При разработке микроконтроллерных устройств с внешней памятью типа AT45DBxx приходится сталкиваться с ситуацией, когда блоки данных (файлы) записываются редко, обычно при обновлении ПО устройства, а иногда вообще только один раз — при изготовлении устройства. В таких случаях нет необходимости в использовании файловой системы дискового типа, таких как FAT…

Вячеслав Мовила
http://movilavn.narod.ru

Проще и эффективнее использовать файловую систему последовательного доступа, наподобие ленточной. При этом файлы вместо названия имеют только индексы – последовательный номер файла на устройстве. Данные файла при записи записываются в конец свободного адресного пространства устройства, в этом случае при закрытии файла ему назначается уникальный номер (индекс). Доступ к файлу при чтении происходит по его индексу. На устройстве может находится не более 62 записанных файлов. Рассматриваемая библиотека организует такую файловую систему для микросхемы AT45DB161, порт CodeVision. Листинги библиотеки подробно прокомментированы [1…3]. Так, что при желании не потребуется больших усилий для портирования на другой компилятор и для внесения изменений с целью применения для другого типа микросхем серии AT45DBxx.

Краткое описание AT45DB161

AT45DB161 (см. рис.1) — является Flash памятью с последовательным интерфейсом, и идеально подходит для широкого спектра цифровых голосовых приложений, приложений визуализации, и приложений хранения программного кода и данных. 17 301 504 бит памяти данной ИС организованы в 4096 страниц по 528 байт каждая. Кроме памяти общего назначения ИС, также, имеет два SRAM буфера данных по 528 байт. Буферы обеспечивают возможность приема данных в режиме перепрограммирования страницы основной памяти, или считывание, или запись непрерывных потоков данных. Режим эмуляции EEPROM (с побитным или побайтным изменением) прост в применении, благодаря встроенной, трехступенчатой системе команд Read — Modify — Write. В отличие от стандартных типов Flash памяти, обращение к которым, происходит произвольным образом в режиме многочисленных адресных строк и при помощи параллельного интерфейса, память типа DataFlash использует последовательный интерфейс для обращения к своим данным в режиме последовательного доступа. ИС поддерживает SPI — режимы типа 0 и 3. Простой последовательный интерфейс облегчает разводку платы, увеличивает отказоустойчивость системы, минимизирует коммутационные шумы, а также, уменьшает размер корпуса и число необходимых активных выводов. ИС оптимизирована для использования в широком круге коммерческих и индустриальных приложений, для которых существенную роль играют высокая плотность размещения, малое число выводов, низкое напряжение питания, и низкое энергопотребление. ИС функционирует с тактовыми частотами, вплоть до 20 МГц при типовом потребляемом токе в режиме активного чтения 4 мА.

Рис. 1. Распиновка ИМС

Предпосылки выбора

Для обеспечения удобства внутрисистемного перепрограммирования, ИС AT45DB161 не требует высоких входных напряжений в режиме программирования. ИС питается от однополярного источника с напряжением от 2.5 В до 3.6 В, или от 2.7 В до 3.6 В, как в режиме программирования, так и в режиме чтения. Выборка ИС AT45DB161 производится по входу CS (активный низкий), а доступ к ИС обеспечивается посредством 3-х проводного последовательного интерфейса, состоящего из сигнала последовательного входа SI, последовательного выхода SO и последовательного тактового сигнала SCK (см. таблицу):

Таблица. Расшифровка сигналов ИМС

Все циклы программирования имеют встроенный контроль временных характеристик, а для проведения программирования предварительный цикл стирания не требуется. При поставке ИС от Atmel, старшая значащая страница массива памяти может не быть чистой. Другими словами, содержимое последней страницы может быть заполнено содержимым, отличным от FFH.

Отличительные особенности

• Однополярное напряжение питания от 2.5 В до 3.6 В, или от 2.7 В до 3.6 В
• Совместимость с последовательным периферийным интерфейсом типа SPI
• Максимальная тактовая частота 20 МГц
• Постраничный режим программирования:
• Одиночный цикл перепрограммирования (стирание плюс программирование)
• 4096 страниц основной памяти (528 байт на страницу)
• Поддержка страничного и блочного режимов стирания
• Два 528-ми байтных буфера данных SRAM, обеспечивающих прием данных в режиме перепрограммирования энергонезависимой памяти
• Поддержка режима непрерывного считывания полного массива данных
• Идеально для приложений теневого дублирования кода
• Низкое энергопотребление:
  4 мА — типичный ток в режиме активного чтения
  2 мкА — типичный потребляемый ток в режиме ожидания
• Аппаратная функция защиты данных
• Входы сигналов SI, SCK, CS (активный низкий), RESET (активный низкий) и WP (активный низкий) устойчивы к логическим уровням 5 В
• Коммерческий и индустриальный диапазоны температур

Схема подключения

Рис. 2. Схема электрическая принципиальная тестового модуля считывания данных

Несмотря на то, что напряжение питания микросхемы AT45DB161 указано от 2.7 до 3.6 В, микросхема нормально работает при напряжении 5 В. В реальном проекте – используется питание 3 В. Поэтому подключил AT45DB161 на свою макетницу с микроконтроллером ATMega162 с 5-ти вольтовым питанием. Все тесты прошли исключительно хорошо: от самых простых до более сложных – воспроизведение звука с использованием ШИМ- модуляции. Микросхема AT45DB161 использовалась в корпусе SOIC, в котором отсутствует отдельный вывод BYSE, что видно на схеме принципиальной (см. рисунок 2) и было учтено при написании библиотеки.

Структура файловой системы

Первая страница (528 байт) отводится для хранения системной информации о файловой структуре устройства.

Первые 11 байт — это строка *AT45DB161#. Строка является идентификационной записью, которая показывает, что устройство отформатировано и готово к работе. В 12-ом байте содержится число, показывающее количество файлов на устройстве.

Далее идут 8-ми байтовые структуры, выполняющие функцию описателей файлов:

• в первых 2-х байтах адрес 1-ой страницы файла
• следующие 2 байта содержат количество страниц в файле
• последние 4 байта структуры — размер файла в байтах

Функции библиотеки

1. Инициализация файловой системы AT45DB161. unsigned char InitialFlash();
Возвращает значения:
0 — инициализировано.
1 — устройство отсутствует в системе.
2 — устройство не форматировано.

* Комментарий автора.
Внимание! При 6 В быстро выгорает, по крайней мере так было у меня.

2. Форматирование файловой системы AT45DB161 void FormatFlash();

3. Закрыть файл void CloseFile();
4. Открыть файл unsigned char OpenFile(char mode, unsigned char nfile);

Параметр mode:
r — Открыть файл в режиме чтения.
w — Открыть файл в режиме записи.

Параметр nfile:
В режиме чтения указывает индекс (номер) файла. В режиме записи не имеет значения, следует указать 0.

Возвращает значения:
0 — ошибка при открытии файла.
N(1…62) — индекс успешно открытого файла..

После успешного открытия файла будут доступны глобальные переменные статуса файла:

код:

5. Считать из файла count байт в буфер dest unsigned int ReadFile(char * dest, unsigned int count);

dest — Указатель на буфер чтения.
count — Количество байт для считывания.

Возвращает значения:
N — количество считанных байт.

6. Записать в файл count байт из буфера source. unsigned int WriteFile(char * source, unsigned int count);
source — Указатель на буфер записи.
count — Количество байт для записи.

7. Читать файл побайтно unsigned char ReadByte(unsigned char * flag);

flag — Указатель на переменную типа unsigned char. При чтении первого байта должен из вызывающей функции установлен в 0. При успешном чтении байта внутри функции ReadByte устанавливается в 1. При ошибке чтения или достижении конца файла внутри функции ReadByte устанавливается в 2.

Несмотря на то, что функция выглядит несколько неуклюже, она очень удобна при побайтном считывании по прерыванию.

Применение библиотеки

Для того, чтобы использовать библиотеку в проект ПО следует включить файлы: <at45db161.c> и <at45db161.h>. В файле <at45db161.h> следует скорректировать 2 настройки:

Первая:
код:

В строке 7 указать бит порта вывода который Вы будете использовать в качестве сигнала CS микросхемы AT45DB161:

Вторая:

Переопределить настройки интерфейса SPI в строке 38:

код:

Простой пример применения библиотеки:

код:

Заключение

Как видите, использование библиотеки последовательного доступа значительно упрощает разработку целого ряда устройств с голосовым сопровождением на основе Flash- памяти.

** Важное замечание.
При считывании последнего блока данных из файла в буфер заносится действительное оставшееся количество байтов, а их количество указывается в возвращаемом функцией значении.

*** Комментарий автора.
Программа, которая умеет открывать файлы мультимедиа типа WAV, идентифицировать их, на соответствии требованиям закачки (частота дискретизации, количество каналов и т.д.) и пересылать их в микроконтроллерную систему.

Рассматриваемые в данной статье исходники библиотеки файловой системы последовательного доступа полностью приведены в виде ресурсов в теме «Журнал клуба программистов. Пятый выпуск» или непосредственно в архиве с журналом.

Ресурсы

• Ссылка на скачивание библиотеки LIB_AT45
  http://movilavn.narod.ru/LIB_AT45.rar
• Проект для микроконтроллера ATMega162 — загрузка файлов в AT45DB161
  http://movilavn.narod.ru/AT45LOAD.rar
• Проект для ПК (Builder C++ 6). LoadAT45DB***
  http://movilavn.narod.ru/LoadAT45DB.rar
• Модули и проекты, использованные в статье
  http://programmersclub.ru/pro/pro5.pdf

Статья из пятого выпуска журнала «ПРОграммист».
Скачать этот номер можно по ссылке.
Ознакомиться со всеми номерами журнала.

В уроке 21 вы создали свои первые классы в C++. При этом вы включали метку public в определение класса, чтобы обеспечить программе доступ к каждому элементу класса. Из данного урока вы узнаете, как атрибутыpublic и private управляют доступом к элементам класса со стороны программы. Вы узнаете, что ваши программы могут обратиться к общим (public) элементам из любой функции. С другой стороны, ваша программа может обращаться к частным (private) элементам только в функциях данного класса. Этот урок подробно исследует частные и общие элементы. К концу данного урока вы освоите следующие основные концепции:

• Чтобы управлять тем, как ваши программы обращаются к элементам класса, C++ позволяет вам определять элементы как частные или общие.
• Частные элементы дают возможность классу скрыть информацию, которую программе не требуется знать.
• Класс, использующий частные элементы, обеспечивает интерфейсные функции, которые обращаются к частным элементам класса.

Как уже вкратце обсуждалось в уроке 21, вы должны поместить в определение класса столько информации об объекте, сколько считаете необходимым. При этом объекты становятся самообеспеченными, что может повысить возможность их повторного использования несколькими программами.

(читать всё…)

Обсудить статью на форуме

По мере усложнения ваших программ они будут сохранять и получать информацию, используя файлы. Если вы знакомы с файловыми манипуляциями в языке С, вы сможете использовать подобные методы и в C++. Кроме того, как вы узнаете из этого урока, C++ предоставляет набор классов файловых потоков, с помощью которых можно очень легко выполнять операции ввода и вывода (В/В) с файлами. К концу данного урока вы освоите следующие основные концепции:

• Используя выходной файловый поток, вы можете писать информацию в файл с помощью оператора вставки (<<).
• Используя входной файловый поток, вы можете читать хранимую в файле информацию с помощью оператора извлечения (>>).
• Для открытия и закрытия файла вы используете методы файловых классов.
• Для чтения и записи файловых данных вы можете использовать операторы вставки и извлечения, а также некоторые методы файловых классов.

Многие программы, которые вы создадите в будущем, будут интенсивно использовать файлы. Выберите время для экспериментов с программами, представленными в данном уроке. И вы обнаружите, что в C++ выполнять файловые операции очень просто.

(читать всё…)

Начнём с общего. Как скрыть и показать Панель задач:

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
begin
ShowWindow(FindWindow(‘Shell_TrayWnd’, nil), SW_HIDE); // Скрыть
end;

procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);
begin
ShowWindow(FindWindow(‘Shell_TrayWnd’, nil), SW_SHOW); // Показать
end;

Теперь сделаем иконку рядом с часами:

public
procedure IconCallBackMessage( var Mess : TMessage ); message WM_USER+ 100;
end;

implementation

uses ShellAPI;

procedure TForm1.IconCallBackMessage( var Mess : TMessage );
var
sEventLog : String;
begin
case Mess.lParam of
// Сделайте здесь все что вы хотите. Например, вызов контекстного меню при нажатии правой кнопки мыши.

WM_LBUTTONDBLCLK  :  sEventLog := ‘Двойной щелчок левой кнопкой’;
WM_LBUTTONDOWN    :  sEventLog := ‘Нажатие левой кнопки мыши’;
WM_LBUTTONUP      :  sEventLog := ‘Отжатие левой кнопки мыши’;
WM_MBUTTONDBLCLK  :  sEventLog := ‘Двойной щелчок мышью’;
WM_MBUTTONDOWN    :  sEventLog := ‘Нажатие кнопки мыши’;
WM_MBUTTONUP      :  sEventLog := ‘Отжатие кнопки мыши’;
WM_MOUSEMOVE      :  sEventLog := ‘перемещение мыши’;
WM_MOUSEWHEEL     :  sEventLog := ‘Вращение колесика мыши’;
WM_RBUTTONDBLCLK  :  sEventLog := ‘Двойной щелчок правой кнопкой’;
WM_RBUTTONDOWN    :  sEventLog := ‘Нажатие правой кнопки мыши’;
WM_RBUTTONUP      :  sEventLog := ‘Отжатие правой кнопки мыши’;
end;
end;

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
var nid : TNotifyIconData;
begin
Load_Form.Visible:=false;

with nid do
begin
cbSize := SizeOf( TNotifyIconData );
Wnd := Form1.Handle;
uID := 1;
uFlags := NIF_ICON or NIF_MESSAGE or NIF_TIP;
uCallbackMessage := WM_USER + 100;
hIcon := Application.Icon.Handle; // Иконка приложения 16 на 16 пикселей
szTip := ‘Имя программы’;
end;
Shell_NotifyIcon( NIM_ADD, @nid );
end;

И при закрытии удаляем иконку.

procedure TForm1.FormClose(Sender: TObject; var Action: TCloseAction);
var nid : TNotifyIconData;
begin
//это важно для того чтобы не удалить чужую иконку J
with nid do
begin
cbSize := SizeOf( TNotifyIconData );
Wnd := Form1.Handle;
uID := 1;
uFlags := NIF_ICON or NIF_MESSAGE or NIF_TIP;
uCallbackMessage := WM_USER + 100;
hIcon := Application.Icon.Handle; // Иконка приложения 16 на 16 пикселей
szTip := ‘Имя программы’;
end;
Shell_NotifyIcon( NIM_DELETE, @nid );
end;

С иконкой мы расправились переходим у Пуску. Для начала работы надо открыть Пуск с помощью этой функции:

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
begin
SendMessage(Self.Handle, WM_SYSCOMMAND, SC_TASKLIST, 0);
end;

Так же можно поменять активность Пуск’а:

procedure TForm1.Button1Click(Sender: TObject);
begin
EnableWindow(FindWindowEx(FindWindow(‘Shell_TrayWnd’, nil), 0, ‘Button’, nil), false);
// заблокировать
end;

procedure TForm1.Button2Click(Sender: TObject);
begin
EnableWindow(FindWindowEx(FindWindow(‘Shell_TrayWnd’, nil), 0, ‘Button’, nil), true);
// разблокировать
end;