I2L 2022 Groupe6
Proposition de système
Nous voudrions équiper la carte d'un port USB, d'une horloge, d'une LED, d'un bouton et d'un haut-parleur. Le but final serait de, lors d'un appui bouton et/ou CapsLock (à définir ensemble), de faire un son et un allumage de la LED.
Contre-proposition
L'idée est bien de refléter l'ensemble de l'état des touches "verrous" du clavier du PC. A chaque changement d'état de ces touches vous associerez un signal lumineux avec les 3 LED multicolores et surtout un signal sonore. Vous êtes tenus de produire des sons et pas seulement des notes. Pour cela vous devrez réussir à stocker (en mémoire flash) des échantillons sonores et à les reproduire sur votre haut-parleur.
Fichiers
Vous utiliserez le même circuit imprimé que le groupe 5.
Installation
Installation des dépendances :
apt install gcc-avr avr-libc dfu-programmer
Passer du fichier source au fichier exécutable :
Compil : avr-gcc -mmcu=atmega16u2 -DF_CPU=16000000UL -c -Wall -I. -Os main.c -o main.o
Edition des liens (exe) : avr-gcc -mmcu=atmega16u2 -g -lm -Wl,--gc-sections -o main.elf main.o
Transformer le code source en fichiers utilisable pour la carte
avr-objcopy -j .text -j .data -O ihex main.elf main.hex
dfu-programmer atmega16u2 erase
dfu-programmer atmega16u2 flash time.hex
dfu-programmer atmega16u2 reset
Programmation
MAKEFILE
AVR = avr-gcc
AVR_HEX = avr-objcopy
TARGET = atmega16u2
DFU = dfu-programmer
CFLAGS = -mmcu=atmega16u2 -DF_CPU=16000000UL -Wall -I. -Os
CLINKS = -mmcu=atmega16u2 -g -lm -Wl,--gc-sections
CHEXS = -j .text -j .data -O
SRC = main.c
OBJ = main.o
ELF = main.elf
HEX = main.hex
push: clean compile link hex erase flash reset
compile:
$(AVR) $(CFLAGS) -c $(SRC) -o $(OBJ)
link:
$(AVR) $(CLINKS) -o $(ELF) $(OBJ)
hex:
$(AVR_HEX) $(CHEXS) ihex $(ELF) $(HEX)
erase:
$(DFU) $(TARGET) erase
flash:
$(DFU) $(TARGET) flash $(HEX)
reset:
$(DFU) $(TARGET) reset
clean:
rm -f $(OBJ) $(EXEC)
Prog SE
LED
Faire clignoter une led
#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
#define LED 0
#define BUTTON 2
int main(void){
DDRD |= (1 << LED); // Sortie pour la LED
PORTD &= ~(1 << LED); // Configuration de la résistance de tirage
while(1) {
PORTD |= (1 << LED);
_delay_ms(5);
PORTD &= ~(1 << LED);
_delay_ms(5);
}
}
Boutons
Faire clignoter une led en fonction du bouton
#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
#define LED 0
#define BUTTON 2
int main(void){
CLKSEL0 = 0b00010101;
CLKSEL1 = 0b00001111;
CLKPR = 0b10000000;
CLKPR = 0;
DDRD |= (1 << LED);
PORTD &= ~(1 << LED);
DDRC &= ~(1 << BUTTON);
PORTC |= (1 << BUTTON);
while(1) {
if (!(PINC & (1 << BUTTON)))
{
PORTD |= (1 << LED);
_delay_ms(5);
PORTD &= ~(1 << LED);
_delay_ms(5);
}
}
}
HP
Faire parler le HP
Alimenter le HP et lui fournir une fréquence fixe mais mettre un délai entre 2 sons, pour débuter :
#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
#include <avr/pgmspace.h>
#define TONE_FREQUENCY 1000 // 1kHz
#define TONE_DURATION_MS 1000 // 1 second
#define SAMPLE_RATE 8000
#define BUFFER_SIZE SAMPLE_RATE / (1000 / TONE_DURATION_MS)
#define LED 0
#define BUTTON 2
#define SPEAKER 7
int main(void){
CLKSEL0 = 0b00010101;
CLKSEL1 = 0b00001111;
CLKPR = 0b10000000;
CLKPR = 0;
TCCR1A = (1 << COM1A0);
TCCR1B = (1 << WGM12) | (1 << CS10);
OCR1A = F_CPU / (2 * SAMPLE_RATE) - 1;
DDRD |= (1 << LED);
PORTD &= ~(1 << LED);
DDRB |= (1 << SPEAKER);
PORTB &= ~(1 << SPEAKER);
while(1) {
uint16_t i;
for (i = 0; i < BUFFER_SIZE; i++) {
PORTB ^= (1 << SPEAKER);
_delay_us(1000000UL / (2 * TONE_FREQUENCY));
}
PORTB &= ~(1 << SPEAKER);
}
return 0;
}
Fournir un son de test bufferAudio PROGMEM codé en 8bit fourni au HP :
1) Conversion du fichier aac ou mp3 en fichier codé sous 8bit -> sortie du fichier wav via https://g711.org/
Low Definition 8-bit WAV (8Khz, Mono, 8-Bit PCM)
2) Passer du 8-bit WAV en hexadécimal -> utilisation de la commande linux xxd -i nomDuFichierAudio
A partir de maintenant, nous avons le contenu du fichier audio sous forme hexadécimal et pouvons le stocker et l'utiliser en c
EXEMPLE :
const uint8_t audioBuffer[] PROGMEM = {
0xFF, 0x00, 0x80, 0x7F, 0x00, 0xFF, 0x7F, 0x80, 0x00, 0xFF, 0x80, 0x7F
};
Premièrement, nous avions décider de prendre un certain son de "pet".
Mais le son étant trop "bas" et de mauvaise qualité. Personne était capable de reconnaitre notre son.
Nous sommes donc passé sur un son plus "stridant" et "aigu". Pour avoir un son plus facilement reconnaissable.
Le sample étant trouvé ici sous format wav comme décrit plus haut:
https://samplefocus.com/samples/8-bit-d-b-drums
Après l'avoir converti en 8 bits low définition (gain de place) et utilisé xxd nous avons récupérer le contenu du fichier sous format hexadécimal.
#include <avr/io.h>
#include <util/delay.h>
#include <avr/pgmspace.h>
#define TONE_FREQUENCY 1000 // 1kHz
#define TONE_DURATION_MS 1000 // 1 second
#define SAMPLE_RATE 8000
#define BUFFER_SIZE SAMPLE_RATE / (1000 / TONE_DURATION_MS)
#define LED 0
#define BUTTON 2
#define SPEAKER 7
const uint8_t audioBuffer[] PROGMEM = {
0xFF, 0x00, 0x80, 0x7F, 0x00, 0xFF, 0x7F, 0x80, 0x00, 0xFF, 0x80, 0x7F
};
int main(void){
CLKSEL0 = 0b00010101;
CLKSEL1 = 0b00001111;
CLKPR = 0b10000000;
CLKPR = 0;
TCCR1A = (1 << COM1A0);
TCCR1B = (1 << WGM12) | (1 << CS10);
OCR1A = F_CPU / (2 * SAMPLE_RATE) - 1;
DDRD |= (1 << LED);
PORTD &= ~(1 << LED);
DDRB |= (1 << SPEAKER);
PORTB &= ~(1 << SPEAKER);
while(1) {
uint16_t i;
for (i = 0; i < BUFFER_SIZE; i++) {
PORTB ^= (1 << SPEAKER);
_delay_us(1000000UL / (2 * TONE_FREQUENCY));
}
PORTB &= ~(1 << SPEAKER);
}
return 0;
}
Prog USB
Le programme qui va sur le microcontrôleur
FAIRE PARLER LE HP EN MEME TEMPS QUE LA LED
FAIRE PARELER LE HP EN MEME TEMPS QUE LE BOUTON ET LA LED
Prog PC
Le programme qui tourne sur le pc