in seguito all invio di un comando seriale è stata fatta per garantire diversi livelli controllo. E infatti possibile stabilire un malfunzionamento del modulo ZigBee trasmittente (non viene ricevuto l ack seriale) e un cattivo funzionamento della rete ZigBee (l ack di rete contiene una flag di errore). L ack cpu viene invece utilizzato per gestire la serializzazione dei messaggi da inviare, un trasmettitore può infatti inviare un nuovo pacchetto solo dopo aver ricevuto l ack cpu. Il modulo ZigBee esegue 8 retry prima di segnalare un problema di trasmissione. Questo meccanismo è completamente trasparente al Programma Utente che può limitarsi ad inviare il comando e attendere la risposta dal BIOS Funzioni void ZIGstart (void) Inizializzazione colloquoio con scheda ZigBee su seriale UART0 Indici buffer Tx e Rx azzerati, interrupt Rx abilitato Le porte dedicate a Tx e Rx devo essere settate nel Main Program, la porta Uart0 viene inizializzata a 38400,N,8,1 Prima dell inizializzazione al modulo ZigBee viene dato un impulso di reset hardware. Pag. 26

27 uchar ZIGsendCmd_Ver (uchar *p) Invia il comando richiesta versione al modulo Zigbee LOCALE p = puntatore a buffer memorizzazione risposta Buffer risposta aggiornato (<cmd><len><..dati..>) Ritorna con ZIG_ERR_NO, ZIG_ERR_TOUT_LOCAL, ZIG_ERR_PACKET uchar ZIGsendCmd_Reset (void) Invia il comando di reset software al modulo Zigbee LOCALE Ritorna con ZIG_ERR_NO, ZIG_ERR_TOUT_LOCAL, ZIG_ERR_PACKET uchar ZIGsendCmd_Csq (uchar *p, int8 *q) Invia il comando richiesta valore RSSI rispetto al dispositivo indirizzato p = puntatore a buffer con MAC address del destinatario q = puntatore a locazione int8 con risposta (<rssi> valido solo se ritorna ZIG_ERR_NO) Ritorna con ZIG_ERR_NO, ZIG_ERR_TOUT_LOCAL, ZIG_ERR_NETWORK, ZIG_ERR_PACKET uchar ZIGsendCmd_StartNet (uchar *p, uint16 *panid) Invia il comando di assegnazione MAC address, Pan-id. p = puntatore a buffer con MAC address per il modulo Zigbee locale panid = puntatore a PAN-id della rete da creare o a cui ci si deve associare panid = aggiornato con il pan_id effettivamente utilizzato Ritorna con ZIG_ERR_NO, ZIG_ERR_NETWORK, ZIG_ERR_PACKET Creazione rete ZigBee se si invia ad un coordinatore Associazione se inviato al Router uchar ZIGsendCmd_Data (uchar *p, uchar *q, uint16 ldata) Invia un pacchetto dati al MAC address destinatario p = puntatore a buffer con MAC address destinatario q = puntatore ai dati da inviare ldata = lunghezza dati da inviare Ritorna con ZIG_ERR_NO, ZIG_ERR_TOUT_LOCAL, ZIG_ERR_NETWORK, ZIG_ERR_PACKET, ZIG_ERR_TOUT_NETWORK, ZIG_ERR_TOUT_CPUACK, ZIG_ERR_PAYLOAD Pag. 27

28 La gestione di un eventuale pacchetto di risposta a quello inviato è a carico del Programma Utente perché dipende dal contenuto dei dati inviati. uchar ZIGsendCmd_StartFile (uchar *p, uint32 filelen, uint32 totpacket, uint32 checksum) Invia un pacchetto dati al MAC address destinatario p = puntatore a buffer con MAC address destinatario filelen = lunghezza totale del file da ricevere totpacket = numero totale di pacchetti che saranno inviati checksum = checksum totale del file = 1 + somma dei bytes a 32bit Ritorna con ZIG_ERR_NO, ZIG_ERR_TOUT_LOCAL, ZIG_ERR_NETWORK, ZIG_ERR_PACKET, ZIG_ERR_TOUT_NETWORK, ZIG_ERR_TOUT_CPUACK uchar ZIGsendCmd_SendFile (uchar *p, uint32 npacket, uchar *q, uint16 ldata) Invia un pacchetto dati al MAC address destinatario p = puntatore a buffer con MAC address destinatario npacket = numero pacchetto inviato (da 1 a totpacket) q = puntatore ai dati da inviare ldata = lunghezza dati da inviare Ritorna con ZIG_ERR_NO, ZIG_ERR_TOUT_LOCAL, ZIG_ERR_NETWORK, ZIG_ERR_PACKET, ZIG_ERR_TOUT_NETWORK, ZIG_ERR_TOUT_CPUACK, ZIG_ERR_PAYLOAD uchar ZIGsendCmd_CalcChk (uchar *p) Invia il comando di calcolo checksum del file inviato p = puntatore a buffer con MAC address destinatario (può essere anche quello locale) Ritorna con ZIG_ERR_NO, ZIG_ERR_TOUT_LOCAL, ZIG_ERR_NETWORK, ZIG_ERR_PACKET E compito del programma utente aver verificato che tutti i pacchetti di frazionamento del file siano stati inviati correttamente. uchar ZIGsendCmd_RetChk (uchar *p, uchar chk) Risponde al comando di calcolo checksum p = puntatore a buffer con MAC address destinatario chk = 1 checksum corretto, 0 = errato Ritorna con ZIG_ERR_NO, ZIG_ERR_TOUT_LOCAL, ZIG_ERR_NETWORK, ZIG_ERR_PACKET Pag. 28

29 Il confronto del checksum inviato con la ZIGsendCmd_StartFile() e quello calcolato durante lo scarico/memorizzazione del file è a carico del Programma Utente uchar ZIGsendCmd_RfPower (uchar *p, uchar db) Invia il comando di impostazione potenza di uscita al MAC address destinatario p = puntatore a buffer con MAC address destinatario (può essere anche quello locale) db = potenza espressa in dbm (da +5 a +20) Ritorna con ZIG_ERR_NO, ZIG_ERR_TOUT_LOCAL, ZIG_ERR_NETWORK, ZIG_ERR_PACKET uchar ZIGsendCpuAck (uchar *p) Invia un pacchetto di ACK CPU p = puntatore a buffer con MAC address destinatario Ritorna con ZIG_ERR_NO, ZIG_ERR_TOUT_LOCAL, ZIG_ERR_NETWORK, ZIG_ERR_PACKET, ZIG_ERR_TOUT_NETWORK uchar ZIGisReceivedData (void) Controlla se è arrivato un pacchetto valido dal modulo ZigBee 1 = pacchetto ricevuto 0 = nessun pacchetto void ZIGmoveReceivedData (uchar *p) Copia il pacchetto ricevuto dallo ZigBee in un buffer del Main Program len = lunghezza pacchetto ricevuto p = puntatore buffer per risposta 1 = risposta valida (buffer puntato da p aggiornato con <cmd><len><..dati..>) 0 = errore risposta non riconosciuta Non c'è controllo nel caso in cui il pacchetto ricevuto sia più lungo del buffer del Main Program Pag. 29

30 3.2.6 Esempio // Array di sistema che contiene il MAC address del modulo ZigBee locale extern uchar zig_mac[8]; uchar dat; // MAC address da assegnare al modulo ZigBee uchar zig_mac[8] = {0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x08}; // PAN-ID rete Zigbee da creare (o a cui associarsi) uint16 zig_panid = 0x1234; // Buffer generico per interfaccia con modulo ZigBee uchar zig_buf[128]; // MAC address modulo Zigbee destinatario uchar mac_remote[8] ={0x01,0x02,0x03,0x04,0x05,0x06,0x07,0x09}; // Leggo il MAC address della scheda FluctuS in formato EUI-48 EEread (EE_PARAM, EE_PARAM_MACADDR, 6, zig_mac); // Lo converto in EUI-64 per lo ZigBee (p.es > FF-FE ) zig_mac[7] = zig_mac[5]; zig_mac[6] = zig_mac[4]; zig_mac[5] = zig_mac[3]; zig_mac[4] = 0xFE; zig_mac[3] = 0xFF; // Lo salvo al rovescio perchè così è richiesto dal modulo ZigBee for(i = 0; i < 3; i++) { dat = zig_mac[i]; zig_mac[i] = zig_mac[7-i]; zig_mac[7-i] = dat; } // Abilitazione modulo Zigbee ZIGstart (); // Se Coordinatore crea la rete zig_panid. Se Router si associa alla rete zig_panid // In caso di errore,return if (ZIGsendCmd_StartNet (zig_mac, &zig_panid)!= ZIG_ERR_NO) return; // Esempio di Nodo Coordinator: // Invia stringa 'hello' al modulo destinatario 'mac_remote',return in caso di errore if (ZIGsendCmd_Data (mac_remote, "hello", 5)!= ZIG_ERR_NO) return; // Setta Timeout attesa risposta (p.es. 10 secondi) SetMsec(10000); // Attesa pacchetto risposta o timeout while(!iswaitend() &&!ZIGisReceivedData()); // Se timeout, return if (iswaitend()) return; // Scarico in zig_buf il pacchetto di risposta avente formato <cmd><len><dati> (dati = mac+payload) ZIGmoveReceivedData (zig_buf); //...Gestione pacchetto... // Mi rendo disponibile per ricevere un altro pacchetto ZIGsendCpuAck(mac_remote); Pag. 30

31 3.3 Modulo WiFi Descrizione Le funzioni di seguito descritte sono utili al pilotaggio del modulo WiFi. Il pilotaggio avviene tramite la porta seriale Uart2 a xx,n,8,1 baud (xx = 9600, 19200, 38400, 57600, ) Per evitare problemi al colloquio il programma utente non deve fare uso delle funzioni Bios dedicate al controllo della periferica Uart2. Nella sezione User è a disposizione la funzione USRwifiDataRx() richiamata in caso di ricezione di un pacchetto dati valido Installazione La funzione WIFImanageRx() deve essere inserita nella USRuart2Rx(). void USRuart2Rx(uchar dat) { WIFImanageRx(dat); } // Gestione ricezione dati da modulo WiFi Per una corretta gestione dei timeout il Tick timer interrupt non deve essere mai disabilitato durante le operazioni Variabili e costanti varie WIFI_ON 1 Comando e Stato di Accensione modulo WiFi WIFI_OFF 0 Comando e Stato di Spegnimento modulo WiFi Codifica Errori WiFi: WIFI_ERR_NO 0 ( 0) Nessun errore WIFI_ERR_CONN 0xFF ( -1) Attesa connessione WIFI_ERR_NOSOCKET 0xFE ( -2) Socket non disponibile WIFI_ERR_APFAULT 0xFD ( -3) Deautenticazione dall'access Point WIFI_ERR_IPCFG 0xFC ( -4) Parametro IP o Porta non valido WIFI_ERR_TCPCFG 0xFB ( -5) Errore configurazione TCP/IP WIFI_ERR_SOCKETFAULT 0xFA ( -6) Socket non valido WIFI_ERR_JOINFAULT 0xF9 ( -7) Associazione fallita WIFI_ERR_CMD 0xF8 ( -8) Errore nel comando WIFI_ERR_ESC 0xF7 ( -9) Errore sequenza escape WIFI_ERR_IPFAULT 0xF6 (-10) Indirizzo IP rilasciato WIFI_ERR_TCPCLOSE 0xF5 (-11) Connessione TCP chiusa WIFI_ERR_PSK 0xF4 (-12) Errore password WEP o pre-shared key WIFI_ERR_NOAP 0xF3 (-13) Access Point non trovato WIFI_ERR_INIT 0xF2 (-14) Comando INIT già eseguito WIFI_ERR_JOIN 0xF1 (-15) Comando JOIN già eseguito Pag. 31

32 WIFI_ERR_DHCP 0xF0 (-16) Errore DHCP WIFI_TXPOWER_LOW 0 // Potenza di trasmissione massimo 7dBm WIFI_TXPOWER_MEDIUM 1 // Potenza di trasmissione massimo 10dBm WIFI_TXPOWER_HIGH 2 // Potenza di trasmissione massimo 16dBm WIFI_TXRATE_AUTO 0 // Bit-rate WIFI_TXRATE_1MBPS 1 WIFI_TXRATE_2MBPS 2 WIFI_TXRATE_5MBPS 3 WIFI_TXRATE_11MBPS 4 WIFI_TXRATE_6MBPS 5 WIFI_TXRATE_9MBPS 6 WIFI_TXRATE_12MBPS 7 WIFI_TXRATE_18MBPS 8 WIFI_TXRATE_24MBPS 9 WIFI_TXRATE_36MBPS 10 WIFI_TXRATE_48MBPS 11 WIFI_TXRATE_54MBPS Funzioni void WIFIreset (void) Reset hardware del modulo WiFi uchar WIFIonoff (uchar st) Accensione o spegnimento del modulo WiFi st = WIFI_ON, WIFI_OFF 0 = modulo OFF, 1 = modulo ON L esito dell operazione è positivo se lo stato desiderato è lo stesso che viene restituito all uscita della funzione uchar WIFIinit (uint32 baud) Alimentazione e inizializzazione del modulo WiFi baud = baudrate porta seriale (9600, 19200, 38400, 57600, ) 0 = modulo inizializzato WIFI_INIT_OK 1 = errore WIFI_INIT_ERROR La porta seriale deve essere già stata opportunamente abilitata dal Bios Pag. 32

33 uchar WIFIscan (uchar channel) Cerca le reti WiFi disponibili sul canale selezionato channel = 0, cerca su tutti i canali disponibili (da 1 a 13) channel = n, cerca solo nel canale selezionato (n=1...13) 1 = ok 0 = errore (verificare errore con la WIFIgetError()) Se l errore della WIFIgetError() restituisce WIFI_ERR_NO, l errore è dovuto alla mancata risposta del modulo oppure alla ricezione di una risposta non valida. uchar WIFIgetAP (uchar *ssid, uchar *mode, uchar *rssi) Restituisce un record alla volta i dati delle reti WiFi trovate con la WIFIscan() 1 = dati della rete restituiti in ssid, mode e rssi 0 = nessuna rete o fine dati uchar WIFIsendPSK (uchar *psk) Invia Pre-Shared Key / Password psk = puntatore a stringa con password 1 = ok 0 = errore (verificare errore con la WIFIgetError()) uchar WIFIjoinNetwork (uchar *ssid, uchar txrate, uchar txpower) Connessione alla rete WiFi psk = puntatore a stringa con SSID della rete prescelta txrate = velocità massima txpower = potenza di trasmissione 1 = ok 0 = errore (verificare errore con la WIFIgetError()) uchar WIFIsetDinamicIP (uchar *mac, uchar *ip, uchar *sub, uchar*gat) Richiede indirizzo IP dinamico via DHCP 1 = ok e aggiorna le locazioni di output mac = MAC address dispositivo WiFi ip = indirizzo IP assegnato Pag. 33

34 sub = subnet mask gat = IP address gateway 0 = errore (verificare errore con la WIFIgetError()) Se l errore della WIFIgetError() restituisce WIFI_ERR_NO, l errore è dovuto alla mancata risposta del modulo oppure alla ricezione di una risposta non valida. uchar WIFIopenSocket (uchar *hostip, uchar *destport, uchar *localport) Apertura socket TCP sull Host hostip = indirizzo IP Host destport = porta dell Host localport = porta locale del modulo n = numero socket aperto 0 = errore (verificare errore con la WIFIgetError()) Se l errore della WIFIgetError() restituisce WIFI_ERR_NO, l errore è dovuto alla mancata risposta del modulo oppure alla ricezione di una risposta non valida. uchar WIFIsendTcpPacket (uchar socket, uchar *dat, uint16 len) Invia un pacchetto di lunghezza len al socie specificato dal server TCP hostip = indirizzo IP Host destport = porta dell Host localport = porta locale del modulo 1 = trasmissione completa 0 = errore (verificare errore con la WIFIgetError()) Se l errore della WIFIgetError() restituisce WIFI_ERR_NO, l errore è dovuto alla lunghezza dei dati superiore a 1400bytes, o per una mancata risposta del modulo oppure alla ricezione di una risposta non valida. uchar WIFIcloseNetwork (void) Disconnessione dalla rete WiFi 1 = ok 0 = errore (verificare errore con la WIFIgetError()) uchar WIFIisRxEnd (void) Ritorna la flag di fine ricezione pacchetto 0 = ricezione non completa Pag. 34

35 1 = ricezione completa 2 = errore di ricezione La lunghezza del pacchetto ricevuto è in wifilenrxmsg, wifirxbuffer contiene il pacchetto ricevuto anche in caso di errore, wifierrorcode aggiornato con eventuale codice di errore. uchar WIFIgetBuffer (void) Copia il messaggio ricevuto dall Uart2 Rx Buffer e lo mette in wifirxbuffer Va chiamata anche in caso di timeout per ripristinare i puntatori uart2ps e uart2pl per togliere un pacchetto parzialmente ricevuto. uchar WIFIgetError (void) Restituisce il codice di errore del modulo WiFi 3.4 Interfaccia ETHERNET Descrizione Le funzioni di seguito descritte sono utili al pilotaggio dell interfaccia Ethernet tramite la libreria uip-1.0. Questa libreria di terze parti è reperibile gratuitamente sul web. Essa è implementata in modo da soddisfare le esigenze minimali di protocolli Ethernet quali ARP, TCP/IP, UDP, ICMP e SMTP con un minimo uso delle risorse di sistema (pochi Kb di flash e poche centinaia di byte di RAM). La libreria uip è inserita nel sistema FluctuS in modo da fornire una traccia di implementazione di una interfaccia Ethernet che sia compatibile con il BIOS macchina e che consenta all utente di sviluppare la propria applicazione seguendo uno schema di inizializzazione già collaudato. Per qualsiasi approfondimento si rimanda ai programmi di esempio presenti su FluctuS e alla documentazione proprietaria di uip Installazione e gestione Per una corretta gestione dei timeout il TickTimer interrupt non deve essere mai disabilitato durante le operazioni di gestione delle comunicazioni via Ethernet, e per lo stesso motivo non dovrebbe mai essere disabilitato il Global Interrupt. Questa prima implementazione della libreria uip richiede che essa venga gestita esclusivamente nel polling del Programma Utente. Pag. 35

36 E compito del Programma Utente inserire i dati nella struttura prima di inizializzare l interfaccia Ethernet e le librerie uip Variabili e costanti varie ETHSTRUCT ETHstruct Struttura configurazione Ethernet uchar MacAddr[6] MAC address 48bit formato naturale uchar IpAddr [4] Indirizzo IP formato naturale uchar NetMask[4] NetMask formato naturale uint16 TcpPort[UIP_CONF_MAX_LISTENPORTS] Porte per connessioni TCP/IP (in ascolto) uchar IpStatic Se = 1 si imposta indirizzo IP address statico uchar DhcpOk Se = 1, dhcp configurato (valido se IpStatic = 0) Elenco comandi e descrizione del funzionamento void ETHinit(void) Inizializzazione hardware periferica Ethernet void ETHdeinit(void) La periferica viene posta in reset per risparmio energetico e immunità ai disturbi uchar ETHlinkStatus (void) Restituisce lo stato di collegamento alla rete Ethernet. 0 = non connesso 1 = connesso La periferica Ethernet deve essere già inizializzata con la ETHinit() void ETHstart (void) Start periferica Ethernet e inzializzazone librerie uip Struttura ETHstruct deve essere già inizializzata dal main program Librerie uip inizializzate, porte TCP in ascolto, eventuale richiesta di IPaddress dinamico via DHCP inoltrata. La periferica Ethernet deve essere già stata inizializzata e il collegamento alla rete ethernet stabilito. Se richiesto il DHCP è compito del Programma Utente gestire l esito dell operazione Pag. 36

37 void ETHstop (void) Disabilita l Ethernet controller Per riavviarlo è necessario richiamare la ETHstart() e rieseguire la procedura di inizializzazione e setup delle librerie uip. void ETHmanage (void) Macchina a stati gestione pacchetti Ethernet e si occupa di gestire i pacchetti TCP/UDP entranti, la trasmissione dei pacchetti di risposta, TCP/IP Periodic Timer, protocollo ARP, PING. Per rendere funzionanti le librerie uip questa funzione deve essere chiamata nel loop di controllo principale del Main Program Esempio ETHinit(); ETHstruct.IpStatic = FALSE; // Abilito e inizializzo periferica Ethernet // Setto dinamic IP address ETHstruct.TcpPort[0] = 3000; // setto una porta Porta locale while(!ethlinkstatus()); // Attesa collegamento ethernet ETHstart (); // Inizializzazione libreria TCP/IP e Start connessione ethernet SetMsec(10000); while (!ETHstruct.DhcpOk &&!iswaitend()) ETHmanage(); // Attesa IP dinamico via DHCP con timeout di 10 sec. if (iswaitend()) goto error; // Errore di timeout dat = 1; while (dat) { ETHmanage(); if (!ETHlinkStatus()) dat = 0; } ETHstop(); ETHdeInit(); // Loop gestione pacchetti TCP via ethernet // Gestione pacchetti TCP/ARP/Timers // Cavo ethernet scollegato, esco... // Disabilito periferica ethernet // Spengo periferica Ethernet 3.5 Expansion Port Il connettore ExpPort consente l interfacciamento di diverse tipologie di sensori alla scheda di controllo, ed è composto da una parte di alimentazione per logica digitale, per analogica, 8 I/O digitali e 6 canali ADC. I segnali digitali (EXPGPx) all accensione sono tutti in input e possono essere configurati dal programma applicativo secondo le macro descritte nel paragrafo I segnali (EXPADCn) sono ingressi ADC con range 0/3V e risoluzione 10 bit. L alimentazione VCC è disattivabile per ottimizzare i consumi e per ridurre il rumore elettrico durante la lettura di sensori particolarmente critici. Pag. 37

38 3.5.1 Pinout Connettore Il connettore della porta di espansione è un Header femmina 2x11 a passo 2.54mm PIN Nome PIN Nome 1 3V3A 2 3V3 3 GNDA 4 GND 5 VCC 6 EXPGP3 7 EXPGP2 8 EXPGP9 9 EXPGP7 10 EXPADC1 11 EXPADC4 12 EXPGP1 13 EXPADC5 14 GND 15 EXPADC2 16 EXPADC3 17 SCL0 18 EXPGP5 19 SDA0 20 EXPGP6 21 EXPGP4 22 EXPGP8/PWM Descrizione Segnali o EXPGPx I/O generico Macro associate: EXPGPx_PORT EXPGPx_PIN EXPGPx_INP EXPGPx_OUT EXPGPx_H EXPGPx_L EXPGPx_READ o SCL0, SDA0 Porta di appartenenza Pin di appartenenza Setta il pin in input Setta il pin in output Livello logico alto Livello logico basso Legge lo stato del pin (se definito come ingresso) Linea Clock e Dato della periferica I2C-BUS Resistenze di Pullup da 1KΩ già presenti su scheda FluctuS Il Bios può gestire su questo I2C una EEPROM da 8Kbyte con indirizzo fisico 0x01 o EXPADCx Canale analogico 0 3V o 3V3 Alimentazione digitale o VCC Alimentazione +5V con ON/OFF impostabile tramite le seguenti macro: EN5V_ON (P4 chiuso su ONOFF) EN5V_OFF (P4 chiuso su ONOFF) P4 chiuso su ON = +5V sempre disabilitato Esempio: Per approfondimenti consultare il manuale _FluctuS ExpBoard 0216 Pag. 38