Az első lépések

Az Energia használatához be kell szereznünk valamelyik támogatott fejlesztői kártyát. Ebben a cikkben elsősorban az MSP430 Launchpad kártyára koncentrálunk, amely rendkívül kedvező ára és egyszerű felépítése révén a kezdők számára a legalkalmasabb. Az MSP430 Launchpad kártyát egy korábbi cikksorozatban már részletes bemutattuk, ezért fölösleges volna most ismétlésekbe bocsátkozni. Arra azonban emlékeztetünk, hogy van néhány apró, de fontos eltérés a kártya régebbi változata (rev 1.4) , és az újabb kiadása (rev 1.5) között, amelyekre oda kell figyelni!

A régebbi (rev 1.4) kártyához csak 14 lábú és kisebb kiépítésű mikrovezérlőket adtak (ezek közül az Energia csak az MSP430G2231-at támogatja). Ha ezt a kártyát MSP430G2553 mikrovezérlővel korszerűsítjük, akkor a hardveres UART használatához a kátyán az RXD és TXD átkötéseket keresztbe kell kötni (a hardveres UART más lábkiosztást használ, mint a szoftveres UART)!

Az újabb (rev 1.5) kártya esetében van lehetőség a szoftveres és hardveres UART lábkiosztás váltására (ahogy a kártyán a szitanyomásos ábrák is jelzik az SW és HW felirat mellett). Az Energia platform az MSP430G2553 esetében alapértelmezetten a hardveres, az MSP430G2452 esetében pedig szoftveres UART kezelést használja.  

További különbség, hogy az új kártyánál az S2 nyomógombhoz tartozó P1.3 bement nincs felhúzva, ezért ennek használatakor be kell kapcsolni a belső felhúzást. Ez röviden azt jelenti, hogy nem INPUT, hanem INPUT_PULLUP módba kell állítani (erre majd később mutatunk példát). 

Az Energia IDE letöltése és telepítése

Töltsük le a hivatalos letöltési oldalról az Energia IDE  aktuális változatát! Jelen sorok írásakor az energia-0101E0009-windows.zip állomány volt a Windows-hoz való legfrissebb változat. A Energia nem igényel külön telepítést, csak bontsuk ki a tömörített állományt egy alkalmas könyvtárba (pl. C:\Energia). Mielőtt azonban elindítanánk a programot, telepítenünk kell a kártyánkhoz való meghajtó programot.

2_1. ábra: Az Energia letöltési oldala

A meghajtóprogram telepítése

Ahhoz, hogy a kártyánk kommunikálni tudjon a PC-vel, telepíteni kell a megfelelő meghajtóprogramokat. Ha előzőleg már telepítettük a kártyához ajánlott gyári fejlesztőrendszerek valamelyikét (IAR Embedded Workbench, vagy Texas Code Composer Studio), akkor a driver már rendelkezésre áll, nem kell tennünk semmit! Ha azonban az Energia az első fejlesztőrendszerünk a gépen, akkor a kártyához való illesztőprogram telepítése elengedhetetlen.

Az MSP430 Lanchapad, illetve az MSP430FR5937 "Fraunchpad" kártyák azonos Flash Emulator Tool-t (FET) használnak, meghajtó programjuk a kicsomagolt Energia telepítési könyvtárának a drivers nevű almappájában is megtalálható (a DPinst.exe programot kell elindítani). Egy másik lehetőség: a Texas Instruments honlapjáról letölthető slac490.zip állományban is található meghajtóprogram a Launchpad kártyához (a Launchpad Driver nevű alkönyvtárban).

A Stellaris Launchpad kártya esetében is csak akkor kell meghajtó programot telepítenünk, ha még nincs a gépünkre telepítve az LM4F120H5QR ARM Cortex-M4F mikrovezérlőhöz való fejlesztői környezet (IAR EW vagy CCS 5). A különálló meghajtó csomag innen tölthető le: Stellaris ICDI drivers

A meghajtók telepítése három lépésben történik, mert a nyomkövetéshez, a programletöltéshez és a virtuális soros port kezeléséhez külön-külön meghajtókat kell telepítenünk, az alábbi felsorolás szerint:

• Stellaris Virtual Serial Port
• Stellaris ICDI JTAG/SWD
• Stellaris ICDI DFU

Windows XP alatt egyszerűen a új hardver felismerésekor adjuk meg a telepítési útvonalat a fenti meghajtók könyvtárához. Windows7 alatt azoban az automatikus felismerés sikertelen lesz, ezért az Eszkökezelőben az új eszközöknek a "meghajtó frissítése" opció választása után tehetjük meg ugyanezt.

Az Energia IDE indítása

Csatlakoztassuk a Launchpad kártyát a számítógéphez és indítsuk el az Energia fejlesztői környezetet az energia.exe állomány nevére duplán kattintva (Windows alatt)! Először egy köszöntő üzenet (splash kép) jelenik meg, amely arról értesít bennünket, hogy az Energia a Wiring/Arduino IDE módosított változata a Texas Instruments MSP430 Launchpad, Fraunchpad és Stellaris Launchpad kártyáihoz. Arra is felhívja a figyelmet, hogy ezt a módosított változatot az Arduino LLC (Arduino KFT) nem támogatja.

 2_2. ábra: Az Energia IDE üdvözlő képernyője

Az üdvözlő képernyő eltűnése után egy üres szerkesztőablakkal jelenik meg az Energia IDE. A gombokra egyelőre ne kattintsunk!

2_3. ábra: Az Energia IDE ablak első indításkor

Mielőtt első programunkat betöltenénk vagy beírnánk, be kell állítani a fejlesztői kártyánk típusát és meg kell adnunk a kártyához tartozó virtuális soros port sorszámát.

1. Kattintsunk a Tools  menüre, s a Board menüpontban a legördülő listából válasszuk ki a kártyát, illetve a mikrovezérlőt!

2_4. ábra: A kártya, illetve a mikrovezérlő típusának kiválasztása

2. Kattintsunk ismét a Tools menü Serial Port menüpontjára, s válasszuk ki a kártyához tartozó virtuális soros portot! Ha nem tudjuk, hogy a listában megjelenő soros portok közül melyik tartozik a kártyánkhoz, akkor ellenőrizzük azt az Eszközkezelő Portok (COM és LPT) listájában. Az alábbi ábrán a COM3 port tartozik a Launchpad kártyához (MSP430 Application UART).

2_5. ábra: A kártyához tartozó soros kommunikációs port kiválasztása.

Az első mintapélda futtatása

Ha idáig eljutottunk, akkor próbáljuk ki a fejlesztőrendszert egy nagyon egyszerű mintapéldával! Kattintsunk a File menüre és az Examples menüpontban válasszuk ki az 1. Basics csoportból a Blink mintapéldát! Ez egy LED villogtató program.

2_6. ábra: A Blink mintaprogram kiválasztása és betöltése.

Az Energia fejlesztői platform programjainak .ino a kiterjesztése. Ezt az Arduino fejlesztői platformból örökölte, ahol az .ino elnevezés az Arduino név utolsó betűire utal. A program betöltésekor egy új ablak ugrik fel, így a régi üres ablak fölöslegessé válik, akár be is csukhatjuk.

Az Energia programok általában két fő résznől állnak:

• setup() függvény, amely csak egyszer fut le, a program futásának elején. Ebben végezzük el a kezdeti beállításokat, és előkészítő lépéseket.
• loop() függvény, melynek törzse végtelen ciklusban fut. Ide írjuk azokat a teendőket, amelyeket végtelenszer ismételni akarunk.

A programban a C nyelvhez hasonlóan a  /* ... */ jelek közötti sorok, vagy a // jel utáni szövegrészek a sor végéig megjegyzésnek számítanak, amelyek a futásra nincsenek hatással (az alábbi ábrán zöld színnel írt szövegek).

A setup() függvény most csak egyetlen utasítást tartalmaz, amellyel digitális kimenetnek állítjuk be az a lábat, amelyhez a piros LED csatlakozik. Az MSP430 Launchpad esetében ez a P1.0 lábat jelenti, de mivel a többi kártyán más kivezetéseken tudunk LED-et villogtatni ezért az Energia fejlesztői bevezettek egy hardver absztrakciós réteget, amelynek köszönhetően kártya és mikrovezérlő típustól függetlenül a RED_LED szimbólummal hivatkozhatunk egy olyan kimenetre, amelyhez LED kapcsolódik.

A loop() függvényben a következő tevékenységek ismétlődnek:

1. A RED_LED szimbólummal hivatkozott kimenetet magas szintre állítjuk (a LED világít).
2. Várakozunk 1000 időegységig (azaz 1 másodpercig).
3. A RED_LED szimbólummal hivatkozott kimenetet alacsony szintre állítjuk (a LED kialszik).
4. Várakozunk 1000 időegységig (azaz 1 másodpercig).

A fentiek eredményeképpen a LED 1 s-ig világít, majd 1 s-ig sötét marad, s ez ismétlődik végtelen ciklusban.

Kattintsunk a Letöltés gombra (az alábbi ábrán a fehér gomb az), s várjuk meg, amíg a program lefordítása és ezt követően a letöltése megtörténik! Ha mindez sikeresen lezajlott, akkor ellenőrizzük, hogy a program azt csinálja-e, ami a fenti leírásban szerepel!

2_7. ábra: A Blink mintaprogram letöltése.