V prostředí Mbed vytvořte program pro vývojovou desku NXP FRDM-K64F, který bude realizovat řízení automatizovaného skleníku a jeho komunikaci s PC pomocí ethernetového rozhraní. Program bude zahrnovat ovládání a řízení periferií včetně návrhu komunikačního rozhraní s příkazy.

Cílem tohoto projektu je co nejvíce automatizovat obsluhu a udržování běžného zahradního skleníku. Obsahem návrhu je kompletní software řízení a obsluhy, ale také co nejjednodušší hardware pro příslušné periferie. Základní myšlenkou je možnost kontroly a nastavení jednotlivých vlastností skleníku z pohodlí domova, za pomoci ethernetového rozhraní a běžného PC. Pomocí definovaných příkazů je tak možné jak kontrolovat vlhkost půdy, teplotu a osvětlení ve skleníku, tak nastavit jejich limitní hodnoty pro spuštění zavlažování, odvětrávání/vytápění skleníku a přisvětlení zářivkami.

FRDM-K64F

Key Features Microcontroller:

  Kinetis MK64FN1M0VLL12 in 100LQFP microcontroller featuring ARM® Cortex™-M4 32-bit core with DSP instructions 
  and Floating Point Unit (FPU) working @ 120 MHz max CPU frequency

Memory:

  1024 KB program flash memory, 256 KB RAM, and FlexBus external bus interface

System peripherals:

  Multiple low-power modes, low-leakage wake-up unit, 16-channel DMA controller

Clocks:

  3x Internal Reference Clocks: 32KHz, 4MHz and 48MHz, 2x Crystal inputs: 3-32MHz (XTAL0) and 32kHz (XTAL32/RTC), 
  PLL and FL

Analog modules:

  2x 16-bit SAR ADCs up 800ksps (12-bit mode), 2x 12-bit DACs, 3x Analog comparators, Voltage reference 1.13V

Communication interfaces:

  1x 10/100 Mbit/s Ethernet MAC controller with MII/RMII interface IEEE1588 capable, 1x USB 2.0 Full-/Low-Speed 
  Device/Host/OTG controller with embedded 3.3V/120mA Vreg, and USB device Crystal-less operation, 1x Controller 
  Area Network (CAN) module, 3x SPI modules, 3x I2C modules. Support for up to 1 Mbit/s, 6x UART modules, 1x 
  Secure Digital Host Controller (SDHC), 1x I2S module

Timers:

  2x 8-channel Flex-Timers (PWM/Motor control), 2x 2-channel FlexTimers (PWM/Quad decoder), 32-bit PITs and 16 
  bit low-power timers, Real-Time Clock (RTC), Programmable delay block

Security and integrity modules:

  Hardware CRC and random-number generator modules, Hardware encryption supporting DES, 3DES, AES, MD5, SHA-1 and 
  SHA-256 algorithms

Operating characteristics:

  Voltage range: 1.71 to 3.6 V, Flash write voltage range: 1.71 to 3.6 V

V hlavním souboru main.c probíha inicializace ADC převodníku, USB device audio class a audio kodeku pro přehrávání audio výstupu.

Použité knihovny v soubotu main.c

• #include „stm32f4xx_hal.h“
• #include „usb_device.h“
• #include „stm32f4xx_hal_adc.h“
• #include „cs43l22.h“
• #include „stm32f4_discovery_audio.h“

  assert_param(IS_ADC_CHANNEL(sConfig->ADC_CHANNEL_1));
  hadc->Instance->SMPR2 &= ~ADC_SMPR2(ADC_SMPR2_SMP0, sConfig->Channel);
  hadc->Instance->SMPR2 |= ADC_SMPR2(sConfig->SamplingTime, sConfig->Channel);
  void ADC_Init(hadc);
  cs43l22_Init(29, OUTPUT_DEVICE_SPEAKER, 60, AUDIO_FREQUENCY_48K);

Nejprve je inicializován AD převodník a přiřazeným kanálem číslo jedna, který odpovídá převodníku ADC1. Na tento převodník je přivedeno napětí z potenciometru, který ovládá Volume přehrávání audio výstupu. Následně jsou přiřazeny patřičné parametry a vzorkovací frekvence.

Dále je inicializován audio kodek, kde je přižen výstupní pin na Jack 3.5 mm, zvolen typ výstupního zařízení, počáteční hlasitost v procentech a vrozkovací frekvence na 48 kHz. Stejná je vzorkovací frekvence AD převodníku a rychlost přenosu po USB.