ATmega328p et Communication série

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Je suis détenteur d'un Arduino Uno. Je m'intéresse plus particulièrement à la programmation de l'ATmega328p en C, en me basant sur les bibliothèques fournis par AVR-GCC ainsi que sur le datasheet du µC.

Mon problème aujourd'hui se situe au niveau de la communication série entre l'Arduino et le Pc. En fait, comme je développe tout autant le côté "transmission de donnée" via l'µC que le côté "réception de donnée" sur le pc, je n'arrive pas à comprendre à quel niveau se situe mon problème.

Actuellement, je transmet en série 8bits de data, sans bit de parité, avec 1bit de stop et le baudrate set à 9600. Pas de notion de "ligne", juste 8bits bête et méchant. Pour mes tests, j'envoie soit une succession de 0 et de 1 à la chaine.

Pour envoyer mes données, j'utilise le code suivant (atmega_main.c):

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/*
 * Test de transmission serial simple...
 * ATmega328p 
 * 8bits de data, 0 bit de parity, 1 bit de stop.
 * 
 */
 
#include <avr/io.h>
 
int main(){
 
    /*
     * SETUP
     */
    // initialisation de la Frame
    UCSR0A &= ~(_BV(1));    // No U2X speed
    UCSR0A &= ~(_BV(0));    // Disable Multi-processor communication mode
 
    UCSR0B &= ~(_BV(4));    // Disable receiver
    UCSR0B |= _BV(3);       // Enable transmitter
    UCSR0B &= ~(_BV(2));    // Disable character size... mix avec autre
 
    UCSR0C &= ~(_BV(7));
    UCSR0C &= ~(_BV(6));    // Choisis le mode full aynchrone
    UCSR0C &= ~(_BV(5));
    UCSR0C &= ~(_BV(4));    // Disable parity bit
    UCSR0C &= ~(_BV(3));    // Un seul bit de stop
    UCSR0C |= _BV(2); 
    UCSR0C |= _BV(1);       // 8bits character size
    UCSR0C &= ~(_BV(0));    // Forcer a 0 car asynchrone
 
    // Configuration BAUDRATE via util/setbaud.h
    #define F_CPU   1843200 // définis vitesse clock internz
    #define BAUD    9600 // baudrate a atteindre
    #include <util/setbaud.h> // Se base sur F_CPU et BAUD pour calcule
 
    UBRR0H = UBRRH_VALUE;
    UBRR0L = UBRRL_VALUE; // définis tout deux dans util/setbaud
 
    /*
     * LANCEMET DES FRAMES
     */
 
    unsigned char data = 0;
 
    while(1){
        // On attends que UDR0 soit dispo -- Check de UDRE
        loop_until_bit_is_set(UCSR0A, 5);
 
        UDR0 = data;
 
        date ^= 1; // Passe de 0 a 1 et 1 a 0
    }
 
    return 0;
}

Le programme sur le pc, lisant sur le port /dev/ttyACM0 (pc_main.c):

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/*
 * Test de reception serial simple...
 * Reception via /dev/ttyAMC0 -> envoyé via Arduino & atmega_main.c 
 * 8bits de data, 0 bit de parity, 1 bit de stop.
 * 
 */
 
#include <stdio.h> // affichage
#include <unistd.h> // Read() et termios
// Pour Open() ...
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
// Pour termios() ...
#include <termios.h>
 
int main(){
 
    /**************** DECLARATION ****************/
    int com_arduino;
    struct termios termios_ACM0;
 
    /* INIT */
    // Récupère fd du port com arduino...
    // -- uniquement en lecture
    // -- le TTY ne devient pas le contrôleur du processus
    if((com_arduino = open("/dev/ttyACM0", O_RDONLY | O_NOCTTY)) == -1){
        perror("Erreur à l'ouverture du port com /dev/ttrACM0 -- ");
        return 1;
    }
    else {
        puts("/dev/ttyACM0 ouvert.");
    }
 
    // récupération de termios rattaché au ttyACM0
    if(tcgetattr(com_arduino, &termios_ACM0) != 0){
        perror("Erreur à l'obtention du termios de /dev/ttyACM0 -- ");
        return 2;        
    }
    else {
        puts("termios /dev/ttyACM0 obtenu.");
    }
 
 
    /**************** SETUP ****************/
    // Set baudrate 9600
    if(cfsetispeed(&termios_ACM0, B9600) != 0){
        perror("Impossible de set baudrate de /dev/ttyACM0 -- ");
        return 3;        
    }
    else {
        puts("Set Baudrate de termios réussis.");
    }
 
    // Non-canonique, 8bits de data, 1bit de stop, pas de bit de parité
    termios_ACM0.c_iflag &= ~INPCK; // Disable pit parity check
 
    termios_ACM0.c_cflag &= ~CSIZE; // Mets a 0 size data
    termios_ACM0.c_cflag |= CS8; // 8bits de data 
    termios_ACM0.c_cflag |= CREAD; // Enable receiver
    termios_ACM0.c_cflag &= ~CSTOPB; // 1 seul stop bit
    termios_ACM0.c_cflag &= ~PARENB; // Disable parity check
 
    termios_ACM0.c_lflag &= ~ICANON; // Mode non-canonique
    termios_ACM0.c_lflag &= ~ECHO; // No-Echo
 
    /*
     * MIN > 0, TIME == 0 (blocking read)
     *      read(2) blocks until MIN bytes are available, and returns up to the 
     *      number of bytes requested.
     */
    termios_ACM0.c_cc[VMIN] = 1; // Attente de 1byte
    termios_ACM0.c_cc[VTIME] = 0; // 0 de delay
 
    // Set termios
    if(tcsetattr(com_arduino, TCSANOW, &termios_ACM0) != 0){
        perror("Impossible de set termios de /dev/ttyACM0 -- ");
        return 4;        
    }
    else {
        puts("Set de termios /dev/ttyACM0 réussis.");
    }
 
    /**************** LET'S GO' ****************/
    puts("\nMise en place de la lecture...\n");
 
    unsigned char ch_read = 0;
    int size_read = 0;
    while(1){
 
        size_read = read(com_arduino, &ch_read, 1);
 
        printf("size_read: %d || read: %d \n", size_read, ch_read);
        ch_read = 0;
 
    }
 
 
    return 0;
}

Le second programme me donne comme sortie :

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/dev/ttyACM0 ouvert.
termios /dev/ttyACM0 obtenu.
Set Baudrate de termios réussis.
Set de termios /dev/ttyACM0 réussis.
 
Mise en place de la lecture...
 
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...

Je ne comprends absolument pourquoi la lecture aussi "irrégulière", c'est à dire que j'obtiens parfois des suites de 0, parfois des 4 ou des 8, parfois des 254, ... Alors que je suis "censé" n'envoyer que des 0 et des 1.
Soit j'ai quelque chose de "faux", soit il y a une conversion faite par la platine Arduino pour le passage USB, auquel cas je n'ai pas trouvé l'information.. Bref.

Je patauge un peu, à vrai dire... Est-ce que quelqu'un aurait une petite idée pour me sortir de ce pétrin ?

08/10/2015, 17h59
Invité

J'ai résolu mon soucis de moi-même... !

Au niveau de la fréquence de l'horloge interne : #define F_CPU 16000000UL à la place de #define F_CPU 1843200.

Ce que je ne comprends pas, c'est que la "bonne" fréquence me proviens directement de la lib Arduino, alors que celle que j'avais mise de base me vient du datasheet de l'ATmega.. ?!

Cela m'embrouille..
08/10/2015, 22h24
Vincent PETIT

Citation:

Envoyé par isNaN

J'ai résolu mon soucis de moi-même... !

Au niveau de la fréquence de l'horloge interne : #define F_CPU 16000000UL à la place de #define F_CPU 1843200.

Ce que je ne comprends pas, c'est que la "bonne" fréquence me proviens directement de la lib Arduino, alors que celle que j'avais mise de base me vient du datasheet de l'ATmega.. ?!

Cela m'embrouille..

Salut,
#define F_CPU 16000000UL c'est tout simplement parce que le quartz de ton Arduino UNO est un 16MHz par contre ce que moi je ne comprends pas c'est où tu as trouvé ce #define F_CPU 1843200 ?
Tu serais me dire la page de la datasheet ?

En tout cas, je vois que tu apprends vite ;) Toi qui voulait sauter a pieds joints dans un micro voilà qui est fait.
Tu as très bien initialisé tous les registres de l'USART décrit à la page 195 à 199 de la datasheet (complète) et je vois aussi que tu as su gérer le flag USART Data Register Empty dans ta fonction loop_until_bit_is_set(UCSR0A, 5); Normalement dedans tu n'as qu'une simple boucle while qui attend que le bit n°5 du registre UCSR0A passe a 1 pour dire que la donnée est partie de l'USART.

Pour quelqu'un qui n'avait jamais mis les doigts dans un micro-contrôleur :bravo:

Tu as aussi du te rendre compte que lire un datasheet peut faire peur la première fois où tu l'ouvres mais il suffit de lire le bon chapitre qui te concerne pour se rendre compte que tout est écrit et que finalement ce n'est pas si difficile que ça ne pouvait paraître. Enfin quoi que je suis entrain de déplumer mon micro Texas qui a un port USB et là je dois avouer que je lutte un peu... mais c'est plus par méconnaissance du protocole USB en lui même.

Tu as fait ça seul ? Rien qu'en lisant la datasheet ?
08/10/2015, 23h56
Invité
Citation:

Envoyé par Vincent PETIT

Salut,
#define F_CPU 16000000UL c'est tout simplement parce que le quartz de ton Arduino UNO est un 16MHz par contre ce que moi je ne comprends pas c'est où tu as trouvé ce #define F_CPU 1843200 ?
Tu serais me dire la page de la datasheet ?

Je me suis basé sur l'exemple fournis par le datasheet (version complète), page 176.
Code:

1 2 3 4 5 6 7 8 9 #define FOSC 1843200 // Clock Speed #define BAUD 9600 #define MYUBRR FOSC/16/BAUD-1 void main( void ) { ... USART_Init(MYUBRR) ... }
Je n'ai pas encore regardé du côté des timers, j'avoue que ça ne m'a pas parue "bizarre" en voyant ce nombre... :oops: Et comme c'est l'exemple type donné dans le datasheet, je n'ai pas remis en cause sa véracité.
Arduino fournit aussi d'autre version de son bootloader pour se passer des éléments externe propre à la platine ... A voir ici : https://www.arduino.cc/en/Tutorial/ArduinoToBreadboard
J'aurais aimé pouvoir bidouiller la chose par moi-même, mais j'ai encore du mal à comprendre comment le bootloader fonctionne ici.

Citation:

Envoyé par Vincent PETIT

En tout cas, je vois que tu apprends vite ;) Toi qui voulait sauter a pieds joints dans un micro voilà qui est fait.
Tu as très bien initialisé tous les registres de l'USART décrit à la page 195 à 199 de la datasheet (complète) et je vois aussi que tu as su gérer le flag USART Data Register Empty dans ta fonction loop_until_bit_is_set(UCSR0A, 5); Normalement dedans tu n'as qu'une simple boucle while qui attend que le bit n°5 du registre UCSR0A passe a 1 pour dire que la donnée est partie de l'USART.

Pour quelqu'un qui n'avait jamais mis les doigts dans un micro-contrôleur :bravo:

Tu as aussi du te rendre compte que lire un datasheet peut faire peur la première fois où tu l'ouvres mais il suffit de lire le bon chapitre qui te concerne pour se rendre compte que tout est écrit et que finalement ce n'est pas si difficile que ça ne pouvait paraître. Enfin quoi que je suis entrain de déplumer mon micro Texas qui a un port USB et là je dois avouer que je lutte un peu... mais c'est plus par méconnaissance du protocole USB en lui même.

Tu as fait ça seul ? Rien qu'en lisant la datasheet ?

J'ai le même problème pour le moment ici, avec le protocole série. J'ai bien compris comment envoyer de simple trame de 8bits de donnée, par contre la réalisation de trame "avancé" me pose quelque problème. Quid de l'envois d'une donnée sur 16bits ? ou plus (une chaine de caractère par exemple) ? J'ai bien compris que je dois jouer avec les SOH, STX, ETX, ... Mais je n'ai pas encore bien saisis l'ordre de la chose, et encore moins comment cela est traité par le "receveur". C'est la prochaine étape !

Côté PC, je m'appuie beaucoup sur les man pages Linux. J'ai quelque connaissance en C donc ça ne me fait pas (du tout) peur. Le plus dur est de trouver le début de la piste.
Côté µC, j'ai débuté avec ce pdf : http://perso-laris.univ-angers.fr/~c...enceau1112.pdf
En fait, il m'a surtout servis à "démystifier" la bestiole, à me dire qu'en fait ce n'était pas bien dur. Je l'ai lu une fois pour voir et ne m'en suis pas resservis ensuite. En fait, c'est semblable à tout : On a d'une part un registre pour lire/écrire, et de l'autre un registre pour contrôler/définir les options.

J'utilise principalement le datasheet et la documentation disponible pour l'AVR-GCC ( http://www.nongnu.org/avr-libc/ ). Je la trouve de bonne qualité, facilement compréhensible et assez complète. Niveau protocole je recherche tout ce qui peu m'aider, en essayant d'éviter les codes "tout fait". J'ai déjà pu toucher aux interruptions (via macro ISR), au lecture digitale I/O, ... J'aimerais d'ici quelque jour m'attaquer à de la lecture en Analogique. Mais pour ça, "comprendre" comment cela se passe aussi. (Honte à moi, je n'ai pas encore vraiment --compris-- les spécifications technique de l'Arduino, rien que le coup de la fréquence de la clock aurait du me mettre la puce à l'oreille :oops: )

Sinon, comme tu dis, "tout est écrit", il suffit d'être persévérant :)
Je comprends également ce que tu voulais dire quand tu me disais : " A partir du moment où l'on a utiliser un µC, on sait allez sur les autres µC sans trop de soucis. "
Le plus dur, c'est la logique (protocole série, fonctionnement de la clock interne, ... ). Une fois cela acquit, le reste ce n'est que de l'emballage.

Mais, avec tout ça, je mets un peu l'électronique de côté :oops: Pourtant si je veux évoluer avec mon µC, il va bien falloir que je m'y mette un peu plus sérieusement aussi.
09/10/2015, 10h57
Vincent PETIT

Chaque chose en son temps, pour programmer un Atmega328P indépendant tu as le temps de voir ça plus tard.

Pour gérer l'envoi et la réception de chaîne de caractère ou de données plus grande que 8 bits, ce n'est pas compliqué du tout et la solution en réalité tu l'as déjà.

Pour la valeur du quartz c'est normal que tu ne l'aies pas vu tout de suite car c'est en apprenant le hard (l'électronique) que tu feras les liens avec la config soft et c'est bien là qu'on voit que c'est très lié.
Et c'est encore plus vrai avec le convertisseur analogique numérique !!!!!

Ca va aller ! ;)