LAB - RTOS - ADC

Neste laboratório iremos trabalhar com conversão analógica digital, vamos aprender como usar um recurso do rtos chamado de fila.

LAB

1. Executar exemplo conversão analógica
2. Incorporar exemplo ADC no RTOS com OLED
3. Estruturar tasks
4. Criar queue de comunicação entre IRQ e tasks

Início

Exemplo AFEC

Abra o exemplo do AFEC-Pin localizado em SAME70-examples/Perifericos-uC/AFEC-Pin/, leia o README desse exemplo e o execute na sua placa.

Incorporando AFEC ao RTOS

Vamos incorporar o exemplo do AFEC ao código do OLED com RTOS, para isso iremos criar uma tarefa que será responsável por ler o valor do AFEC.

Agora vamos criar uma task no RTOS para lidar com a leitura do AFEC, a tarefa vai ter a implementação a seguir:

void task_adc(void){

  /* inicializa e configura adc */
  config_AFEC_pot(AFEC_POT, AFEC_POT_ID, AFEC_POT_CHANNEL, AFEC_pot_Callback);

  /* Selecina canal e inicializa conversão */
  afec_channel_enable(AFEC_POT, AFEC_POT_CHANNEL);
  afec_start_software_conversion(AFEC_POT);

  while(1){
    if(g_is_conversion_done){
      g_is_conversion_done = 0;
      printf("%d\n", g_ul_value);
      delay_ms(500);

      /* Selecina canal e inicializa conversão */
      afec_channel_enable(AFEC_POT, AFEC_POT_CHANNEL);
      afec_start_software_conversion(AFEC_POT);
    }
  }
}

Note que a task é praticamente igual ao main() do exemplo sem RTOS, isso está errado pois ainda usa delay_ms e fica verificando uma flag (g_is_conversion_done) no lugar de usar semáforo, mas serve como um bom começo.

Agora é necessário modificar a função main para que o freeRTOS crie essa tareafa:

  /* Create task to handler LCD */
  if (xTaskCreate(task_adc, "adc", TASK_LCD_STACK_SIZE, NULL, TASK_LCD_STACK_PRIORITY, NULL) != pdPASS) {
    printf("Failed to create test adc task\r\n");
  }

Melhorando

Agora vamos melhorar isso, começando por trocar o delay pelo delay do freertos.

queue

Mailbox/ queue é uma das maneiras de enviarmos dados entre tarefa em um sistema operacional, com ele podemos comunicar interrupção com tarefa e tarefa com tarefa, enviando valores (diferente do semáforo que só funciona de forma binária).

Modificando firmware

Iremos agora começar a modificar o firmware criando um fila para comunicar a tarefa task_adc com a tarefa task_oled.

Fila

Vamos criar um queue chamado de xQueueADC essa variável deve ser global (assim como fazíamos com o semáforo):

/************************************************************************/
/* RTOS                                                                 */
/************************************************************************/
#define TASK_OLED_STACK_SIZE            (6*1024/sizeof(portSTACK_TYPE))
#define TASK_OLED_STACK_PRIORITY        (tskIDLE_PRIORITY)

+typedef struct {
+  uint value;
+} adcData;

+QueueHandle_t xQueueADC;

Modificando task_oled e main

Agora modifique a tarefa task_oled para alocar uma fila nesse "endereço", vamos também criar uma variável local da task chamada de adc para recebimento de dados dessa fila, e imprimir na tela o resultado:

void task_oled(void){
    gfx_mono_ssd1306_init();
  gfx_mono_draw_string("Exemplo RTOS", 0, 0, &sysfont);

+ adcData adc;

  for (;;) {

+   // Busca um novo valor na fila do ADC!
+   // formata e imprime no LCD o dado
+   if (xQueueReceive( xQueueADC, &(adc), ( TickType_t )  100 / portTICK_PERIOD_MS)) {
+     char b[512];
+     sprintf(b, "%04d", adc.value);
+     gfx_mono_draw_string(b, 0, 20, &sysfont);
+   }
  }
}

Modifique a funcão main, criando a fila nela:

main(){ 

....

+ xQueueADC = xQueueCreate( 5, sizeof( adcData ));

  /* Create task to handler LCD */
  if (xTaskCreate(task_adc, "adc", TASK_LCD_STACK_SIZE, NULL, TASK_LCD_STACK_PRIORITY, NULL) != pdPASS) {
    printf("Failed to create test adc task\r\n");
  }

Modificando task_adc

Agora precisamos modificar a task_adc para enviar o dado por essa fila:

void task_adc(void){

  /* inicializa e configura adc */
  config_AFEC_pot(AFEC_POT, AFEC_POT_ID, AFEC_POT_CHANNEL, AFEC_pot_Callback);

  /* Selecina canal e inicializa conversão */
  afec_channel_enable(AFEC_POT, AFEC_POT_CHANNEL);
  afec_start_software_conversion(AFEC_POT);

+  adcData adc;

  while(1){
    if(g_is_conversion_done){
      printf("%d\n", g_ul_value);

+     adc.value = g_ul_value;
+     xQueueSend(xQueueADC, &adc, 0);

      vTaskDelay(500);

      /* Selecina canal e inicializa conversão */
      afec_channel_enable(AFEC_POT, AFEC_POT_CHANNEL);
      afec_start_software_conversion(AFEC_POT);
    }
  }
}

semáforo

Agora vamos modificar o código para usar um semáforo para substituir a flag: g_is_conversion_done, esse semáforo precisa ser liberado na AFEC_pot_Callback e recebido na task_adc.

C - Dado direto do IRQ AFEC para a task_oled

Podemos fazer o envio do dado direto do AFEC_pot_Callback para a task_oled, para isso teremos que usar a função xQueueSendFromISR no lugar da xQueueSend.

//#define USE_FONT_BPMONO_10x16
#define USE_FONT_BPMONO_10x14 
/* #define USE_FONT_MONO_MMM_10x12 */
//#define USE_FONT_BASIC_6x7

B - Exibindo graficamente

Faça a exibição do potenciômetro de forma gráfica no oled.

A - Adicionando mais uma entrada analógica

No lugar de fazer apenas uma entrada analógica vamos fazer a leitura de dois valores, para isso vocês podem utilizar o joystick analógico que vocês possuem no kit.