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CTK4TIMC Toolkit For (4) MSP430 Texas Instruments Microcontrollers

Festival Latinoamericano de Instalación de Software LibreBogotá, 5 de Mayo de 2012

AGENDA

1. Quienes somos

2. Objetivos

3. Misión y Visión

4. Historia

5. Arquitectura MSP430 Texas Instruments

6. API CTK4TIM

7. Proyectos Realizados CTK4TIM

8. Tutorial Principiantes CTK4TIM

9. Roles y Metodología de Trabajo CTK4TIM

10.Conclusiones

1. QUIENES SOMOS

CTK4TIM es una iniciativa colombiana que nace de la necesidad de la creación de librerías en lenguaje C para el desarrollo de proyectos de tecnología electrónica sobre microcontroladores, eligiendo como plataforma tecnológica los microcontroladores MSP430 de Texas Instruments.

AGENDA

1. Quienes somos

2. Objetivos


4. Historia


6. API CTK4TIM




10.Conclusiones

OBJETIVOS

Proveer la innovación, la investigación y desarrollo de productos tecnológicos basados en los microcontroladores MSP430 Texas Instruments

Desarrollar un API en lenguaje C para los microcontroladores MSP430 que faciliten el desarrollo de proyectos de electrónica

Aprovechar al máximo los modos de ahorro de energía del microcontrolador para hacer aplicaciones portables con mínimo consumo

Usar al máximo los formatos de documentos abiertos usados en la creación de la documentación del proyecto (.ODT, .ODS, .PNG)

AGENDA

1. Quienes somos

2. Objetivos


4. Historia


6. API CTK4TIM




10.Conclusiones

MISIÓN Y VISIÓN

Misión

CTK4TIM es un API en lenguaje C para el desarrollo de proyectos sobre los microcontroladores MSP430 de Texas Instruments, dirigido a estudiantes, ingenieros electrónicos, ingenieros mecatrónicos, biomédicos y hobbistas, cuya facilidad de uso facilitará el desarrollo de proyectos de tecnología electrónica

Visión

Ser el API de lenguaje C open source más utilizado en el desarrollo de proyectos de tecnología sobre los microcontroladores MSP430 de Texas Instruments, cuya facilidad de integración permita que personas ajenas a la electrónica puedan desarrollar proyectos de tecnología

AGENDA

1. Quienes somos

2. Objetivos


4. Historia


6. API CTK4TIM




10.Conclusiones

4. HISTORIA

Junio de 2001: Desarrollo personal de un API en lenguaje assembler para el desarrollo de proyectos sobre los microcontroladores PIC Microchip → MPLAB IDE

Junio de 2005: Desarrollo personal de un API en lenguaje assembler para el desarrollo de proyectos sobre los microcontroladores Freescale → P&E Micro

Abril de 2011: Acercamiento a la programación en lenguaje C sobre los microcontroladores Freescale ctk4fm →CodeWarrior y Subversion. Link ctk4fm

Noviembre de 2011: Acercamiento a la programación en lenguaje C sobre los microcontroladores Atmel → AVR Studio 5 [Visual Studio]

http://code.google.com/p/ctk4fm/

4. HISTORIA

Enero de 2012: Acercamiento a la programación en lenguaje C sobre los microcontroladores MSP430 Texas Instruments ctk4tim → Code Composer Studio (Eclipse) y Git

15 de Febrero de 2012: Creación del repositorio GIT para el almacenamiento del código del API en el servidor gitorius.org

4. HISTORIA

14 de Marzo de 2012: Lanzamiento Oficial del proyecto en el blog, usuario Twitter @ctk4tim y la pagina Facebook www.facebook.com/ctk4tim. Se libera CTK4TIM Versión 1.0.0 Se crea el concepto de Demo Oficial Vigente (D.O.V.) creando la Demo Oficial Vigente 1.0.0 cuya demostración es el uso de las rutinas del módulo LCD y del módulo Piano ejecutando la melodía Fray Santiago

http://www.twitter.com/ctk4tim

http://www.facebook.com/ctk4tim

4. HISTORIA

2 de Abril de 2012: Liberación de CTK4TIM Versión 1.1.0 que actualiza los módulos de LCD y RTC para permitir el funcionamiento completo de un reloj de tiempo real. Se crea la Demo Oficial Vigente 1.1.0 que permite ver el funcionamiento completo del RTC en el módulo LCD con dos botones que permiten la configuración de fecha y hora. Migración MSP430G2452 de 20 pines.

4. HISTORIA

4 Abril de 2012: Liberación de CTK4TIM Versión 1.2.0 que adiciona el módulo Motor Paso a Paso para permitir el control de los giros de un motor PAP. Se crea la Demo Oficial Vigente 1.2.0 que adiciona el giro a la izquierda o a la derecha de un motor PAP con el tick del RTC

4. HISTORIA

13 de Abril de 2012: Liberación de CTK4TIM Versión 1.3.0 que adiciona el módulo ADC para permitir conversiones analógas a digitales. Se crea la Demo Oficial Vigente 1.3.0 que adiciona la visualización de una valor analogo controlado por un potenciometro, escalandolo en el rango de 0% a 100%. Adicionalmente se muestra el valor de la temperatura del sensor interno.

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1. Quienes somos

2. Objetivos


4. Historia

5. Arquitectura MSP430 Texas Instrumens

6. API CTK4TIM




10.Conclusiones

Arquitectura MSP430G2452 TI

Arquitectura MSP430 TI


Code Composer Studio 5

● IDE basado en Eclipse● Edición Código Assembler o C● Ambiente Construcción Proyectos● Debugger● Simulador● Integración repositorios GIT● Se podria integrar a repositorios subversion con plugins● Etc, etc, etc ...


LaunchPad Kit

● Facil de usar● Costo $ 4.30 USD Tarjeta, 2 →Microconcontroladores MSP430 16 pines, cable mini-USB, cristal externo de 32.768KHz● Escalable● Futuras expansiones

AGENDA

1. Quienes somos

2. Objetivos


4. Historia

5. Arquitectura Microcontroladores MSP430 TI

6. API CTK4TIM




10.Conclusiones

API CTK4TIM

El API del proyecto CTK4TIM esta compuesta por tres (3) grupos: General, Perifericos e Interfaz Externa.

Grupo General

Se agrupan los módulos que permiten el funcionamiento básico del API. Los módulos agrupados son:

Core [8]

Delay [2]

Flash [En Diseño]

Math [1]

API CTK4TIM – CoreModule [8]

void stopWatchdogTimer(); //Stop Watchdog Timer

void configureDCOFrequency1MHz(); // Configure DCO Frequency 1 MHz




void enableInterrupts(); // Enable Interrupts

void disableInterrupts(); // Disable Interrupts

void entryLowPowerMode0(); // Entry Low Power Mode 0

API CTK4TIM – DelayModule [2]

void delayMs(uint delayMs); // Delay Miliseconds

void delayUs(uint delayUs); // Delay Microseconds

API CTK4TIM – MathModule [1]

double mathScaleConversion(double convertValue, double maximumValue); // Math Scale Conversion

API CTK4TIM

Grupo Perifericos

Se agrupan los módulos que interactuan con los perifericos del microcontrolador y que permiten adicionar una funcionalidad utilizando el hardware del chip. Los módulos agrupados son:

ADC [12]

I2C [En Diseño]

IO [20]

RTC [33]

SPI [En Diseño]

Timer [En Diseño]

API CTK4TIM – AdcModule [12]

void adcInit(); // Init ADC Module

void adcOn(); // ADC On

void adcOff(); // ADC Off

void adcEnableInterrupt(); // ADC Enable Interrupt

void adcDisableInterrupt(); // ADC Disable Interrupt

uchar adcIsPendingInterrupt(); // ADC Verify Pending Interrupt

void adcClearPendingInterrupt(); // ADC Clear Pending Interrupt

void adcAnalogInputEnable(uchar adcChannel); // Configure Analog Input Pin

void adcStartConversion(uchar adcChannel); // ADC Start Conversion

uint adcStartWaitConversion(uchar adcChannel); // ADC Start and Wait Conversion

void adcSelectChannel(uchar adcChannel); // Select ADC Channel

double adcGetTemperatureSensor(); // Get Temperature Sensor

API CTK4TIM – IoModule [20]

void pinDigitalOutput(vuchar *portDirection, uchar pinMask); // Configure Digital Output Pin

void pinDigitalInput(vuchar *portDirection, uchar pinMask); // Configure Digital Input Pin

void pinDigitalEnabledPullUp(vuchar *portDirection, uchar pinMask); // Enabled Pull-Up Pin

void pinDigitalEnabledPullDown(vuchar *portDirection, uchar pinMask); // Enabled Pull-Down Pin

void pinDigitalDisabledPullUp(vuchar *portDirection, uchar pinMask); // Disabled Pull-Up Pin

void pinDigitalDisabledPullDown(vuchar *portDirection, uchar pinMask); // Disabled Pull-Down Pin

uchar pinDigitalRead(vuchar *port, uchar pinMask); // Read Digital Pin

void pinDigitalWriteOn(vuchar *port, uchar pinMask); // Write Digital Pin On

void pinDigitalWriteOff(vuchar *port, uchar pinMask); // Write Digital Pin Off


void pinDigitalWriteToggle(vuchar *port, uchar pinMask); // Write Digital Toggle Pin

void pinSelectIOFunction(vuchar *port, uchar pinMask); // Select I/O Function Pin

void pinSelectPrimaryFunction(vuchar *port, uchar pinMask); // Select Primary Function Pin

void pinSelectSecondaryFunction(vuchar *port, uchar pinMask); // Select Secondary Function Pin

uchar waitLevelPin(vuchar *port, uchar pinNo, uchar typePulse, uchar typeFlanco, uchar timeOff, uchar timeOn); // Wait Level Pin

void pinDigitalEnableInterrupt(vuchar *port, uchar pinMask); // Enable Pin Interrupt

void pinDigitalDisableInterrupt(vuchar *port, uchar pinMask); // Disable Pin Interrupt


void pinDigitalSelectHighLowTransitionInterrupt(vuchar *port, uchar pinMask); // Enable Pin High Low Transition Interrupt

void pinDigitalSelectLowHighTransitionInterrupt(vuchar *port, uchar pinMask); // Enable Pin Low High Transition Interrupt

uint pinDigitalIsPendingInterrupt(vuchar *port, uchar pinMask); // Test Pin Pending Interrupt

void pinDigitalClearPendingInterrupt(vuchar *port, uchar pinMask); // Clear Pin Pending Interrupt

API CTK4TIM – RtcModule [33]

void rtcInit(); // RTC Init

void rtcStart(); // RTC Start

void rtcStop(); // RTC Stop

uint rtcIsRunning(); // RTC Test Running

void rtcUpdateUp(); // RTC Update Up

void rtcUpdateDown(); // RTC Update Down

uint rtcAddSecond(); // Increment One Second

uint rtcSubSecond(); // Decrement One Second

uint rtcAddMinute(); // Increment One Minute

uint rtcSubMinute(); // Decrement One Minute

uint rtcAddHour(); // Increment One Hour

uint rtcSubHour(); // Decrement One Hour


uint rtcAddDay(); // Increment One Day

uint rtcSubDay(); // Decrement One Day

uint rtcAddMonth(); // Increment One Month

uint rtcSubMonth(); // Decrement One Month

uint rtcAddYear(); // Increment One Year

uint rtcSubYear(); // Decrement One Year

uint rtcGetYear(); // RTC Get Year

void rtcSetYear(int setYear); // RTC Set Year

uint rtcGetMonth(); // RTC Get Month

void rtcSetMonth(int setMonth); // RTC Set Month

uint rtcGetDay(); // RTC Get Day

void rtcSetDay(int setDay); // RTC Set Day


uint rtcGetHour(); // RTC Get Hour

void rtcSetHour(int setHour); // RTC Set Hour

uint rtcGetMinute(); // RTC Get Minute

void rtcSetMinute(int setMinute); // RTC Set Minute

uint rtcGetSecond(); // RTC Get Second

void rtcSetSecond(int setSecond); // RTC Set Second

uchar rtgGetDayOfMonth(uint month); // RTC Get Days of Month

void rtcSetDate(uint setDay, uint setMonth, uint setYear); // RTC Set Date

void rtcSetTime(uint hour, uint minute, uint second); // RTC Set Time

API CTK4TIM

Grupo Interfaz Externa

Se agrupan los módulos que interactuan con dispositivos externos al microcontrolador y que permiten adicionar una funcionalidad utilizando hardware externo conectado al chip. Los módulos agrupados:

DAC [En Diseño]

Graphic LCD [En Diseño]

KeyMatrix [En Diseño]

LCD [26]

LedMatrix [En Diseño]

MotorPAP [7]

Piano [3]

API CTK4TIM – LcdModule [26]

void lcdInit(); // Init LCD Module

void lcdData(uchar data); // Send Data LCD Module

void lcdInstru(uchar instru); // Send Instruction LCD Module

void lcdClear(); // Clear LCD Module

void lcdHome(); // Set Home Cursor Position LCD Module

void lcdSetCursor(uchar row, uchar column); // Set Cursor Position LCD Module

void lcdWrite(uchar character); // Write Character LCD Module

void lcdWriteSetPosition(uchar row, uchar column, uchar exportData); // Write Character LCD Module

void lcdWriteMessage(uchar row, uchar column, const uchar message []); // Write Message LCD Module

void lcdCursorBlinkOn(); // Set Cursor Blink On LCD Module

void lcdCursorBlinkOff(); // Set Cursor Blink Off LCD Module


void lcdCursorDisplayOn(); // Set Cursor Display On LCD Module

void lcdCursorDisplayOff(); // Set Cursor Display Off LCD Module

void lcdDisplayOn(); // Set Display On LCD Module

void lcdDisplayOff(); // Set Display On LCD Module

void lcdShiftOff(); // Set Shift Off LCD Module

void lcdShiftLeft(); // Set Shift Left LCD Module

void lcdShiftRight(); // Set Shift Right LCD Module

void lcdDataBinFormat(uchar row, uchar column, uchar dataExport); // Send Data Binary Format LCD Module

void lcdDataHexFormat(uchar row, uchar column, uchar dataExport); // Send Data Hexadecimal Format LCD Module

void lcdDataDecFormatSetPosition(uchar row, uchar column, uint dataExport, uchar quantityDigits); // Send Data Decimal Format LCD Module


void lcdDataDecFormat(uint dataExport, uchar quantityDigits); // Send Data Decimal Format LCD Module

void lcdDataDoubleFormatSetPosition(uchar row, uchar column, double dataExport, uchar quantityDigits, uchar quantityDecimals); // Send Data Double Format LCD Module

void lcdDataDoubleFormat(double dataExport, uchar quantityDigits, uchar quantityDecimals); // Send Data Double Format LCD Module

void lcdDataDateFormat(uchar row, uchar column, uint day, uint month, uint year); // Send Data Date Format LCD Module

void lcdDataTimeFormat(uchar row, uchar column, uint hour, uint minute, uint second); // Send Data Date Format LCD Module

API CTK4TIM – MotorPapModule [7]

void papMotorInit(); // Init PAP Motor Module

uchar papMotorGetState(); // Get PAP Motor State

void papMotorLeftStep(); // PAP Motor Left Step

void papMotorRightStep(); // PAP Motor Right Step

void papMotorMove(); // Move PAP Motor

void papMotorLeftCycles(uchar numberCycles); // PAP Motor Left Cycles

void papMotorRightCycles(uchar numberCycles); // PAP Motor Right Cycles

API CTK4TIM – PianoModule [3]

void pianoInit(); // Init Piano Module

void pianoPlayNote(uint toneValue, ulong timeOn, ulong timeOff); // Piano Play Note

void pianoPlaySong(const uint tonesSong [], ulong timeOn, ulong timeOff); // Piano Play Song

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10.Conclusiones

Proyectos Realizados CTK4TIM

Para verificar el crecimiento del API, se creo el concepto de Demo Oficial Vigente que es un proyecto estandar donde se demuestra las nuevas caracteristicas adicionadas. Actualmente se han desarrollado una demo oficial por cada versión liberada.

1. Demo Oficial Vigente Versión 1.0.0

Microcontrolador: MSP430G2111 de 14 pines

Dispositivos Externos: Módulo LCD 16 x 2

Funcionalidad: Demostrar el funcionamiento de los módulos LCD y Piano.

http://ctk4tim.wordpress.com/proyectos-2/demo-oficial-version-1-0-0/





Dispositivos Externos: Módulo LCD 16 x 2, Cristal de 32KHz

Funcionalidad: Demostrar el funcionamiento de los módulos RTC, LCD y Pines por Interrupción.






Dispositivos Externos: Módulo LCD 16 x 2, Cristal de 32KHz, Motor PAP

Funcionalidad: Demostrar el funcionamiento del módulo Motor Paso a Paso






Dispositivos Externos: Módulo LCD 16 x 2, Cristal de 32KHz, Motor PAP, Potenciometro

Funcionalidad: Demostrar el funcionamiento del módulo ADC



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Tutorial Principiantes CTK4TIM

Para facilitar la asimilación del uso del API, se creo en el blog un tutorial paso a paso donde se detalla los pasos para la descarga del IDE y la compilación del proyecto CTK4TIM para iniciar los desarrollos.

Este tutorial se puede acceder en línea en el blog oficial a través del menú Tutoriales Primeros Pasos→ o a través del siguiente enlace:

http://ctk4tim.wordpress.com/tutoriales/primerospasos/

http://ctk4tim.wordpress.com/tutoriales/primerospasos/

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Roles CTK4TIM

El objetivo de crear roles en CTK4TIM, es que cada persona de la comunidad tenga claro las tareas y fuciones del papel que desempeña, de tal forma que se tenga plena certeza de lo que puede y no puede hacer. A continuación se exponen los roles propuestos:

● Diseñador: Diseña el prototipado de las funciones, los parametros de las mismas y la cohesion con los diferentes modulos

● Programador: Realiza la programación en lenguaje C de las funciones que el diseñador haya planteado

● Documentador: Realiza la documentación de las funciones desarrolladas con el objeto de tener la API completamente actualizado con el código

Roles CTK4TIM

● Tester: Encargado de realizar las pruebas sobre la Demo Oficial vigente, para verificar si cumple con la funcionalidad propuesta

● Webmaster: Administrador del Blog, usuario Twitter y pagina Facebook

● Usuario: Utiliza el API para el desarrollo de sus proyectos e informa al Grupo de Desarrollo de errores o mejoras que haya encontrado

Actualmente se requieren con urgencia:

● Personas expertas en GIT

● Documentadores [doxigen, Aplicación Android]

● Usuarios registrados

● Tester

Metodología Trabajo CTK4TIM

El objetivo de crear una metodología, es definir los procesos por los cuales se estandariza el crecimiento del API de manera que todos puedar participar y aportar desde su rol respectivo, sin afectar el rendimiento y la estabilidad de la versión liberada en producción. A continuación se expone los pasos propuestos para crecer y mejorar CTK4TIM:

1. Definir una nueva Demo Oficial Target (D.O.T.)

2. Reunión para realizar el diseño de nuevos requerimientos del D.O.T.

3. Realización del cronograma de actividades

4. Adjudicación de desarrollos a integrantes del grupo

5. Creación en el repositorio de un branch de desarrollo para la nueva versión

Metodología Trabajo CTK4TIM

6. Ejecucción de desarrollos

7. Realización de pruebas unitarias

8. Integración de fuentes desarrollados al branch de desarrol lo

9. Realización de pruebas integrales sobre el diseño del D.O.T.

10.Solución de bugs encontrados en pruebas integrales

11.Integración del branch de desarrollo al branch master

12.Liberación de la nueva versión al publico

13.Generación de Tag sobre el branch master para resaltar nueva versión

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6. API CTK4TIM




10.Conclusiones

Conclusiones

Facilitar el desarrollo rápido de proyectos de tecnología electrónica basados en los microcontroladores MSP430 TI

Fomentar el desarrollo de tecnología portátil de bajo consumo ofrecida por los microcontroladores MSP430 TI

Fomentar el crecimiento del proyecto apalancándose en el desarrollo del API con licencia software libre GPL3

Fomentar el aprendizaje colectivo y la colaboración para mejorar las características del API que faciliten el desarrollo de proyectos de alta tecnología con mínimo esfuerzo

Aprovechar los espacios de software y hardware libre para dar a conocer la iniciativa, para que más personas se unan a la comunidad y ayuden al crecimiento y uso del API

Contactenos

Wordpress: http://ctk4tim.wordpress.com

Correo Electrónico: [email protected]

Twitter: @ctk4tim

Facebook: www.facebook.com/ctk4tim

Vimeo: http://vimeo.com/user10782056

http://ctk4tim.wordpress.com/

mailto:[email protected]

http://www.twitter.com/ctk4tim

http://www.facebook.com/ctk4tim

http://vimeo.com/user10782056

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