Le funzioni di basicVVIO

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Questa pagina l'ho scritta molto tempo fa e contiene materiale obsoleto

L'uso è sconsigliato e non posso più fornire alcun supporto

Questa libreria è una raccolta di funzioni che permettono gestire in modo semplice alcuni dei circuiti che ho pubblicato sul sito www.vincenzov.net. Ad oggi sono supportati solo pochi circuiti (... diciamo che si tratta di una pre-release) ma se l'idea funziona penso di estendere il codice in modo significativo.

Questa pagina è parte del progetto VVIO: una libreria per l'I/O

La libreria è scritta in ANSI C (alcuni accorgimenti permettono di superare le particolarità di vari dialetti C), sono distribuite esclusivamente come codice sorgente e sono state scritte per essere indipendente dal sistema operativo utilizzato. L'hardware di riferimento è l'x86 e non prevedo estensioni ad altri sistemi.

La libreria è utilizzabile direttamente in ambiente MS-DOS ed in genere in sistemi operativi che non possiedono il concetto di device driver e di protezione dell'accesso all'I/O: basta compilarlo insieme al proprio programma, che deve essere necessariamente scritto in C.

Ho implementato un supporto per MS-Windows, compatibile con praticamente tutti i linguaggi a 32 bit.

In futuro penso di scrivere anche device driver per Linux (ma non chiedetemi quando!). E' possibile comunque utilizzare basicVVIO usando la funzione gcc ioperm().

Alcune delle costanti e delle macro in basicVVIO.h

Di seguito la descrizione di alcune macro e costanti che potrebbero essere utili nello scrivere programmi ad alto livello; altre definizioni possono essere trovate nel file "basicVVIO.h".

Si noti che non viene effettuato alcun controllo sugli argomenti delle macro!

IsHigh (dato, n) - Ritorna il valore del bit di dato in posizione n.

Esempio di uso: esegui un codice { ... } se il bit meno significativo di pippo vale 1:

if (IsHigh(pippo, 0)) { ... };

Set (dato, n) - Pone a 1 il bit n in dato

Reset (dato, n) - Pone a 0 il bit n in dato

Invert (dato, n) - Inverte il valore del bit n in dato

VERSION - Gli otto bit più significativi sono la versione principale della libreria, gli otto meno significativi la revisione.

MAX_LPT - Il valore massimo dell'identificativo delle porte parallele (default = 5, valori ammessi da zero a cinque inclusi)

LPT_ERROR, SELECT, PAPEROUT, ACK, BUSY - La posizione nel registro di stato della porta parallela di alcuni pin. Esempio: sapere il valore del pin "busy" contenuto in status:

busy = IsHigh(status, BUSY);

STROBE, LINEFEED, INIZIALIZE, SELECTIN - La posizione nel registro di controllo della porta parallela di alcuni pin.

Le funzioni disponibili in basicVVIO.c

Il file basicVVIO.c contiene una serie di funzioni che interagiscono direttamente con l'hardware. Se sono utilizzate in un programma per sistemi operativi che prevedono il concetto di protezione delle operazioni di ingresso / uscita (p.e. Windows NT oppure Linux) è necessario compilarlo come "driver" o utilizzare accorgimenti che ne permettono comunque il funzionamento.

Tutte le funzioni (escluse ovviamente quelle di tipo void) ritornano un codice di errore, sempre negativo, il cui significato è descritto nel file VVIOerrors.h.

word16 VVIOversion (void);

Ritorna un codice che rappresenta la versione della libreria. Gli otto bit più significativi sono la versione principale, gli otto meno significativi la revisione.

Esempio di utilizzo:

versione = VVIOversion() >> 8;
revisione = VVIOversion() & 0xFF;

void SlowDown (word16 slow)

Rallenta le funzioni di scrittura sull'hardware, permettendo l'utilizzo di dispositivi particolarmente lenti con parallele particolarmente veloci.

I parametri:

slow: il valore 0 indica la massima velocità permessa dall'hardware ed è adeguato usando, per esempio, parallele ISA e hardware capace di funzionare ad 1 MHz; altri valori ragionevoli potrebbero essere 1 (corrispondente al raddoppio del tempo di esecuzione) o 2 (triplicazione); valori superiori sono da considerarsi solo in situazioni particolari a causa del rallentamento eccessivo che potrebbero introdurre.

Nota: l'effetto è globale ma è possibile modificare "run time" questo parametro per adeguarsi alle diverse periferiche.

int16 LPT_Inizialize (word16 slot, word16 LPT)

Nota preliminare: per comprendere queste prime funzioni è necessario conoscere il funzionamento della porta parallela. Su www.vincenzov.net è disponibile un tutorial.

Questa funzione inizializza le variabili interne di una porta parallela, ponendo tutte le uscire a zero. Si noti che eventuali settaggi come SPP della porta o la richiesta di accesso esclusivo devono essere fatti al BIOS o sistema operativo prima di invocare la funzione.

I parametri:

slot: un numero compreso tra 0 e la costante MAX_LPT inclusa (valore predefinito: 5). Identifica in modo univoco una parallela e, pur essendo possibile usare un valore qualunque, è consigliabile indicare il numero che nello specifico sistema operativo in uso identifica la porta stessa.
LPT: l'indirizzo fisico del primo registro della porta parallela (0... 65535, valori tipici 0x278, 0x373, 0x3BC, 0xd000...)

int16 LPT_WriteData (word16 slot, word16 data)

Scrive otto bit nel registro "data" della porta parallela

I parametri:

slot: l'identificativo della porta parallela, scelto con LPT_Inizialize()
data: il valore da scrivere. compreso tra 0 e 255

int16 LPT_WriteControl (word16 slot, word16 strobe, word16 linefeed, word16 inizialize, word16 select)

Scrive 4 bit sui pin corrispondenti al registro di controllo della porta parallela.

I parametri:

slot: l'identificativo della porta parallelo, scelto con LPT_Inizialize()
strobe: se = 1, pone a 1 logico l'uscita "strobe", se = 0 la azzera
linefeed: se = 1, pone a 1 logico l'uscita "line feed", se = 0 la azzera
inizialize: se = 1, pone a 1 logico l'uscita "inizialize", se = 0 la azzera
select: se = 1, pone a 1 logico l'uscita "select in", se = 0 la azzera

Nota: 1 identifica una tensione "alta" sul pin esterno, indipendentemente dalla presenza dell'inverter hardware presente su alcuni pin.

int16 LPT_GetStatus (word16 slot)

Legge cinque bit dal registro di stato. Se il valore ritornato è maggiore o uguale a zero, esso contiene l'immagine del registro di stato di cui sono significativi solo 5 bit (gli altri valgono 0):
0, 0 , 0 , 0, 0, 0 , 0 , 0 busy, ack, paper_out, select, error, 0, 0, 0.

Il seguente codice, per esempio, restituisce il valore del bit "busy". Esso fa uso della macro "IsHigh" e della costante "P_BUSY", definite in basicVVIO.h

status = VVIO_LPT_GetStatus(lpt);
busy = IsHigh(status, BUSY);

I parametri:

slot: l'identificativo della porta parallelo, scelto con LPT_Inizialize()

Nota: 1 identifica una tensione "alta" sul pin esterno, indipendentemente dalla presenza dell'inverter hardware presente su alcuni pin

Nota: se il valore ritornato è negativo, si tratta di un codice di errore e il significato dei bit non è quello indicato

int16 MAX147_InizializeBus (word16 slot, word16 LPT)

Nota preliminare: le seguenti due funzioni fanno riferimento al circuito mini-datalogger a cui si rimanda per la descrizione dell'hardware.

Questa funzione inizializza alcune variabili interne ed alimenta il circuito esterno. Si noti che eventuali settaggi come SPP della porta parallela o la richiesta di accesso esclusivo devono essere fatti al sistema operativo prima di invocare la funzione.

I parametri.

slot: un numero compreso tra 0 e la costante MAX_LPT inclusa (valore predefinito: 5). Identifica in modo univoco una parallela e, pur essendo possibile usare un valore qualunque, è consigliabile indicare il numero che nello specifico sistema operativo in uso identifica la porta stessa.
LPT: l'indirizzo fisico del primo registro della porta parallela (0... 65535, valori tipici 0x278, 0x373, 0x3BC...)

int16 MAX147_GetData (word16 slot, word16 ch)

Legge un campione dal convertitore AD.

I parametri:

slot: l'identificativo della porta parallelo, scelto con MAX147_InizializeBus()
ch: il canale da cui leggere (1... 7)

Ritorna un intero compreso tra 0 e 4095. Se il valore ritornato è minore di 0, si tratta di un codice di errore.

int16 CD4094_Inizialize (word16 slot, word16 LPT)

Nota preliminare: le seguenti due funzioni fanno riferimento al circuito Iso-Buffer a cui si rimanda per la descrizione dell'hardware.

Questa funzione inizializza alcune variabili interne. Si noti che eventuali settaggi come SPP della porta parallela o la richiesta di accesso esclusivo devono essere fatti al sistema operativo prima di invocare la funzione.

I parametri:

slot: un numero compreso tra 0 e la costante MAX_LPT inclusa (valore predefinito: 5). Identifica in modo univoco una parallela e, pur essendo possibile usare un valore qualunque, è consigliabile indicare il numero che nello specifico sistema operativo in uso identifica la porta stessa.
LPT: l'indirizzo fisico del primo registro della porta parallela (0... 65535, valori tipici 0x278, 0x373, 0x3BC...)

int16 CD4094_Write (word16 slot, word16 ch, word16 data, word16 immediate)

Scrive una parola di 16 bit su uno dei "canali" connessi alla porta parallela. Il significato di questa parola dipende dall'hardware effettivamente collegato ai registri SIPO.

I parametri:

slot: l'identificativo della porta parallelo, scelto con CD4094_Inizialize()
ch: il canale su cui scrivere, valore compreso tra 1 e 6 inclusi
data: il valore da scrivere, compreso tra 0 e 65535. Il significato di questa parola dipende dall'hardware specifico collegato ai registri SIPO
immediate: se questo parametro vale 0, nessuna scrittura è effettuata sul dispositivo fisico ma vengono solo aggiornate le variabili interne. Questo permette un tempo di esecuzione molto basso (frazioni di microsecondo, in funzione del processore usato). Se vale 1 sono scritti tutti i canali contemporaneamente, in base al contenuto delle variabili interne precedentemente impostate.

Esempio d'uso:

CD4094_Write(1, 1, 0x0001, 0); // Aggiorna le variabili interne per il canale 1
// Il bit meno significativo vale "1", tutti gli altri "0"

CD4094_Write(1, 2, 0x5678, 0); // Aggiorna le variabili interne per il canale 2

CD4094_Write(1, 5, 0xABCD, 1); // Aggiorna le variabili interne per il canale 5 e
// scrive fisicamente tutti i canali (i canali 3, 4 e 6
// non cambino gli eventuali valori precedenti)

Le funzioni disponibili in basicVV.c

Il file basicVV.c contiene una serie di funzioni che non interagiscono direttamente con l'hardware e quindi non necessitano la compilazione come device driver, cosa che rimane comunque possibile.

Le funzioni, escluse ovviamente quelle di tipo void, ritornano un codice di errore, sempre negativo, il cui significato descritto nel file VVIOerrors.h

int16 CD4094_NextStepBipolar (word16 slot, word16 motor, int16 microstep)

Per la descrizione dell'hardware si faccia riferimento alla pagina sul driver a micropassi ed eventualmente al tutorial sui motori passo-passo.

Calcola i valori da scrivere sull'hardware per far compiere al motore passo-passo bipolare una singola rotazione, di ampiezza programmabile. Si noti che non è effettuata alcuna operazione di I/O, da fare con la già descritta funzione CD4094_Write() come mostrato nell'esempio sotto riportato.

I parametri:

slot: l'identificativo della porta parallelo, scelto con CD4094_Inizialize()
ch: il canale su cui scrivere, valore compreso tra 1 e 6 inclusi
microstep: l'ampiezza della rotazione da fare, misurata in frazioni di passo. I valori devono essere, in modulo, minori o uguali a CD4094_uS / 4 (nella versione attuale tra +64 e -64 inclusi). Il segno indica il verso di rotazione.
- 64 indica l'ampiezza di un singolo passo "hardware" del motore (p.e. 1/200 di angolo giro)
- 32 indica mezzo passo
- 16 indica 1/4 di passo
- 1 indica 1/64 di passo
- 0 indica una rotazione nulla

Esempio d'uso: rotazione di 1/16 di passo in verso "negativo" del motore 5 sulla parallela 1

packedData = CD4094_NextStepBipolar(1, 5, -4);
if (packedData < 0) {/*Gestione degli errori*/}
CD4094_Write (1, 5, packedData, 1);

Nota: per la rotazione del motore a velocità costante è necessario invocare la funzione ad intervalli regolari.

int16 CD4094_NextStepUnipolarPack (word16 slot, word16 ch, word16 motor, int16 step)

Per la descrizione dell'hardware si faccia riferimento alla pagina sul driver per motori passo unipolari ed eventualmente al tutorial sui motori passo-passo.

Calcola i valori da scrivere sull'hardware per far compiere ad un motore passo-passo unipolare una rotazione di ampiezza pari ad un passo (o a 1/2 di passo). Si noti che non è effettuata alcuna operazione di I/O da fare con la già descritta funzione CD4094_Write() come mostrato nell'esempio sotto riportato.

I parametri:

slot: l'identificativo della porta parallelo, scelto con CD4094_Inizialize()
ch: il canale su cui scrivere, valore compreso tra 1 e 6 inclusi
motor: indica quale dei due motori deve ruotare, i valori ammessi sono 0 oppure 1
step: l'ampiezza ed il verso della rotazione da fare. I valori devono essere, in modulo, minori o uguali a 2:
- 2 o -2 indica l'ampiezza di un singolo passo "hardware" del motore (p.e. 1/200 di angolo giro). Questo valore è usato per funzionamento a passo intero.
- 1 o -1 indica il mezzo passo

Esempio d'uso: rotazione di un passo in verso "negativo" del motore 0 della scheda 3 sulla parallela 1

packedData = CD4094_NextStepUnipolarPack (1, 3, 0, -2);
if (packedData < 0) {/*Gestione degli errori*/}
CD4094_Write (1, 3, packedData, 1);

Nota: per la rotazione del motore a velocità costante è necessario invocare la funzione ad intervalli regolari.

licenza	La licenza d'uso che ho utilizzato
basicVVxx.x	Il codice sorgente delle librerie
DLL\	La DLL per l'ambiente Windows
SYS\	Il device driver per WindowsNT/2000/Xp e relativi file di supporto