I2L 2022 Groupe4

Sujet du projet

Clavier de raccourcis programmables - par Axel Lebas & Wassim Djamaa & Maxime Vitse

Proposition de système

Une carte avec 4 boutons programmables via un fichier de configuration qui est fourni par l'utilisateur. Accompagnée d'une LED.

Contre-proposition

Bonne idée. Votre périphérique USB sera programmé avec une interface comportant un point d'accès OUT pour envoyer les chaînes de caractères à envoyer sur pression des boutons. Il serait intéressant d'écrire ces chaînes dans l'EEPROM de l'ATMega16u2 pour qu'elles persistent une fois le périphérique débranché. Les LED du périphérique doivent permettre d'indiquer quelles touches sont programmées. Le programme de configuration sera écrit avec la bibliothèque libusb-1.0.

Carte

Schéma

Carte

Carte soudée :

Fichiers

Le circuit imprimé à utiliser est le même que celui du groupe 3 avec le clavier de la carte du groupe 2.

Après quelques problèmes avec le connecteur USB C, une variante de la carte du groupe 3 est proposée avec un connecteur USB A.

Projet KiCAD : Fichier:I2L-2022-CLIPET-MATHON-BOUKELLAL version USBA.zip

Trois parties à faire

• Prog SE:

- LED

• Prog USB:

- LUFA

• Prog PC:

- Lib usb

Prog SE :

Makefile pour automatiser le processus suivant

Par défaut le micro processeur a un bootloader qui permet de faire de la programmation (sans passer par le SPI) , l'utilitaire que nous utilisons est DFU/USB.

"5.2  ATMega328p: Chaîne de compilation (2/2)" de https://rex.plil.fr/Enseignement/Systeme/Systeme.PSE/systeme.html

$ apt install gcc-avr avr-libc dfu-programmer // DFU/USB dfu 6 programmer

$ avr-gcc -mmcu=atmega328p -DF_CPU=8000000UL -c -Wall -I. -Os timer.c -o timer.o // compilation source en un . objet

$ avr-gcc -mmcu=atmega328p -g -lm -Wl,--gc-sections -o timer.elf timer.o // édition des liens (afin d'obtenir un exécutable)

$ avr-objcopy -j .text -j .data -O ihex timer.elf timer.hex // nécessaire pour les utilitaires

$ dfu-programmer atmega16u2 erase

$ dfu-programmer atmega16u2 flash timer.hex

$ dfu-programmer atmega16u2 reset

Exemple de makefile

CC = avr-gcc
OBJCOPY = avr-objcopy
DFU_PROGRAMMER = dfu-programmer

CFLAGS = -mmcu=atmega328p -DF_CPU=8000000UL -c -Wall -I. -Os
LDFLAGS = -mmcu=atmega328p -g -lm -Wl,--gc-sections

all: timer.hex

timer.o: timer.c
	$(CC) $(CFLAGS) $< -o $@

timer.elf: timer.o
	$(CC) $(LDFLAGS) $< -o $@

timer.hex: timer.elf
	$(OBJCOPY) -j .text -j .data -O ihex $< $@

erase:
	$(DFU_PROGRAMMER) atmega16u2 erase

flash: timer.hex
	$(DFU_PROGRAMMER) atmega16u2 flash $<

reset:
	$(DFU_PROGRAMMER) atmega16u2 reset

clean:
	rm -f timer.o timer.elf timer.hex

Gestion des entrées-sorties numériques avec avr-gcc

#include <avr/io.h>

#define LED     8
#define BOUTON  9

int main(void){
DDRB |= 0x01;                // Sortie pour la LED
DDRB &= ~0x02;               // Entrée pour le bouton
PORTB |= 0x02;               // Configuration de la résistance de tirage

while(1){
  if(PINB & 0x02) PORTB &= ~0x01;      // LED éteinte
  else PORTB |= 0x01;                  // LED allumée
  }
}

Ports

B: 8 sorties

C: > 8 sorties

D: 8 sorties

En général 8 fois 3 entrées, ici une vingtaine de sorties

Registre DDR (data direction register) : sens de la LED

Pour chaque bit du port si le bit correspond à une entrée ou une sortie

Voir PB0 / PB1 sur le schéma KICAD

- Par défaut, BIT à 0 en entrée

- 1 pour sortie

Il faut toucher au bit avec le poids le plus faible.

Rappels sur les opérandes en C

& | sont des opérandes bit à bit pas comme les opérandes logiques dans les if && ou ||

tilde is NOT

Le OU exclusif s'écrit PORTB ^ = 0X01

le & avec le tilde permet un bit à 0

le | sans le tilde permet un bit à 1

2 types de registres

Port B -> sortie

PINB -> entrée

Prog Lufa :

Bibliothèque LUFA

• boucler sur la gestion des événements USB USB_USBTask ;
• éventuellement appeler aussi la gestion d’une classe (e.g. HID_Task) ;
• écrire les fonctions de rappel (callback) pour implanter les fonctionnalités souhaitées.
• Modifier le Makefile de LUFA en mettant MCU en atmega16u2 4 premières lignes à modifier seulement (une à none).
• Modifier dans descriptor.c et descriptor.h

Base pour le projet

Comme base pour le programme LUFA vous pouvez prendre le projet LUFA "écho" disponible sur la page Wiki du groupe 2.

Code

https://github.com/Weamix/shortcut/blob/master/lufa/Demos/Device/LowLevel/Keyboard/Keyboard.c

void CreateKeyboardReport(USB_KeyboardReport_Data_t* const ReportData)
{
	uint8_t JoyStatus_LCL     = Joystick_GetStatus();
	uint8_t ButtonStatus_LCL  = Buttons_GetStatus();

	uint8_t UsedKeyCodes      = 0;

	/* Clear the report contents */
	memset(ReportData, 0, sizeof(USB_KeyboardReport_Data_t));

	/* Make sent key uppercase by indicating that the left shift key is pressed */
	ReportData->Modifier = HID_KEYBOARD_MODIFIER_LEFTSHIFT;

	if (JoyStatus_LCL & JOY_UP)
	  ReportData->KeyCode[UsedKeyCodes++] = HID_KEYBOARD_SC_A;
	else if (JoyStatus_LCL & JOY_DOWN)
	  ReportData->KeyCode[UsedKeyCodes++] = HID_KEYBOARD_SC_B;

	if (JoyStatus_LCL & JOY_LEFT)
	  ReportData->KeyCode[UsedKeyCodes++] = HID_KEYBOARD_SC_C;
	else if (JoyStatus_LCL & JOY_RIGHT)
	  ReportData->KeyCode[UsedKeyCodes++] = HID_KEYBOARD_SC_D;

	if (JoyStatus_LCL & JOY_PRESS)
	  ReportData->KeyCode[UsedKeyCodes++] = HID_KEYBOARD_SC_E;

	if (ButtonStatus_LCL & BUTTONS_BUTTON1)
	  ReportData->KeyCode[UsedKeyCodes++] = HID_KEYBOARD_SC_F;
}

Prog PC (lib USB) :

Comme base pour le programme PC vous pouvez prendre le programme libusb disponible sur la page Wiki du groupe 2.