Der Arduino Hardware Abstraction Layer (HAL) wird mit den C/C++ Bindings für Mikrocontroller verwendet um mit Bricklets über SPI zu kommunizieren.
Dieser HAL wurde mit den folgenden Boards getestet:
Arduino Uno (benötigt einen Pegelwandler)
Arduino MEGA (benötigt einen Pegelwandler)
Teensy 3.1
Der HAL sollte aber mit allen Arduino-kompatiblen Boards funktionieren die zum Beispiel hier aufgelistet sind. Eine weniger vollständige deutsche Liste findet sich hier.
Bemerkung
Ein Pegelwandler ist für Geräte, die einen Logik-Pegel von 5V verwenden notwendig. Das betrifft unter anderem alle AVR-basierten Arduinos.
Bemerkung
Manche Arduinos haben nur eine kleine Menge Flash und RAM verfügbar. Siehe hier für einige Größenoptimierungen.
Die Beispiele sind für die Verwendung in der Arduino IDE gemacht. Daher muss diese zuerst entsprechend ihrer Installationsanleitung installiert werden. Danach in Arduino IDE das passende Board auswählen.
Dieser HAL beinhaltet einen Beispiel-Treiber, mit dem alle Beispiele, die den Bindings beigelegt sind, ausgeführt werden können.
Die Arduino IDE hat spezifische Anforderungen an das Order-Layout des Sketch-Ordners. Ein gültiges Layout sieht aus wie folgt:
example_driver/
example_driver.ino [aus dem hal_arduino-Ordner]
[hier die gewünschte Beispiel .c-Datei ablegen]
src/
bindings/
[hier den Inhalt des bindings-Ordners ablegen]
hal_arduino/
[hier hal_arduino.cpp und hal_arduino.h ablegen]
Der Hauptordner muss zwingend den selben Namen wie die Sketch-Datei haben.
Wenn also example_driver.ino umbenannt werden soll, muss auch der Ordner umbenannt werden.
Als nächstes muss die Port-Zuweisung im Beispiel-Treiber auf den Aufbau angepasst werden. (siehe dieser Abschnitt). Wenn mehrere Bricklets am selben SPI-Bus verbunden werden sollen (das ist nur mit einem Trenner-Chip möglich), müssen alle Chip-Select-Pins mit dem Arduino verbunden und in der Port-Zuweisung aufgeführt werden, selbst wenn noch keine Kommunikation mit den Bricklets gewünscht ist. Das stellt sicher, dass die Signale korrekt getrennt werden.
Jetzt das Board mit dem PC verbinden und den Sketch bauen und hochladen. Die Ausgaben des Beispiels sollten in der seriellen Konsole zu sehen sein.
Ein Port wird als Instanz der TF_Port-Struktur spezifiziert:
struct TF_Port {
int chip_select_pin;
char port_name;
}
Der chip_select_pin ist der Pin, der gesetzt werden muss, um mit dem Port zu kommunizieren.
Der port_name ist ein Zeichen, das den Port identifiziert. Der Name wird in die
Ergebnisse von tf_[device]_get_identity aufrufen eingefügt, falls das Gerät direkt mit dem Host
verbunden ist.
Im Beispiel-Treiber example_driver.c ist eine Beispiel-Port-Spezifikation enthalten.
Die meisten HAL-Funktionen geben einen Fehlercode (e_code) zurück.
Mögliche Fehlercodes sind (wie in errors.h definiert):
TF_E_OK = 0
TF_E_TIMEOUT = -1
TF_E_INVALID_PARAMETER = -2
TF_E_NOT_SUPPORTED = -3
TF_E_UNKNOWN_ERROR_CODE = -4
TF_E_STREAM_OUT_OF_SYNC = -5
TF_E_INVALID_CHAR_IN_UID = -6
TF_E_UID_TOO_LONG = -7
TF_E_UID_OVERFLOW = -8
TF_E_TOO_MANY_DEVICES = -9
TF_E_DEVICE_NOT_FOUND = -10
TF_E_WRONG_DEVICE_TYPE = -11
TF_E_LOCKED = -12
TF_E_PORT_NOT_FOUND = -13
TF_E_NULL = -14
TF_E_DEVICE_ALREADY_IN_USE = -15
TF_E_WRONG_RESPONSE_LENGTH = -16
TF_E_NOT_INITIALIZED = -17
Dieser HAL definiert keine weiteren Fehlercodes.
Mit tf_hal_strerror() kann eine Fehlerbeschreibung zu einem Fehlercode abgefragt werden.
Erstellt ein HAL-Objekt, das verwendet werden kann um die verfügbaren Geräte aufzulisten. Es wird außerdem für den Konstruktor von Bricks und Bricklets benötigt.
ports ist ein Array von Port-Spezifikationen, wie hier beschrieben.
port_count ist die Länge des ports-Array.
Zerstört den übergebenen TF_HAL.
Setzt den Timeout in Mikrosekunden für Getter und Setter für die das Response-Expected-Flag gesetzt ist.
Der Standard-Timeout ist 2500000 (2,5 Sekunden).
Gibt den Timeout zurück, der von tf_hal_set_timeout() gesetzt wurde.
Gibt die UID, den Port und den Device-Identifier für das n-te (=index)
gefundene Gerät zurück. Diese Funktion gibt TF_E_DEVICE_NOT_FOUND zurück, wenn der index größer
oder gleich der Anzahl gefundener Geräte ist. Damit alle Geräte aufgelistet werden, kann diese Funktion
in einer Schleife mit wachsendem index aufgerufen werden, bis einmal TF_E_DEVICE_NOT_FOUND zurückgegeben wird.
Pollt auf allen Geräten mit registriertem Callback-Handler nach Callbacks. Blockiert für die übergebene Zeit in Mikrosekunden.
Diese Funktion kann nicht-blockierend verwendet werden, indem sie mit einem Timeout von 0 aufgerufen wird. Die Bindings pollen dann ein einziges Gerät nach einem Callback, indem sie ein Byte über SPI senden und empfangen. Falls kein Callback verfügbar ist, wird die Funktion sofort beendet. Wenn das Gerät beginnt ein Callback zu schicken, wird es empfangen, bestätigt und der Callback-Handler wird ausgeführt.
Diese Funktion pollt mit einem Round-Robin-Scheduler über mehrere Aufrufe. Das heißt dass selbst wenn immer mit einem Timeout von 0 gepollt wird, alle Geräte so fair wie möglich abgefragt werden.
Gibt true zurück, wenn die übergebene Deadline in Mikrosekunden abgelaufen ist, ansonsten false.
Robust gegen Überläufe bis zu UINT32_MAX / 2.
Gibt die Fehlerzähler für den übergebenen Port zurück. Folgende Fehler werden gezählt:
spitfp_error_count_checksum: Empfangene SPITFP-Pakete die wegen falscher Checksumme ignoriert wurden
spitfp_error_count_frame: Empfangene SPITFP-Pakete mit invalider Länge
tfp_error_count_frame: Empfangene TFP-Pakete mit invalider Länge
tfp_error_count_unexpected: Empfangene TFP-Pakete die unerwartet waren, da sie auf unbekannte Anfragen antworten
Loggt einen Fehler, falls das Log-Level in bindings/config.h TF_LOG_LEVEL_ERROR oder höher ist.
Unterstützt eine Teilmenge der normalen printf-Syntax. Siehe tf_hal_printf() für Details.
Loggt eine Information, falls das Log-Level in bindings/config.h TF_LOG_LEVEL_INFO oder höher ist.
Unterstützt eine Teilmenge der normalen printf-Syntax. Siehe tf_hal_printf() für Details.
Loggt eine Debug-Meldung, falls das Log-Level in bindings/config.h TF_LOG_LEVEL_DEBUG oder höher ist.
Unterstützt eine Teilmenge der normalen printf-Syntax. Siehe tf_hal_printf() für Details.
Diese Funktion ist eine minimalistische printf-Implementierung. Die folgenden Platzhalter werden unterstützt:
%[präfix]u: Eine vorzeichenlose Ganzzahl in Basis 10
%[präfix]d: EIne vorzeichenbehaftete Ganzzahl in Basis 10
%[präfix]b: Eine vorzeichenlose Ganzzahl in Basis 2
%[präfix]x and %[präfix]X: Eine vorzeichenlose Ganzzahl in Basis 16, in beiden Fällen mit Kleinbuchstaben.
%c: Ein einzelnes Zeichen
%s: Ein null-terminierter String
%%: Ein Prozentzeichen
Mit den Präfixen kann die Breite von Ganzzahlen kontrolliert werden.
Valide Präfixe sind I8, I16, I32 und I64.
Zum Beispiel kann %I16x als Platzhalter verwendet werden um eine 16-Bit Zahl hexadezimal auszugeben.
Padding, gruppierungen, l-Modifikatoren oder ähnliches, oder Floats werden nicht unterstützt.
Der Zeilenumbruch \n wird in den oder die plattformspezifischen Zeilenumbruchs-Zeichen übersetzt.
Gibt eine Beschreibung für den übergebenen Fehlercode zurück.
Gibt den Anzeigenamen für den übergebenen Device-Identifier zurück.