Вопрос всем знатным эмбиддерам...

[shkal]

Пришлам и мне пора взять в руки мелкоконтроллеры. Опыт в этой области отсутствует напрочь. Уже месяц читаю различную литературу, даташиты и т.д. - голова пухнет, ясность не наступает. Задачи такие.
1) Получить опыт работы с МК на будущее. Писать софт хотелось бы на С, а не на ассемблере.
2) И собсно первая практическая задача - панель управления прибора. Нужно
а) Получать состояние нескольких (6-8) кнопок.
б) Получать и считать импульсы от валкодера.
в) Отображать информацию на LCD 3x16 символов.
г) Управлять 10 шт. рэле в приборе.
д) Работать частотомером в режиме измерения интервалов, входная частота опоры желательно 10МГц
е) Выдавать по SPI данные на ЦАП
ж) Очень хотелось бы иметь в контроллере аппаратно USB (device) и бесплатный софтверный УСБ-стэк. Это скорее на будущее.

Давайте ограничимся PIC-ами (нельзя обьять необьятное)

Насколько я смог понять, минимально для меня семейство PIC18.
Хочу пойти простейшим путем и купить отладочную плату. А теперь вопросы.

1) Какую плату выбрать?
2) На чью инегрированную среду ориентироваться?

И вообще приму любые советы, мнения, подсказки и личный опыт.
Заранее спасибо.

[EDDiE]

В журнале "РХ" есть цикл статей Рюмика о программировании.

Есть книжка 3-х томник Фрунзе "Микроконтроллеры это же просто".

[Alex]

Под AVR есть порт GCC. Совершенно легально бесплатен.

Нафиг, нафиг.

[Grigori G.]

Цифру он почти не глючит, бывает что не вся периферия отрабатывает, а так удобно "ногами подрыгать", чтобы проверить происходит ли прерывание и т.д.

Тут давеча симулировал мегу8 и ds1307 - глюкало невменяемо, просто башню рвало (через 10-30 секунд симуляции у ds1307 слетали параметры, бредовые показания, Протеус рапортовал об ошибках). Пробовал на двух компах и на разных проектах - глючит.
А в железе все работает идеально.

По теме...
Жаль, что топикстартеру понадобилось лишь сейчас. Полгода назад у Микрочипа была акция - программатор Pickit2 + демоборда с pic16f887 за 18 вечнозеленых президентов.

[boatsman]

Полгода назад у Микрочипа была акция

Ежедневно по многу раз хожу в сортир мимо микрочип.ру - не видел

[Grigori G.]

Offтопик:
Было-было! Себе один комплектик отхватил у местного дистрибьютера.

[-=KiV=-]

Offтопик:
Была акция! Вот тут еще ссылочка осталась: http://pickit2.ru/doku.php/offer

ЗЫ. Я себе тоже взял

[Alex]

Ежедневно по многу раз хожу в сортир мимо микрочип.ру - не видел

Будешь проходить - Антону привет передай.

[Quasar]

Нафиг, нафиг.

Не знаю чего нафиг, но GCC замечательно цепляется к AVR Studio, в которой есть симулятор, который иногда вполне полезен. Да gcc генерит менее оптимальный код, но по большому счету это интересует только ярых "экономщиков" пишущих на ассемблере.

[Alex]

Да gcc генерит менее оптимальный код,

От него пынгвынами воняет

[Alex]

Не знаю чего нафиг, но GCC замечательно цепляется к AVR Studio, в которой есть симулятор, который иногда вполне полезен.

А в IAR - и IDE, и компилятор, и симулятор, и эмулятор - "в одном флаконе".

[sia_2]

Пришлам и мне пора взять в руки мелкоконтроллеры. Опыт в этой области отсутствует напрочь. Уже месяц читаю различную литературу, даташиты и т.д. - голова пухнет, ясность не наступает. Задачи такие.
1) Получить опыт работы с МК на будущее. Писать софт хотелось бы на С, а не на ассемблере.
2) И собсно первая практическая задача - панель управления прибора. Нужно
а) Получать состояние нескольких (6-8) кнопок.
б) Получать и считать импульсы от валкодера.
в) Отображать информацию на LCD 3x16 символов.
г) Управлять 10 шт. рэле в приборе.
д) Работать частотомером в режиме измерения интервалов, входная частота опоры желательно 10МГц
е) Выдавать по SPI данные на ЦАП
ж) Очень хотелось бы иметь в контроллере аппаратно USB (device) и бесплатный софтверный УСБ-стэк. Это скорее на будущее.

Давайте ограничимся PIC-ами (нельзя обьять необьятное)

Насколько я смог понять, минимально для меня семейство PIC18.
Хочу пойти простейшим путем и купить отладочную плату. А теперь вопросы.

1) Какую плату выбрать?
2) На чью инегрированную среду ориентироваться?

И вообще приму любые советы, мнения, подсказки и личный опыт.
Заранее спасибо.

Если возиться с PIC, то IMHO сразу бери серию PIC24.
Резоны:
1. Нормальный 16-битный процессор, за небольшие деньги и с богатым выбором периферии (напр. 500 кГц АЦП 10/12 бит), не крохоборский по памяти. C хорошей арифметикой (к примеру, умножитель 17х17 позволяет без танцев с бубном корректно множить как 16, так и 32-битовые числа со знаком).
2. В рамках одного семейства есть и сверхэкономичные версии, сравнимые с MSP430 (PIC24F), и быстрые (PIC24H).
3. Общий компилятор и средства отладки для PIC24 и DsPIC33 (это гибрид микроконтролера и low-end DSP, на них хорошо делать приборы, где не нужна особо тяжелая обработка сигналов).

Минус один - нормальный комплект софта для полноценной работы с PIC18/PIC24/DsPIC33 от Microchip вылетает около $900+, это дороговато для любителя. Легальные IAR/Keil не дешевле.
Подешевле - лично не работал, но народ неплохо отзывался о продукции конторы http://www.mikroe.com. У них IDE с компилятором стоит $250, есть демоверсия, но с лимитом кода всего 2К. В РФ торгует Терраэлектроника. Для мелких и средних проектов - судя по описанию и скриншотам, их инструменты должны быть "очень даже", поудобнее MPLAB.

Однако, если речь об описанной в топике задаче, из разряда в основном "дрыгать ножками", где нет особой математики, а в перспективе нужна будет "аналоговая" периферия - то IMHO для любительских целей стоит посмотреть в сторону процессоров C8051Fxxx от Silabs.
У них очень хороший выбор аналоговой периферии (много лучше, чем у Atmel AVR, и не хуже, чем у AD ADuC-8XX), куча полезных фич (например, почти произвольное переназначение ног), и при этом они предельно просты и дешевы в освоении - полный комплект для работы на С из демоборда с In-Circuit программатором/внутрисхемным отладчиком, без каких-либо ограничений или "урезаний", при использовании SDCC укладывается в $120, а "бюджетный" - когда вместо демоплаты покупается USB Tool Stick - всего около $30.
Это пожалуй, единственный вариант, позволяющий среднему любителю "стартовать" с нуля на С вообще без посторонней помощи, при этом одновременно получив в руки не урезанный инструментарий (причем пригодный не только для процессоров от Silabs, но и других X51, а также HC08 и отчасти мелких PIC - 16F84, 18F452). Ну и еще при освоении немаловажно то, что кода и готовых библиотек для X51 написано, пожалуй, больше, чем для любых других контроллеров.

Offтопик:
Силабсы, кстати, еще и вполне экономичны по критерию мощность потребления/производительность, сравнимы с MSP430. И достаточно быстры практически для всех "любительских" применений - при тактовой 50 реально получается порядка 33-38 MIPS (не DMIPS, конечно). Есть и 100-МГц чипы.

Если говорить про популярные 32-битники, то обычные ARM7/ARM9 для систем жесткого управления аппаратурой не слишком хороши (нет жестких времен выполнения кода и выдачи сигналов на ножки, не особо быстрая реакция на прерывания и пр.). Идеальный вариант для задач управления - процы MIPS (в контроллерном виде - PIC32) или очень похожая на них SH-серия контроллеров от Renesas (мировой лидер).

Но если смотреть в сторону 32-битных процов, то наиболее легко сейчас доступны переработанные под задачи управления "железом" версии ARM7 - CortexM0/M3 (ST STM32, NXP LPC11XX, LPC13XX, LPC17XX etc). Их делают несколько фирм, соответственно есть конкуренция, что обеспечивает богатый выбор и невысокие цены. В перспективе эта архитектура, скорее всего, окажется наиболее востребованной.

p.s. Для Cortex от NXP недавно появился очень дешевый (~$30) вариант (cпасибо -=KiV=- за указание). Суть дела в том, что для LPC11XX и LPC13XX недавно стали доступны средства программирования и отладки серии LPCEXPRESSO http://ics.nxp.com/lpcxpresso/, по конструкции похожие на упомянутый выше Tool Stick. Ограничения, накладываемые в поставляемом софте на размер компилируемого и отлаживаемого кода (32...128K) - для любительских целей IMHO несущественны.

[Quasar]

От него пынгвынами воняет

В смысле с его помощью написана целая ОСь, в отличии от IAR*ов? Мигалки писать и IAR сойдет

[Alex]

Ну да, на нем написаны всякие игрушки, а для серьезных вещей есть IAR, CodeVision.

[Quasar]

...а для серьезных вещей есть IAR, CodeVision.

Ой.!?...
Наверное ты забыл еще в этот список Algorithm Builder внести?

[Pyku_He_oTTyda]

Александр, кодевижн не в какие ворота не лезет для серьезной работы.
Собственно, для написания на С для AVR, существует две среды, IAR и WinAVR.

[-=KiV=-]

Если возиться с PIC, то IMHO сразу бери серию PIC24.
...
Минус один - нормальный комплект для работы с PIC18/PIC24/DsPIC33 вылетает около $900, это дороговато для любителя.

Если PIC - то это действительно оптимальный вариант по розничной цене кристаллов , но не инструментов

Резоны:
1. Нормальный 16-битный процессор, за небольшие деньги и с богатым выбором периферии (напр. 500 кГц АЦП 10/12 бит), не крохоборский по памяти. C хорошей арифметикой (к примеру, умножитель 17х17 позволяет без танцев с бубном корректно множить как 16, так и 32-битовые числа со знаком).
2. В рамках одного семейства есть и сверхэкономичные версии, сравнимые с MSP430 (PIC24F), и быстрые (PIC24H).

Вот тут позволю себе не согласиться.
1. Если уж говорить о богатой периферии - смотрите в сторону ARM Cortex от NXP или STM. Например STM32F103 имеют до 3-х отдельных 12-бит АЦП 1МГц, до 2-х 12 бит ЦАП, аппаратные умножители и делители (!), от 6 до 64 к ОЗУ и от 16 до 512 к FLASH, I2C, I2S, UART, SPI, CAN, USB, куча очень навороченных таймеров с огромным количеством режимов работы... И все это в корпусах от 36 до 144 выводов и ценой от $2,5 до $12..15. Но основной минус - корпуса с мелким шагом, не для всякого любителя
2. Сверхэкономичность у PIC - только рекламный трюк. Реально пытались пару лет назад перевести серийно выпускаемое устройство с MSP430F149 на суперэкономичный PIC - результат оказался плачевным

Поэтому, если речь об описанной в топике задаче, из разряда в основном "дрыгать ножками", где нет особой математики - то IMHO оптимальны процессоры C8051Fxxx от Silabs.

Очень дорогой вариант ногодрыгательства!!! Кроме того еще и корпуса с мелким шагом. Для ногодрыгательства и подобных любительских задач лучше PIC/AVR не найти.

У них очень хороший выбор аналоговой периферии (много лучше, чем у Atmel, и не хуже, чем у AD ADuC-8XX), куча полезных фич (например, почти произвольное переназначение ног), и при этом они предельно просты и дешевы в освоении - полный комплект для работы на С из демоборда с программатором/внутрисхемным отладчиком, при использовании SDCC укладывается в $120. Ну и еще при освоении немаловажно то, что кода и готовых библиотек для х51 написано, пожалуй, больше, чем для любых других контроллеров.

К сожалению, эта аналоговая периферия интересна больше для создания специализированной измериловки или датчиков, но не для любителя. Комплект для работы с ARM стоит: $60...80 отладчик типа JetLink/MT-Link плюс бесплатный компиллятор GCC. А написано для архитектуры ARM также очень немало и что немаловажно - продолжает писаться, в отличие от умирающей MCS*51.

Силабсы, кстати, еще и весьма экономичны по критерию мощность потребления/производительность, на уровне MSP430.

Не совсем так. Если брать потребление на 1 миллион инструкций в секунду например (НЕ миллион клоков а миллион инструкций!), то получается проигрыш Silabs минимум 5 раз. По аналоговой периферии еще больше.

И быстрые - при тактовой 50 реально получается порядка 33-38 MIPS. Есть и 100-МГц чипы.

При тактовой 50 МГц реально получается 33-38 мегатактов у ядра процессора (за счет более медленной выборки команд из флеша) а команды имеют 1-2-3 и более тактов выполнения на ядре. У силабса почему-то мегагерцы "медленно превращаются" в некие МИПСы без указания, что это за MIPS. Если брать стандартный тест Dhrystone MIPS (DMIPS), то у Silabs при 100 МГц не наберется и десятка DMIPS. Сравниваем с ~100 DMIPS при 100 МГц у Cortex-M3 процессоров LPC17xx от NXP Правда такое сравнение несколько некорректно. C8051 восьмиразрядный, а LPC - тридцатидвухразядный, но оно наглядно показывает, что за меньшую или сравнимую цену кортексы дают на порядок более высокую производительность.

Если говорить про 32-битники, ARM для систем жесткого управления аппаратурой не слишком хорош (нет жестких времен выполнения кода и выдачи сигналов на ножки, не особо быстрая реакция на прерывания и пр.)

Самое отвратительное для меня в архитектуре ARM . Но у Cortex-M3 с этим лучше в несколько раз . Для Cortex-R фирма ARM обещает еще более высокие параметры реакции на прерывание.

идеальный вариант - процы MIPS (в контроллерном виде - PIC32) или очень похожая на них SH-серия контроллеров от Renesas (мировой лидер).

Да, MIPS архитектура в этом даст фору многим. К сожалению единственный микроконтроллерный вариант в виде PIC32 не оправдал моих надежд в части периферии . Но гораздо более "реалтаймовым" в бородатом 1998 году оказалась серия тогда еще Сименсовских (сейчас Infineon) SAB80C166 - среднее время реакции на прерывание было 50 нс!!! (максимум 100 нс).
Да уж, Renesas делает контроллеры на любой вкус, цвет, ... и т.д. Но у нас не очень популярен. Еще когда знакомился лет 5-7 назад с их документацией, обратил внимание на очень плохое качаство оной. Было стойкое чувство, что японцы перевели с японского на английский только слова, но не смысл.

[sia_2]

Вот тут позволю себе не согласиться.
1. Если уж говорить о богатой периферии - смотрите в сторону ARM Cortex от NXP или STM. Например STM32F103 имеют до 3-х отдельных 12-бит АЦП 1МГц, до 2-х 12 бит ЦАП, аппаратные умножители и делители (!), от 6 до 64 к ОЗУ и от 16 до 512 к FLASH, I2C, I2S, UART, SPI, CAN, USB, куча очень навороченных таймеров с огромным количеством режимов работы... И все это в корпусах от 36 до 144 выводов и ценой от $2,5 до $12..15. Но основной минус - корпуса с мелким шагом, не для всякого любителя .

Про ARM я писал, они немного не под это заточены, основной минус для любителя - долго "въезжать в тему", ибо заморочек с ними на самом деле много.
Да, аппаратное деление 32/16 есть и у Pic24. Это, конечно, не 128/64, как у MIPS-64, но тоже хлеб.

2. Сверхэкономичность у PIC - только рекламный трюк. Реально пытались пару лет назад перевести серийно выпускаемое устройство с MSP430F149 на суперэкономичный PIC - результат оказался плачевным

Естественно, преувеличение. Но разница получается всего раза в 2-3, часто это вполне приемлемо, учитывая дешевизну PIC.

Очень дорогой вариант ногодрыгательства!!! Кроме того еще и корпуса с мелким шагом. Для ногодрыгательства и подобных любительских задач лучше PIC/AVR не найти.

Надо смотреть на ПОЛНУЮ ЦЕНУ РЕШЕНИЯ. При малом тираже или единичных экземплярах цена самих кристаллов третьестепенна, гораздо важнее затраты на разработку-освоение. А по этому критерию Силабс - лидер. Корпуса, кстати, у них как раз нормальные - практически все процы идут как в вариантах QFN, так и TQFP/PQFP - они элементарно паяются, это не BGA 0.5 мм.
Цена кристаллов, кстати, учитывая качество АЦП/ЦАП, вполне адекватная. 2 16-битных 1 МГц АЦП с SFDR под 100 дБ, к ним впридачу микроконтроллер с DMA за $12 - это дорого? Конкурент по качеству аналоговых узлов - только ADuC, стоят они практически столько же, но собственно контроллеры у AD гораздо хуже.

К сожалению, эта аналоговая периферия интересна больше для создания специализированной измериловки или датчиков, но не для любителя.

Хм, а топикстартер разве не о "специализированной измериловке" ведет речь?

Комплект для работы с ARM стоит: $60...80 отладчик типа JetLink/MT-Link плюс бесплатный компиллятор GCC.

Угу. Только пропущен один компонент - ОПЫТ РАБОТЫ. Без него с ARM делать IMHO нечего.

А написано для архитектуры ARM также очень немало и что немаловажно - продолжает писаться, в отличие от умирающей MCS*51..

Ну да, 51 хоронят уже лет 15, а он, сцуко, никак не помрет. Еще и нас переживет - вот умора будет!

Не совсем так. Если брать потребление на 1 миллион инструкций в секунду например (НЕ миллион клоков а миллион инструкций!), то получается проигрыш Silabs минимум 5 раз. По аналоговой периферии еще больше...

Зависит от того, что с чем сравнивать. Сравните с C8051F410 - у него потребление на мегагерц примерно вдвое меньше, чем у MSP, это во многих случаях вполне компенсирует меньшую длину слова и худшую эффективность системы команд.

При тактовой 50 МГц реально получается 33-38 мегатактов у ядра процессора (за счет более медленной выборки команд из флеша) а команды имеют 1-2-3 и более тактов выполнения на ядре. У силабса почему-то мегагерцы "медленно превращаются" в некие МИПСы без указания, что это за MIPS. Если брать стандартный тест Dhrystone MIPS (DMIPS), то у Silabs при 100 МГц не наберется и десятка DMIPS....

Во-первых, от контроллера, как правило, требуются не Dhrystone*s, а "шевеление ногами". Silabs заточен именно под это - шевелить лапками с частотой до 10-20 МГц. Кроме них этого (из распространенных и простых в освоении процессоров) не умеет никто. Во-вторых, у других 8-битников, да и многих 16-битников - показатели по DMIPS еще хуже. C другой стороны, напомню, что оригинальная IBM PC имела много меньше 1 DMIPS (0.33-0.35), и ничего, работала, много чем успешно управляла.

Сравниваем с ~100 DMIPS при 100 МГц у Cortex-M3 процессоров LPC17xx от NXP Правда такое сравнение несколько некорректно. C8051 восьмиразрядный, а LPC - тридцатидвухразядный, но оно наглядно показывает, что за меньшую или сравнимую цену кортексы дают на порядок более высокую производительность.....

В вычислительных задачах - безусловно нужны 32 или 64 бита. Но тут-то не в этом цимес!

Самое отвратительное для меня в архитектуре ARM . Но у Cortex-M3 с этим лучше в несколько раз . Для Cortex-R фирма ARM обещает еще более высокие параметры реакции на прерывание. .....

Ну да, еще немного, и достигнут-таки того уровня, который у 51 был изначально

Да, MIPS архитектура в этом даст фору многим. К сожалению единственный микроконтроллерный вариант в виде PIC32 не оправдал моих надежд в части периферии . Но гораздо более "реалтаймовым" в бородатом 1998 году оказалась серия тогда еще Сименсовских (сейчас Infineon) SAB80C166 - среднее время реакции на прерывание было 50 нс!!! (максимум 100 нс)......

У инфинеона прекрасные процы, особенно TriCore. Вопрос только один - сможет ли любитель их самостоятельно освоить и во сколько это ему обойдется ?! Многие российские фирмы не могут себе этого позволить. Как и освоение Renesas.
Про Microchip - они просто гады, только сейчас у них PIC32 хоть на что-то похож, доработали, а когда выпустили, то как это вообще называется - 32 бита и без USB !

Да уж, Renesas делает контроллеры на любой вкус, цвет, ... и т.д. Но у нас не очень популярен. Еще когда знакомился лет 5-7 назад с их документацией, обратил внимание на очень плохое качаство оной. Было стойкое чувство, что японцы перевели с японского на английский только слова, но не смысл.

А им, видимо, это не надо. Похоже, их интересуют только "крупнотоннажные" заказчики.

[shkal]

Сергей, добрый день.

Минус один - нормальный комплект для работы с PIC18/PIC24/DsPIC33 вылетает около $900, это дороговато для любителя

Я не совсем понял, как получается эта цифра. По моему представлению, для начала достаточно купить программатор-отладчик pickit3 = 50 евро вместе с простейшей демоплатой. IDE, софтверный отладчик у микрочипа бесплатные. Компилятор от pic18 и выше тоже существует в бесплатной версии, единственная разница (от платного) - отсутствие опций оптимизации размера кода, без этого на этапе обучения можно вполне жить.

Хм, а топикстартер разве не о "специализированной измериловке" ведет речь?

Ну, это громко сказано. Я просто хочу свой генератор из состояния "собрано на макетке в коробке из-под печения" довести до состояния нормального прибора с перестройкой частоты перемножающими ЦАПами,
частотомером, программный свип добавить и т.д.

[boatsman]

Их интересуют только "крупнотоннажные" заказчики

Все ПЛК Сименс построены на С167, приводы на С166, более крупнотоннажного заказчика трудно найти. Как ни переименовывайся, от кормушки далеко уходить не хочется.

[boatsman]

достаточно купить программатор-отладчик pickit3 = 50 евро вместе с простейшей демоплатой

Простейшей демоплатой может явиться макет устройства на перфорированной плате. Там можно сразу ИСП разъем предусмотреть. Отладчик - другое дело, если это эмулятор. Хотя - если не торопиться - 1минута на перешивку ПИКа по ИСП не есть шибко длительное время.
Может быть, имеет смысл купить демку если процессор в корпусе скажем PLCC44. И то даже такие макетки продаются.