mbed – Todo lo que necesita saber

ARM gama de procesadores Cortex-A poder una desconcertante variedad de dispositivos individuales de mesa Ordenadores, como Raspberry Pi dos servidores masivos como los servidores HP Moonshot . Además, usted puede encontrar en los teléfonos, tabletas, reproductores multimedia y Chromebooks – Están por todas partes. Pero ARM también una gama de microcontroladores, que son tan populares, tal vez aún más. Sólo en 2014, los socios de ARM envían algunas 4400000000 microcontroladores Cortex-M.

Un microcontrolador es como un microprocesador (es decir, el Cortex-Una gama) en el sentido de que es un procesador, pero con algunas piezas que faltan. Usted no encontrará un microcontrolador utilizando una GPU o una unidad de gestión de memoria compleja (MMU) a la dirección virtual. Normalmente correr a velocidades de alrededor de 100 MHz (o menos) y sólo tienen unos pocos kilobytes de memoria.

Entonces, ¿qué son? Básicamente, todos los trabajos que están por debajo de un microprocesador completo soplado. Por ejemplo, la pantalla en un horno o una máquina de lavado de los circuitos de control utilizan un microcontrolador en lugar de un microprocesador. Algunas prendas de vestir como el Fitbit utilizar microcontroladores, al igual que varios dispositivos de pantalla táctil médica. Usted los encontrará en los coches, en los juguetes, en ventiladores de techo, en las cerraduras inteligentes, instrumentos musicales, y sistemas de entretenimiento. De hecho, la lista sigue y sigue.

Para los aficionados y desarrolladores, probablemente el área más interesante para microcontroladores en la actualidad es la Internet de las Cosas (IoT). La posibilidad de conectar dispositivos al día a Internet, y el uso de los datos que envían a tomar decisiones inteligentes.

Cualquier persona con la experiencia de programación de alto nivel de la escuela puede empezar a programar una junta mbed.

Ahora usted podría pensar microcontroladores suenan bastante complejo y de difícil acceso. Pero Whos Ellos no lo son. Gracias a la plataforma mbed ARM Puede tener en nuestras manos una pequeña placa con un microcontrolador en él por alrededor de $ 10 o $ 12. Hay incluso IO kits toda arranque proporcionando tarjeta de microcontrolador red está habilitada, y el software que necesita para comenzar a enviar datos de sensores lugar en la nube.

Cortex-M

Antes de continuar, vale la pena mencionar los diferentes microcontroladores Cortex-M gama ARM. Hay seis actual Cortex-M: microcontroladores Cortex-M0 +, M0, M1, M3, M4 y M7. El M0 es el más pequeño y el silicio para el chip puede caber en la sección transversal de un cabello humano!

A medida que sube la gama de microcontroladores aumento de la complejidad y la velocidad. La microarquitectura incluye la especulación rama M3 y la brecha de hardware de 32 bits, mientras que las extensiones M4 DSP y añade la posibilidad de añadir una unidad de punto flotante (FPU). El M7 es el último microcontrolador ARM y ofrece un mejor rendimiento y más características. Por ejemplo, tiene 2 veces el rendimiento de la M4 DSP.

El entorno de desarrollo

La mayor parte de la plataforma mbed es que todo lo que necesita es un navegador web y una conexión USB para comenzar la programación. El entorno de desarrollo se basa en la Web. Desde el navegador Web, puede escribir código y compilarlo para darle un poco. Al conectar la tarjeta en su ordenador a través de USB, lo hará, que aparece como una unidad flash. Para copiar el programa para trazar todo lo que hay que hacer es arrastrar y soltar los archivos binarios descargas desde su reproductor. Pulse el botón de reinicio en la tabla y el programa comenzará a operar.

El lenguaje de la plataforma mbed C y C ++. Esto significa que cualquier persona con la experiencia de programación de alto nivel de la escuela puede empezar a programar una junta mbed. Y usted no tiene que preocuparse de reinventar la rueda, la plataforma mbed Proporciona una variedad de bibliotecas Si bien el Consejo puede comunicarse con otros dispositivos y con el mundo exterior. Por ejemplo, hay red de bibliotecas, USB, monitores LCD y pantallas, audio, motores, actuadores, sensores, NFC, código de barras, DSP y así sucesivamente.

mbed_compiler_import_blinky

Si no te gusta el buen desarrollo a través de la web para un proyecto a largo plazo, entonces no hay problema. Todo el código y las bibliotecas también se pueden exportar para su uso por otras cadenas de herramientas, incluyendo el compilador GCC.

Más tarde ese año ARM lanzará la próxima versión del STI Qué plataforma mbed incluirá mbed OS y mbed cliente . mbed OS es un nuevo sistema operativo diseñado para dispositivos de la IO, lo que les permite conectarse de forma segura para el mundo. Será de código abierto y está diseñado específicamente para la gama Cortex-M de microcontroladores ARM. El Cliente mbed es un conjunto de bibliotecas del núcleo mbed ¿Qué sistema operativo permitirá que los programas que se llevan en el Cortex-A y consejos equipos basados ​​en Linux. En otras palabras, se puede desarrollar un IO u otra red del programa mbed conscientes usando OS en un microcontrolador Cortex-M, y una sola (con sólo una recompilación rápida) el puerto tablas como la Raspberry Pi o ODROID C1 .

Los Consejos

En el momento de la escritura, hay más de 50 tableros diferentes mbed disponible. Cualquier sencilla núcleo Cortex-M0 consejos sin periféricos integrados, tableros con pantallas integradas, acelerómetros, red, conexión Wi-Fi gratuita. Hay señales con conectividad celular, paneles con Bluetooth e incluso un robot.

Para ayudar a darle una idea de lo que es posible con la plataforma mbed Consideraré cuatro tablas y ver lo que todo el mundo es capaz de hacer. El primer consejo es FROM-KL25Z Freescale.

FROM-KL25Z

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El uso KL25Z un núcleo Cortex-M0 + velocidad de reloj de 48MHz, e incluye 16 KB de RAM más de 128 KB de flash. Viene con un built-in 3 LED de color, un acelerómetro de 3 ejes y un sensor táctil capacitiva. Esto hace que sea un tablero de arranque grande. Usted puede recoger uno por sólo $ 13

En el mundo de los microcontroladores programa simple que puede escribir es uno LED parpadea dentro y fuera. Es equivalente al programa “Hola mundo” A menudo, esto es por lo que utilizan en las obras de lenguaje de programación.

Para escribir el programa “Blinky” para el KL25Z realidad escribirlo para casi todo a bordo mbed, vas a developer.mbed.org y login. Haga clic en el botón “Compilar” en la parte superior derecha de la página y esperar a que la ventana para abrir compilador.

En la parte superior derecha de la IDE, por encima “de los detalles del espacio de trabajo” que verán su mbed actual dispositivo seleccionado. Si esta es la primera vez que utilice mbed Entonces será simplemente decir “no hay ningún dispositivo seleccionado.” Haga clic en él y haga clic en “Agregar Plataforma.” Esto abrirá plataformas por lo que una página en el sitio de mbed .org. Haga clic en el FROM-KL25Z luego “Añadir a Compilador mbed.” Volver al compilador, haga clic de nuevo en el dispositivo seleccionado en ese momento (o “Ninguna cámara selecciona”) y haga clic FROM-KL25Z. El último paso, haga clic en “Seleccionar plataforma.”

mbed_compiler_select-kl25z

Para obtener el código fuente del ejemplo blinky, haga clic en el icono Importar en la barra de herramientas. Busque y seleccione mbed_blinky y haga clic en “Importar” Una vez finalizada la importación, verá el siguiente programa C:

 #include "mbed.h"

DIGITALOUT MiLED (LED1);

int main () 
while (1) 
MiLED = 1;
espere (0.2);
MiLED = 0;
espere (0.2);


La línea DIGITALOUT MiLED (LED1) definir variable llamada MiLED que está unido directamente a un alfiler en el mapa. El pasador en este caso es LED1, que ya tienen como has adivinado es el LED. Debido mbed sabe sobre el tablero, esto es suficiente en este punto, usted debe saber exactamente pin quién es. Cuando usted compra la tarjeta que te dan un pequeño mapa con todos los pines enumeradas.

El resto del código es simple. El programa entra en un bucle infinito y establece diversas ocasiones MiLED 1, luego una pausa, y luego una obra de teatro a 0, a continuación, un descanso y así sucesivamente. Esto, por supuesto, hace que el flash LED.

Para compilar el programa, haga clic en “Compilar” en la barra de herramientas, a continuación, arrastrar y soltar un archivo .bin resultante a la tarjeta. Pulse el botón de reinicio y el programa empezará a funcionar.

Nordic nRF51822

Nordic nRF51822

El nRF51822 utiliza el microcontrolador Cortex-M0 velocidad de reloj de 16MHz y incluye sólo 16K de RAM, más de 128K flash. En términos de rendimiento, lo que puede parecer un paso atrás en comparación con el KL25Z, pero nRF51822 es especial en que han integrado Bluetooth 4.1 e incluye una ranura de la batería para que el Consejo puede ser alimentado de una sola pieza independiente 2032 batería de células beta. El Cortex-M0 está diseñado para utilizar la energía más baja posible y es, por tanto, perfecto para aplicaciones independientes Bluetooth.

Y aquí es donde Android es importante como Fitbit u otros dispositivos portátiles, esta placa es el bloque de construcción perfecta para un dispositivo se comunica con un teléfono Android a través de Bluetooth Low Energy (BLE).

Uno programas de ejemplo en el mbed sitio dado es pulsómetro Bluetooth Low Energy . El programa para configurar la tarjeta para enviar (falso) corazón lata más información utilizando el perfil estándar Bluetooth. De hecho, es bastante fácil de añadir un verdadero monitor de frecuencia cardiaca. Para probarlo, puede utilizar un programa como BLE Scanner Píxeles Percepción . El escáner buscará dispositivos de gama BLE su teléfono y luego permitirle acceder a la información que deberá, en este caso un (falso) latido del Consejo.

Como llegar a funcionar con el ejemplo BLE es muy similar a cómo se obtiene la carrera blinky. Debe asegurarse de que el nRF51822 Su plataforma seleccionada, y hay que importar el programa BLE_HeartRate. Una vez que el programa ha sido compilado y cargado en su tablero, inicie la aplicación de escáner BLE en su teléfono Android y ver para el dispositivo. Se llamará “HRM1.”

LPC1768 + aplicación bordo mbed

LPC1768+application board-720p

El LPC1768 no se parece mucho en el exterior, pero por dentro es muy diferente. Y luciendo un procesador Cortex-M3, tiene 32 KB de memoria flash y 512 K, pero lo más importante, se ha incorporado soporte para Ethernet y USB (como un host o un dispositivo). El poder de la LPC1768 puede verse cuando se conecta a las ITS tarjeta de aplicación . La tarjeta viene con un impresionante conjunto de dispositivos y sensores incluidos 128 x 32 gráficos LCD, un conector Ethernet RJ45, de 5 vías de joystick, 2 x potenciómetros, un altavoz, un acelerómetro de 3 ejes, 2 x cabezas servomotor sensor de temperatura, y una conexión para un Zigbee.

Aunque usted no construir un producto acabado por el mapa en esta forma de prototipo de aplicación, es sin duda un buen trampolín para la construcción de algo así como un dispositivo IO. Por ejemplo, puede utilizar el sensor de temperatura en el mapa con la conexión Ethernet para descargar periódicamente la temperatura ambiente actual a un servicio en la nube como ThingSpeak .

También sería posible integrar el tablero con su dispositivo Android, otra vez usando un servicio como ThingSpeak. Se puede escribir una aplicación para enviar comandos a su domótica LPC1768 para realizar tareas, pida sensores de datos específicos o incluso hacer que se realice una tarea para usted como un Tweet algo o enviar un correo electrónico. De hecho, el único límite es tu imaginación.

Mbot

mbot_Outrageous_Circuits-720p

Si quieres algo que sea un poco más divertido que los dispositivos IO entonces te recomiendo los Circuitos Mbot indignante. Se trata de una licencia mbed Robot reflectantes sensores, LEDs y un zumbador. Cuando enciende por primera vez, el software se carga Mbot Quién bailó sobre una mesa sin caerse. Lo hace mediante la lectura de dos sensores reflectantes en la parte delantera. Si se detecta que no hay pensamiento, él sabe que es el borde de una mesa y lo hará copia de seguridad y turno.

Sólo cuesta $ 30 y ofrece una excelente introducción a la programación del microcontrolador. Circuitos Outrageous Proporcionar todo el código fuente del programa por defecto, y también proporciona una amplia documentación, incluyendo esquemas y libros pinouts piratas.

Envuelva

Como he mencionado antes, hay más de 50 mapas disponibles apoyo mbed. Estos cuatro son realmente sólo un breve resumen de algunas de las cosas que puedes hacer con un microcontrolador Cortex-M y la plataforma mbed. Una vez que se agrega en la comunicación con el teléfono inteligente Android, o la conectividad a la nube, entonces las posibilidades son infinitas.

¿Has probado mbed? ¿Tiene una idea aseada la IO? Por favor, háganoslo saber en los comentarios a continuación.

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