宅老大數位

2023年3月31日星期五

[Ameba] A1 PICO / RTL8720DN (BW16) and Arduino IDE (EN)

Posted on 下午9:46 by Kevin

RTL8720DN

Realtek RTL8720DN is a wireless chip that supports both Wifi and Bluetooth, with Wifi supporting dual modes (802.11 a/b/g/n 1x1, 2.4GHz & 5GHz) and low-power BLE 5. The processor core is designed with dual processors, integrating ARM V8M Cortex-M33 (instruction set compatible with Cortex-M4F) and ARM V8M Cortex-M23 (compatible with Cortex-M0+). Wifi and BT share the same set of antennas, making hardware design simpler. The BW16 is a SOC module designed based on the RTL8720DN, which connects commonly used pins and uses a PCB antenna to make development easier.

Summary:
The core consists of KM4 Arm Cortex-M4 core @ 200 MHz and KM0 Arm Cortex-M0 core @ 20 MHz. WiFi supports 2.4G and 5G protocols, with a bandwidth range of 2.412-2.484GHz & 5.180-5.825GHz.

It supports HT20/HT40 modes
low-power mode
Bluetooth 5.0 LE
with a bandwidth range of 2.402GHz – 2.480GHz.
Operating modes include AP, Station, AP/Client.
WiFi and BT share the same antenna.
1 ADC
2 UART interfaces
1 I2C
1 SPI
4 PWM
and all pins can be used as GPIO.

To make it more convenient to use the RTL8720DN (BW16), I designed the A1 PICO development board.

Development highlights:

Built-in USB 5V self-recovery fuse.
Battery connection interface JST 2.00mm.It is not convenient to connect a fixed power source in many applications, so it will be more convenient in applications. If USB 5V is connected at the same time, it will automatically switch to USB as the main power source.
Because battery applications are required, I specially selected an LDO with good efficiency to maximize the battery's performance. The default voltage range is 3.6V ~ 4.2V.
Pre-installed I2C pull-up resistors.When used in I2C applications, pull-up resistors are always needed, and sometimes they cannot be found temporarily. Now, you only need to connect the short circuit pin.
Supporting Auto Flash function is also a major modification this time.

Connection diagram

UART Driver

CH9102F
https://www.wch.cn/products/CH9102.html

Circuit diagram

Arduino IDE

To get started, you need to install the Ameba board support package (BSP) for the Arduino IDE. Follow these steps:

Open the Arduino IDE and click on File -> Preferences.
In the Additional Boards Manager URLs field, enter the following URL:https://github.com/ambiot/ambd_arduino/raw/master/Arduino_package/package_realtek.com_amebad_index.json
Click OK to save the changes.
Next, open the Boards Manager by clicking on Tools -> Board -> Boards Manager.
Search for "ameba" and select the "Realtek AmebaD Boards" package.
Click on Install to install the BSP.
After installation, select the "Ameba RTL8720DN / BW16" board from the Tools -> Board menu.

You are now ready to program the Ameba board using the Arduino IDE.

Please enable the Auto Upload mode as this development board has the Auto flash feature for automatic uploading.

Demo video

Resources

[Ameba] RTL8720DN 搭配 TFT_eSPI 控制 ILI9341 顯示器 (Arduino/BW16)

Posted on 下午4:35 by Kevin with No comments

RTL8720DN 與 TFT_eSPI

這期簡單介紹 RTL8720DN 使用 TFT_eSPI 控制 ILI9341 240 x 320 規格的顯示器，目標是顯示 240 x 320 的圖檔。硬體部分是 A1 Pico 搭配擴充板

設置 TFT_eSPI

首先, 先行安裝 TFT_eSPI Library ，我這裡安裝的是 V2.5 版本。

安裝完成後，打開 Arduino Library 的位置。如果不知道在哪裡，請在 File / Preferences 找到 Sketchbook location 欄位。這就是目前您的 Arduino Library 的位置。

並找到 TFT_eSPI 的資料夾，我們要在這裡設定一些項目。

首先下載這個檔案
https://github.com/cold63/TFT_eSPI/blob/master/User_Setups/Setup302_BW16_ILI9341.h

下載完成後，複製到 TFT_eSPI/User_Setups 的位置。
接下來，在 TFT_eSPI 找到 User_Setup_Select.h 並使用 notepad 打開它編輯

找到這一行，並在前面給它加註解 //


//#include "User_Setup.h"

在這一系列的 User_Setups 內找出最後一行，並加入底下這一敘述
#include "User_Setups/Setup302_BW16_ILI9341.h"

以下這 3 pin ，就按照實際狀況調整。如果是 A1 Pico 的擴充板，就不需要更改。


#define TFT_CS    9  // Chip select control pin
#define TFT_DC    3  // Data Command control pin
#define TFT_RST   2  // Reset pin (could connect to RST pin)

製作圖片

我們的目標是 240 x 320 pix 的顯示，而且想輸出滿版的畫面。所以，先將圖片製作好。我的圖片是

然後到這個網站
http://www.rinkydinkelectronics.com/t_imageconverter565.php

在 Picture to convert 選擇剛剛製作好的圖片，並上傳。
上傳完畢，再點 Make File 按鈕。便會要求下載 *.C 的檔案。

開啟 Arduino IDE 並建立新的Sketch。
在 Arduino IDE 最右邊，有個點點點

它會要輸入 file name
我這裡是取名為 sample.h ，或是其他的名字的 *.h
並將剛剛下載的 *.c 打開並全部複製到 sample.h 裡

以下是主程式內容


#include "TFT_eSPI.h"
#include "SPI.h"
#include "sample.h"

TFT_eSPI tft = TFT_eSPI();

void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  tft.init();
  tft.setRotation(1);  // landscape

  tft.fillScreen(TFT_BLACK);

  // Swap the colour byte order when rendering
  tft.setSwapBytes(true);

  // Draw the icons
  tft.pushImage(0, 0, 320, 240, sample);




}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:

}

編譯好並上傳。
以下是呈現的結果。

Github 原始碼

https://github.com/cold63/Arduino_Code/tree/main/ShowLogo_240_320

影片展示

[Ameba] RTL8720DN 與溫溼度感測 DHT20 實作 (Arduino/BW16)

Posted on 下午5:58 by Kevin with No comments

實作要點

本次實作使用 RTL8720DN 透過 I2C 介面讀取 DHT20 溫溼度感測及在透過 I2C 介面將讀取結果顯示於 OLED SSD1306。

硬體清單

A1 PICO x 1
RTL8720DN 擴展板 x 1
OLED SSD1306 x 1
seeed DHT20 模組 x 1 (https://wiki.seeedstudio.com/Grove-Temperature-Humidity-Sensor-DH20/)

軟體實作

軟體主題有 2 個項目，
OLED SSD1306 及 DHT20.OLED SSD1306 使用 u8g2 程式庫。 DHT20 的程式庫則使用 DFRobot 的 DHT20 程式庫 https://github.com/DFRobot/DFRobot_DHT20 )

u8g2 library 先在 Arduino IDE 裝好 u8g2 程式庫

DHT20 程式庫

準備就緒後,進行程式段。


void setup(){
  Serial.begin(115200);
 
  //Initialize sensor
  while(dht20.begin()){
    Serial.println("Initialize sensor failed");
    delay(1000);
  }
  
  u8g2.begin();
  u8g2.setFont(u8g2_font_8x13_mf);
  u8g2.setFontPosTop();
  fontHigh = u8g2.getMaxCharHeight();
  fontWidth = u8g2.getMaxCharWidth();
  
  u8g2.clear();
  u8g2.setCursor(0,0);
  u8g2.print("temp:");
  u8g2.updateDisplay();
  delay(100);
  u8g2.setCursor(0,fontHigh);
  u8g2.print("Humidity:");
  u8g2.updateDisplay();
}


void loop(){
  //Get ambient temperature
  tempValue = dht20.getTemperature();
  Serial.print("temp:"); Serial.print(tempValue);Serial.print("C");
  delay(100);
  
  //clean temp display
  u8g2.setCursor(fontWidth * 5 + 1,0);
  u8g2.print("    ");
  u8g2.updateDisplay();
  //display temp value to oled
  delay(10);
  String tempStr = String(tempValue,2);
  u8g2.setCursor(fontWidth * 5 + 1,0);
  u8g2.print(tempStr + "C");
  u8g2.updateDisplay();
  delay(500);
 
  //Get relative humidity
  humidityValue = dht20.getHumidity()*100;
  Serial.print("  humidity:"); Serial.print(humidityValue);Serial.println(" %RH");
  delay(100);
  
  //clean temp display
  u8g2.setCursor(fontWidth * 9 + 1,fontHigh);
  u8g2.print("    ");
  u8g2.updateDisplay();
  
  //display temp value to oled
  delay(10);
  String humidityStr = String(humidityValue,2);
  u8g2.setCursor(fontWidth * 9 + 1,fontHigh);
  u8g2.print(humidityStr + "%");
  u8g2.updateDisplay();
  delay(1000);
}

Github 原始碼

https://github.com/cold63/Arduino_Code/tree/main/Ameba_DHT20

[Ameba] RTL8720DN 與 V7RC App 藍芽控制

Posted on 下午12:01 by Kevin with No comments

Ameba 與手機連結

V7RC 是由嵐奕科技所開發的 App , 可以在 iOS 及 Android 系統運行。 V7RC App 可透過藍芽及 WiFi 控制一般遙控車或是遠端控制應用。在這裡做簡單直覺的範例做為基礎，望在爾後做更多的應用。

首先,開啟範例
File / Examples / AmebaBLE / BLEUartService

直接編譯並上傳至 RTL8720DN

V7RC App

設定連接藍芽

選定車輛模式

開啟 Arduino IDE 的 Serial Monitor

移動左右舵及上下舵
節錄一小段反饋

Received string: SRV1500150015001500#

SRV1500150015001500# 是由 V7RC 反饋的訊息

所以是
SRV (前綴碼) + 4 組 4 位數 + '#' 結束符
所組成的
前綴碼會依不同模式,而有所不同.
例如:
車輛: SRV
坦克: SRT

只要針對反饋的數值做處理就可以對我們的標的做控制。
到這裡,可以操作左右舵及上下舵看看有甚麼變化，這裡就不贅述

建立結構


typedef struct{
    bool reciveCMDFlag;
    int  ReciveValue;
    int  Pin;
    AmebaServo Servo;

}_rCMD;

uint8_t DefinePin[2] = {3,12};

定義 3,12 為PWM 輸出腳位

建立 - 解析反饋訊息


void ParseCMDString(String cmd)
{
    int comdLength = cmd.length();
    if(cmd.charAt(comdLength - 1) != '#')
        return;
    if(cmd.indexOf("SRV") > -1 ){
        int x = 3;
        int ValueIndex = 0;
        while(x < comdLength - 1){
            if(x + 3 < comdLength){
                String _NumString = cmd.substring(x,x + 4);
                
                if(ValueIndex < MaxNumValue){
                    if(bleReciveData[ValueIndex].ReciveValue != _NumString.toInt()){
                        bleReciveData[ValueIndex].ReciveValue = _NumString.toInt();
                        bleReciveData[ValueIndex].reciveCMDFlag = true;
                    }
                }
            }
            ValueIndex++;
            x += 4;
            Serial.println();
        }
        
    }
}

這個解析函式,將放在 writeCB call back function 裡
會自動填入 bleReciveDate 這個 Arrary.

當 reciveCMDFlag 為 true , 在 loop()裡就會個別對 sg90 Servo 控制。


void loop()
{

    while(Count < MaxNumValue) {
        
            if(bleReciveData[Count].reciveCMDFlag && bleReciveData[Count].Pin == 3){
                bleReciveData[Count].reciveCMDFlag = false;

                int Angle = map(bleReciveData[Count].ReciveValue,1000,2000,0,180);
                bleReciveData[Count].Servo.write(Angle);
            }
            

            if(bleReciveData[Count].reciveCMDFlag && bleReciveData[Count].Pin == 12){
                bleReciveData[Count].reciveCMDFlag = false;

                int Angle = map(bleReciveData[Count].ReciveValue,1000,2000,0,180);
                bleReciveData[Count].Servo.write(Angle);

            }

        
        Count++;
    }
    Count = 0;
    delay(1);
}

另外,在原範例的


Rx.setWriteProperty(true);

改為


Rx.setWriteNRProperty(true);

這個範例是控制 2個 SG90 Servo，若控制不同裝置時，例如: 驅動馬達，就要視情況再修改程式

原始程式碼

https://github.com/cold63/Arduino_Code/tree/main/V7RC_RTL8720DN

[Ameba] RTL8720DN GPIO 中斷

Posted on 上午11:56 by Kevin with No comments

使用中斷

GPIO 中斷對於 MCU 來說是非常好用的功能，並可以幫助時序的問題。可以用來偵測輸入開關，或是遮斷器的應用，抑或是用來偵測時脈的 Timing。 Ameba 的GPIO 中斷使用方法有稍微的不同，我們用簡單的範例來玩玩看。

觸發點

標準的時脈 (或是另一個說法 -> 方波) ，有上升段 (RISE) 及下升段 (FALL)。在 Setup() 就需要指定觸發點在何處，這會和您的電路有關。以這次的範例是以 RTL8720DN 擴展為例，User key 指定 IO Pin 為 6 ，接入開關後接地。所以觸發點為下升段(FALL)

波形示意圖

User Key Button 電路

範例說明

範例在 ”File” -> “Example” -> “AmebaGPIO” -> “LED_InterruptCtrl”
打開後先另存 Save as ...
針對擴展板修改，指定 IO 6 為偵測腳，IO 9 為 A1 Pico 的 LED


int button = 6;
int led    = 9;

觸發點為 FALL -> INPUT_IRQ_FALL


pinMode(button, INPUT_IRQ_FALL);

用 digitalSetIrqHandler f指定反饋 function


digitalSetIrqHandler(button, button_handler);

void button_handler(uint32_t id, uint32_t event) {}

這個範例的結果是按 User Key 並放開，LED 會亮。再按一次 LED 會滅。

範例程式碼

https://github.com/cold63/Arduino_Code/tree/main/Interrupt_Ctrl_LED

[STM32] FreeRTOS 手動移植至 CubeIDE 過程記錄

Posted on 下午1:42 by Kevin

FreeRTOS

FreeRTOS 是一種即時作業系統，非常適用於微控制器應用。當然 STM32 也是在其中最適合於 FreeRTOS 操作的微控制器，這次來介紹 CubeIDE 環境中如何手動加入 FreeRTOS 系統。這次使用的開發板是 NUCLEO-L476RG，IDE 是 CubeIDE。

下載 FreeRTOS

在 FreerRTOS (https://www.freertos.org/) 直接下載，目前是 FreeRTOSv202112.00 這個版本

建構 FreeRTOS

下載後，解開壓縮檔。有幾個資料夾及檔案 (FreeRTOS,FreeRTOS-Plus,tools .....etc)，我們只要 " FreeRTOS " 這個資料夾及內容。我採取的是刪除法，先建立一個空的資料夾，然後將 FreeRTOS 複製到剛建立的資料夾內。

複製完成後，直接在這個臨時資料夾內操作。

FreeRTOS 資料夾內有 Demo , License , Source , Test 等等內容。保留 License , Source,其他都刪除。

直接到 Source\portable 內，保留 GCC , 及 MemMang 這兩個資料夾，其他刪除。

L476RG 是個 M4 及含 FPU 運算的微控制器，所以

在 Source\portable\GCC 內, 只保留 ARM_CM4F 資料夾。

回到 MemMang 內
保留 heap_4.c , 其餘刪除

到這裡我們需要的檔案已經完成了。

CubeIDE 開啟新專案

我們設定 2 個 GPIO-OUT , 分別是 LD1 & LD2

在 NVIC 中斷設定, 優先權設為 NVIC_PriorityGroup_4

接著產生 BSP code。

調整

產生 BSP code 後,開始做相對應的設定。
複製 FreeRTOS code。

在 "建構 FreeRTOS" 所以建立的資料夾, 直接用拖拉的方式。複製到 CubeIDE 左側的 Project Exploper。

開啟 Project / Properties 對話框

找 C/C++ General / Paths and Symbols , 分別在 Includes , Source Location 這兩個標籤 (Tab) 設定

Includes :

FreeRTOS/Source/include
FreeRTOS/Source/portable/GCC/ARM_CM4F

Source Location :

加入 FreeRTOS/Source

修改 stm32l4xx_it.c

將


void SysTick_Handler(void)
void PendSV_Handler(void)
void SVC_Handler(void)

3個 function 用 /**/ 注釋掉

建立 FreeRTOSConfig.h

在 FreeRTOS 中找到
FreeRTOS/Demo/CORTEX_M4F_STM32F407ZG-SK/ FreeRTOSConfig.h
複製到專案資料夾的 Core/Inc 內

內容做小修改


#ifdef __ICCARM__
    #include 
    extern uint32_t SystemCoreClock;
#endif

改成符合 CubeIDE


#if defined(__ICCARM__) || defined(__CC_ARM) || defined(__GNUC__)
    #include 
    extern uint32_t SystemCoreClock;
#endif

以下 2 個參數改為 0


#define configUSE_IDLE_HOOK                0
#define configUSE_TICK_HOOK                0

範例: 測試點亮 LED

到這裡, 開始寫 code
首先在 main() 前複製這 2 個空 function


void vApplicationMallocFailedHook( void )
{
    /* vApplicationMallocFailedHook() will only be called if
    configUSE_MALLOC_FAILED_HOOK is set to 1 in FreeRTOSConfig.h.  It is a hook
    function that will get called if a call to pvPortMalloc() fails.
    pvPortMalloc() is called internally by the kernel whenever a task, queue,
    timer or semaphore is created.  It is also called by various parts of the
    demo application.  If heap_1.c or heap_2.c are used, then the size of the
    heap available to pvPortMalloc() is defined by configTOTAL_HEAP_SIZE in
    FreeRTOSConfig.h, and the xPortGetFreeHeapSize() API function can be used
    to query the size of free heap space that remains (although it does not
    provide information on how the remaining heap might be fragmented). */
    taskDISABLE_INTERRUPTS();


    for( ;; );
}




void vApplicationStackOverflowHook( TaskHandle_t pxTask, char *pcTaskName )
{
    /* This function will get called if a task overflows its stack.   If the
    parameters are corrupt then inspect pxCurrentTCB to find which was the
    offending task. */


    ( void ) pxTask;
    ( void ) pcTaskName;


    for( ;; );
}

我們有 2 個 LED , 所以分別用 2 個 Thread 控制


static void Blink1_Task(void *pvParameters)
{
TickType_t xlastFlashTime;
xlastFlashTime = xTaskGetTickCount();


while(1){
     vTaskDelayUntil(&xlastFlashTime,500);


     HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, LD1_Pin);


}


}


static void Blink2_Task(void *pvParameters)
{
TickType_t xlastFlashTime;
xlastFlashTime = xTaskGetTickCount();


while(1){
     vTaskDelayUntil(&xlastFlashTime,500);


     HAL_GPIO_TogglePin(GPIOA, LD2_Pin);


}


}

在 main()


  xTaskCreate(Blink1_Task,"Blink1",128,NULL,1,NULL);
  xTaskCreate(Blink2_Task,"Blink2",128,NULL,2,NULL);
  vTaskStartScheduler();

執行效果是這 2 個 LED 看起來會像是同時間點亮。

範例 Source code 放在 Github,
https://github.com/cold63/STM32_Code/tree/master/Freertos_M4F

[Ameba] RTL8720DN /BW16 二合一擴展板 Shield

Posted on 下午2:58 by Kevin with No comments

支援兩款 RTL8720DN 開發板

A1 Pico - Kevin's Lab
BW16 kit - Ai Thinker

規劃初衷

希望在實做Iot 應用作品時,可以很輕鬆的接入各種感測器及模組。並全力專心在程式開發上,減少在接線錯誤造成開發時間延宕。且同時保有擴展性，保留排針排及使用 Grove 連接器，使開發板增加擴展性。

硬體規格

尺寸: 81.3 x 81.3 mm
孔位 : Arduino uno 固定孔。
電源輸入 : 6V ~ 18V
電源連接器: DC Jack 2.1(內正外負) , 可用變壓器(電流建議 >1A) 或是 2 顆 3.7V 鋰電池 (例如 18650) 串聯成 7.4V
Grove 接口 x 2 。 1 組 UART , 1 組 I2C

支援外接模組

PMS5003空氣偵測器
L9110S 模組 & TT 馬達
TFT LCD / 240 x 320 Pixel
伺服馬達
Buzzer
OLED SSD1306
RGB LED
MPU6050
HS-SR04 超音波
DHT20 溫溼度感測 / Grove 連接器
WS2812 LED

注意事項

接入開發板及模組時，請注意電源正負極方向，避免開發板及模組損壞
使用伺服馬達及 TT 馬達時，請務必使用外接電源。有防呆機制，只使用 USB 5V 時，伺服馬達及 TT 馬達接口並不會有 5V 輸出。

如何購買

RTL8720DN 擴展板

2023年3月31日星期五

RTL8720DN

Connection diagram

UART Driver

Circuit diagram

Arduino IDE

Demo video

Resources

2023年3月29日星期三

RTL8720DN 與 TFT_eSPI

設置 TFT_eSPI

製作圖片

以下是主程式內容

Github 原始碼

相關連結

影片展示

2023年3月24日星期五

實作要點

硬體清單

軟體實作

Github 原始碼

相關連結

2023年1月4日星期三

Ameba 與手機連結

V7RC App

建立結構

建立 - 解析反饋訊息

原始程式碼

相關連結

使用中斷

觸發點

波形示意圖

User Key Button 電路

範例說明

範例程式碼

2022年12月23日星期五

FreeRTOS

下載 FreeRTOS

建構 FreeRTOS

CubeIDE 開啟新專案

調整

修改 stm32l4xx_it.c

建立 FreeRTOSConfig.h

範例: 測試點亮 LED

2022年9月30日星期五

規劃初衷

硬體規格

支援外接模組

注意事項

如何購買

相關

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