Dejan PETROVIĆ

1. januar 2021.

Štanc-majstori (copy/paste) sa istoka odavno su prevazišli sebe. Još kad bi malo poradili na tehničkoj dokumentaciji, gde bi im bio kraj. Pretprošle godine pisali smo o Wemos XI (SK 8/2019, i.sk.rs/16072) i tada smo rekli da su mikrokontroleri potentni, ali nedorečeni. Nakon korišćenja za potrebe članka, ploče su završile u nekoj kutiji, negde...

LogicGreenov mikrokontroler LGT8F328p ponovo se našao na policama, ali ovaj put u drugom formatu. Ta činjenica možda i ne bi bila dovoljna da se on ponovo nađe na stranicama SK Labsa, da u međuvremenu zajednica nije zasukala rukave. Dobili smo podršku za ploče zasnovane na ovom čipu, gde nam je omogućeno korišćenje ispravnih parametara, ali i direktno korišćenje duplo višeg takta i to bez petljanja po registrima i ručnog setovanja Boards.txt fajla. Nabavili smo dve ploče, pa da krenemo redom.

Ploča na čijoj poleđini piše LQFP32 MiniEVB (pominjali smo je u pomenutom članku) je identičnih dimenzija kao Nano. Naravno, razlike postoje. Za povezivanje sa računarom ovde koristimo mikro-USB port, a za komunikaciju MCU-PC zadužen je čip koji do sada nismo sretali, a verujte nam, preturili smo mnogo toga. UART čip nosi oznaku HT42b534 i iza njega stoji Holtek. Dimenzija je kao i CH340 na Nano, a zanimljivo je da je i Windows 10 vrlo brzo pronašao neophodan drajver. Sićušna LED na pinu 13 je odmah pored, dok su naponski regulator, ’Reset’ taster i PWR LED na drugom kraju. Mikrokontroler je na sredini, dok je pinout identičan onom na Nano-u. Iako su oznake iste, funkcije pinova svakako nisu, ali o tome kasnije. Na ploči je i JTAG header sa razmakom od 0,1 inč (GND, VCC, SWD, RST i SWC).

Druga ploča je manjih dimenzija i prati Pro Mini. Na poleđini je oznaka SSOP20 MiniEVB. Mikrokontroler u SSOP20 pakovanju je prvo što primećujemo. Razumljivo, pinout nije isti, jer je i MCU u manjem pakovanju (po broju pinova, veličina je bezmalo ista). Za prebacivanje skeča potreban je neki UART adapter. Header je petopinski, pa tako standardni FTDI adapter koji koristimo za Pro Mini, ne dolazi u obzir za direktno povezivanje, već moramo posegnuti za žicama. Vidimo da se u nekim paketima dobija i adapter sa HT42b534 čipom i pet odgovarajućih pinova. Po obodu na raspolaganju imamo devet digitalnih GPIO uz RX i TX na programskom headeru. Analognih imamo četiri, od kojih su dva (A4 i A5) ujedno i linije I2C interfejsa. Ni na ovoj ploči nije izostavljen JTAG header. Ploču možemo da napajamo preko VCC (5V) ili RAW, shodno naponskom regulatoru.

Postoji i treća ploča. U pitanju je svojevrsna varijanta Una sa trostrukim redovima muških headera za razvoj. Nju nismo imali, ali verujemo da su joj performanse identične ovima.

Da krenemo malo o zanimljivostima ovih mikrokontrolera. Na obe ploče imamo AMS1117 5.0 naponski regulator, što će reći da ih preko RAW ili VIN pinova možemo maksimalno napajati sa do 6,5 volti. Postoje i serije koje rade na 3,3 volta. Ono što je zanimljivo je to da mikrokontroleri mogu da rade sa naponima od 1,8 do pet volti u punoj brzini i to bez dodatnih komponenata. Pritom, na raspolaganju su im interne reference napona od 1,024, 2,048 i 4,096 volti. Analogni inputi su 12-bitni, uz jedan osmobitni DAC. Digitalni pinovi 2, 5 i 6 mogu se opteretiti sa čak 80 miliampera (na Unu je to maksimalno 20 miliampera, a za Nano 40 miliampera). Dok smo na digitalnim GPIO, njih devet ima mogućnost PWM. I na kraju, možda i najzanimljivije, jeste radni takt. Pomenuta podrška za ove ploče daje mogućnost odabira od 1, 2, 4, 8, 16, pa do 32 megaherca, bez ikakvog predznanja o registrima i osiguračima. Od memorije, čip na raspolaganju ima dva kilobajta RAM-a i 32 kilobajta fleša.

Fenomenalan posao je uradio David Buezas, a ploče u Arduino IDE ubacujemo preko Boards menadžera dodavanjem linije:

https://raw.githubusercontent.com/dbuezas/lgt8fx/master/package_lgt8fx_index.json.

Nakon instalacije, dobijamo podršku kako za ovu porodicu mikrokontrolera, tako i za LGT8F88. U paketu dobijamo i biblioteke preko kojih iz ovih ploča izvlačimo maksimum. Autor je pokrio sve interfejse, sve opcije, pa čak i neke eksterne komponente, poput PCF8563 RTC. Tu su primeri za ADC, DAC, SPI, I2C, EEPROM, Serial, SoftwareSerial, VUsb, a tu je i LarduinoISP, uz detaljno pojašnjenu proceduru na GitHubu. Takođe, rešeni su svi eventualni konflikti u vezi sa tajmingom, zbog dvostruko većeg takta, ako je on odabran. Mi smo, naravno, probali nekoliko ovih biblioteka i nismo imali nikakvih problema.

Nije nas mrzelo i da poteramo naše testove iz matematike, gde smo dobili zanimljive rezultate. Na 16 megaherca, Nano varijanta ovog mikrokontrolera je izračunala 10 hiljada iteracija broja Pi za 5137 milisekundi, gde je standardnom ATmega328p trebalo oko 5680 milisekundi. Na 32 megaherca dobijamo dvostruko bolji rezultat - 2569 milisekundi. Interesovalo nas je kakav je rezultat pri otkucaju od jednog megaherca, gde je MCU savladao gradivo za čak 82,198 milisekundi (u jednom trenutku smo pomislili da uopšte ne radi). Pro Mini varijanta je u milisekundu dala iste rezultate, što znači da su performanse identične, bez obzira na osakaćeno pakovanje.

Jedna od zanimljivih funkcija rezervisana za ove mikrokontrolere je Fast_IO. Funkcija ima svoje limite u smislu da se digitalni pin ne može deklarisati kao varijabla. Ne možemo ga deklarisati kao int, već #define ili direktno broj pina u samoj funkciji. Funkcija dozvoljava samo IO operacije; drugim rečima, možemo praviti light show sa LEDicama, možemo da ga koristimo kod tastera ili releja i slično, ali ne i za, recimo, čitanje nekog senzora. Snipet je veoma mali i zgodan za implementaciju u hodu.

void setup() {

fastioMode(D13, OUTPUT);

fastioWrite(D13, LOW);

}

void loop() {

fastioToggle(D13);

delay(500);

}

Zanimljive su i funkcije za upravljanje PWM rezolucijama, gde imamo solo, ali i duo režim.

Oba čipa na našim pločama dolaze bez ijedne oznake. Prilikom našeg druženja nismo primetili nijedan bag, nijedan problem. Skečevi su se prebacivali izuzetno brzo. Možemo koristiti interni takt i skalirati ga po želji, a možemo dodati i eksterni, što treba promeniti u Boards menadžeru. Iako smo prilikom prvog susreta sa ovom porodicom mikrokontrolera imali problema prilikom prebacivanja skeča putem FTDI adaptera, sada to nije bio slučaj. Zapravo, ako ostavimo po strani činjenicu da je ovo nedovoljno dokazan i dokumentovan klon, svakako možemo da ga preporučimo. Ako pravimo neku paralelu sa Arduino ekvivalentima, svakako je plus što su ovde sve komponente sa jedne strane. Pro Mini varijanta je u prijateljskim odnosima sa prototipskim pločama. Ono što nam nije jasno je to što je cena solo čipa često skuplja od Pro Mini razvojne ploče.