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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik LPC1768 - Erste Schritte


Autor: André Wippich (sefiroth)
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Hallo zusammen!

Ich habe bisher viel und intensiv mit AVR 8-Bit Mikrocontrollern 
gearbeitet und möchte nun in die Welt der ARM 32-Bit Controller 
einsteigen. Ausgesucht habe ich mir dafür den LPC1768 von NXP.

Folgende Vorraussetzungen konnte ich mir schaffen:
- das ARM LPC1768 Cortex M3 LCD Board
- einen JLink JTAG Adapter
- WinARM

Leider stehe ich jetzt etwas auf dem Schlauch, denn bisher habe ich 
leider keine Anleitung gefunden, die mich lückenlos in die ARM 
Programmierung einführen konnte... Oft sind sie für andere 
Controllerfamilien oder IDEs ausgelegt, so dass ich Euch bitte wollte 
mir bei meinen Fragen etwas Starthilfe zu geben.

1) Was für zusätzliche Dateien muss ich in meinen Quellcode einbinden, 
um mit dem LPC1768 zu arbeiten? In einem Demoprojekt was ich für einen 
anderen LPC gefunden habe, wurden scheinbar nur die Registeradressen und 
Interruptvektoren eingebunden. Bei WinAVR war es ja so, dass man diese 
über die "stdio.h" automatisch eingebunden bekommen hat. WinARM 
unterstützt den LPC1786 aber nicht von Haus her. Auf der NXP Website 
habe ich hier
http://ics.nxp.com/support/documents/microcontroll...
die "AN10918 NXP LPC Cortex-M3 IEC60335 Class B library V1" gefunden, 
die einiges an Headerdateien für den LPC1768 enthält, aber nichts was 
direkt für WinARM gemünzt ist. Es fällt mir schwer zu entscheiden, 
welche dieser Dateien ich nutzen kann/muss. Schade dass die letzte 
WinARM Version von 2006 ist... Gibt es da kein Community-Interesse das 
Projekt weiterzuentwickeln und auf neuere Controller vorzubereiten?

2) Ein kleines Mysterium bildet für mich der "StartUp-Code". Ich habe 
den Begriff in unterschiedlichen Zusammenhängen gelesen, daher wollte 
ich mich mal bei Euch erkundigen was es damit auf sich hat. Ist der 
StartUp-Code quasi die "Init"-Funktion für den ARM zur Konfiguration des 
Taktgebers, der Portpins u.s.w.? Oder enthält er den Bootloader? Muss 
der Startup-code in einen anderen Speicherbereich abgelegt werden wie 
das eigentliche Programm?

3) Das Testboard hat eine serielle Programmierschnittstelle an UART0, 
die wohl mit einem Bootloader funktioniert. Wenn ich diese Schnittstelle 
aber nicht zum Programmieren nutzen möchte oder mir irgendwie den 
Bootloader beschädige, kann ich das Programm dann auch einfach mit dem 
JLink JTAG Adapter auf den LPC1768 laden (das Testboard hat einen JTAG 
Anschluss)?

Vielen Dank schonmal für Eure Hilfe!

Gruß, André

Autor: Martin Thomas (mthomas) (Moderator) Benutzerseite
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André Wippich schrieb:
>...
> 1) Was für zusätzliche Dateien muss ich in meinen Quellcode einbinden,
> um mit dem LPC1768 zu arbeiten? In einem Demoprojekt was ich für einen
> anderen LPC gefunden habe, wurden scheinbar nur die Registeradressen und
> Interruptvektoren eingebunden.
Neben dem "normalen" C-Code der Anwendung braucht man bei GNU-Toolchain:
- Linker-Script
- Startup-Code

> Bei WinAVR war es ja so, dass man diese über die "stdio.h" automatisch
> eingebunden bekommen hat.
Nicht stdio.h sondern avr/io.h.

> WinARM unterstützt den LPC1786 aber nicht von Haus her.
WinARM 2006/06 unterstützt nicht mal Cortex-M3, die "WinARM"-testing 
schon. Weiteres s.u.

> Auf der NXP Website habe ich hier
> http://ics.nxp.com/support/documents/microcontroll...
> die "AN10918 NXP LPC Cortex-M3 IEC60335 Class B library V1" gefunden,
> die einiges an Headerdateien für den LPC1768 enthält, aber nichts was
> direkt für WinARM gemünzt ist.
"Für WinARM gemünzt" heisst für die GNU ARM Crosstoolchain vorbereitet. 
WinARM ist (besser war) nichts anders als ein Packet, in dem die GNU 
toolchain und ein paar Hilfsdateien zusammengestellt sind.

Für der NXP-Seite gibt es Beispiel-Anwendungen (nach CMSIS suchen). Das 
sollte ein guter Anfang sein (habe allerdings auch nur "quergelesen"). 
Startup-Code auch für GNU ist darin enthalten. Ob Linkerscripte drin 
sind, weiss ich nicht, man kann aber ohne viel Aufwand ein Linkerscript 
z.B. für LMI/TI oder STM CM3 für GNU anpassen.

> Es fällt mir schwer zu entscheiden,
> welche dieser Dateien ich nutzen kann/muss. Schade dass die letzte
> WinARM Version von 2006 ist... Gibt es da kein Community-Interesse das
> Projekt weiterzuentwickeln und auf neuere Controller vorzubereiten?
WinARM selbst ist/war nicht wirklich ein "Community-Projekt" sonder nur 
eine Sammlung von Programmen. Ich habe das seinerzeit erst nur zur 
eigenen Verwendung aus "Community-Quellcode" zusammengestellt, da die 
verfügbaren Packete mit GNU ARM-Crosstoolchain für MS-Windows nicht 
meinen Wünschen entsprachen. Später habe ich das Packet auch 
"veröffentlicht" und der Erfolg war enorm. Inzwischen gibt es aber genug 
Alternativen zu WinARM: Yagarto, Codesourcery G++ für ARM EABI, 
DevkitARM, Anglia SARM und sicher noch andere. Darin sind aber meist nur 
die GNU Toolchain ohne Beispiele und Hilfsprogramme.

> 2) Ein kleines Mysterium bildet für mich der "StartUp-Code". Ich habe
> den Begriff in unterschiedlichen Zusammenhängen gelesen, daher wollte
> ich mich mal bei Euch erkundigen was es damit auf sich hat. Ist der
> StartUp-Code quasi die "Init"-Funktion für den ARM zur Konfiguration des
> Taktgebers, der Portpins u.s.w.?
Startup-Code ist ein recht dehnbarer Begriff. Üblicherweise werden im 
Startup-Code implementiert:
- Vector-Table mit speziellen Einstellungen für die Toolchain zur 
Speicherposition (input-section o.ä.)
- Bei CM3: die ersten beiden Elemente der Tabelle mit korrekten Adressen 
füllen (v.a. Reset-Vector). Ist ebenfalls abhängig von der Toolchain 
(Adresse der Reset-Routine wird erst vom Linker vergeben).
- Bei Verwendung der GNU-Toolchain werden noch die Datenbereiche für 
Variablen im RAM vorbereitet werden (Stichworte .data-copy .bss-clear) 
und im Anschluss main() aufgerufen.
- main() aufrufen

Mehr ist bei Cortex-M3 schon nicht zu tun (bei ARM7TDMI wäre es noch 
etwas mehr). Eine "Init"-Funktion für die Hardware kann man 
normalerweise auch einfach als erstes in main() aufrufen, muss nicht im 
Startup-Code selbst sein. (Bei Beispielen für Keil/ARM MDK sind im 
Startup-Code oft auch Hardwareinitialisierungen untergebracht und statt 
"manuellem" data-copy/bss-init wird eine Funktion der Laufzeitbibliothek 
aufgerufen, in der das passiert und die dann main() ruft)

>Oder enthält er den Bootloader?
Bootloader auf LPC ist anderes und ist nicht-überschreibbar im Speicher 
des Controllers. Hat nichts mit dem Startup-Code zu tun.

> Muss der Startup-code in einen anderen Speicherbereich abgelegt werden
> wie das eigentliche Programm?
Nicht unbedingt. Wichtig ist, dass der Vector-Table an der richtigen 
Adresse steht. Als zeites Element im Vector erwartet der MC3 die 
Startadresse (an erster Stelle den Initalwert des nach eine Reset 
verwendeten Stackpointers).

> 3) Das Testboard hat eine serielle Programmierschnittstelle an UART0,
> die wohl mit einem Bootloader funktioniert. Wenn ich diese Schnittstelle
> aber nicht zum Programmieren nutzen möchte oder mir irgendwie den
> Bootloader beschädige, kann ich das Programm dann auch einfach mit dem
> JLink JTAG Adapter auf den LPC1768 laden (das Testboard hat einen JTAG
> Anschluss)?
Bootloader sollte man eigentlich nicht beschädigen können. Ja, das 
Programm kann man üer JLINK über JTAG oder SWD in den Flash-Speicher des 
Controllers übertragen. Details zu JLINK kenn ich nicht aber da kann 
sicher jemand anderes einspringen.

Alles in Allem ist es mglw. einfacher, sich eine etwas besser "vorkaute" 
Umgebung (IDE, Compiler, Beispiele für den gewünschten Controller) zu 
besorgen und damit die ersten Schritt zu machen. Selbst wenn man später 
auf andere Werkzeuge umsteigen will, ist der Einstieg mit den 
Kommerziellen wahrscheinlich einfacher. Die Konzepte sind immer ähnlich. 
Selbst die "dicken Eisen" von Keil/ARM und IAR gibt es als 
Evaluierungsversionen für umsonst (Vollversionen allerdings alles andere 
als "Sonderangebote") und Rowleys Crossworks kostet als uneingeschränkte 
Version bei privater Verwendung auch nicht die Welt, hat einen guten Ruf 
und nutzt im Hintergrund die GNU-Toolchain. Ansonsten kann man sich auch 
an Beispielen/Informationen für LM3S und STM32 orientieren, die 
Unterschiede in Bezug auf die Verwendung der Entwicklungswerkzeuge sind 
bei gleichem Controllerkern relativ gering.

Autor: André Wippich (sefiroth)
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Hallo Martin!

Danke für die ausführliche Antwort! Das hilft mir schonmal sehr weiter.

Ich habe auch Deinen Rat befolgend mich mehr in Richtung "fertiger" IDE 
umgesehen (anstatt es von kleinauf aufzubauen) und bin dabei zufällig 
auf YAGARTO gestoßen. Die ist zwar kein richtiges Komplettpaket wie IAR 
oder Keil, aber dafür völlig unlimitiert, mit Unterstützung für meinen 
JTAG Adapter zum Debuggen und auch einem Codebeispiel für den LPC1768. 
Und letzteres bedeutet ja: Linkerskript & StartUpCode für den LPC1768 
sind dabei! Das waren soviele positiive Zufälle, dass es schon Schicksal 
sein muss :-)

Dann werde ich mich jetzt mal wieder an die guten alten Grundlagen 
machen: Knöpfchen drücken -> LED anschalten ;-)

Gruß,
André

Autor: Juppeck (Gast)
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Ebenfalls meinen Dank für die klärenden Worte zum Thema IDE / MCU ARM 
Cortex - wenn gleich dieser Thread schon älter ist, ist er für mich 
jedoch ausgeprochen hilfreich bei der Wahl des AVR-Nachfolgers für meine 
Bastelprojekte. Den ersten Fehler habe ich bereits gemacht und statt 
einem J-LINK einen ULINK2 erstanden. Für den Anfang dürfte der jedoch 
auch funktionieren und die µVision kenne ich schon aus meiner i51iger 
Zeit recht gut.  Schaun' wah mah - oder wie Wir hier im Ruhrgebiet zu 
sagen pflegen - mal gucken watt geht.

Besten Dank
Gruß Juppeck

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