বেয়ার মেটাল রাস্পবেরি পাই 3: জ্বলজ্বলে LED: 8 টি ধাপ

2024 লেখক: John Day | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-30 08:02

লেখক দ্বারা আরো অনুসরণ করুন:

সম্পর্কে:.oO0Oo। Moldypizza সম্পর্কে আরো

BARE METAL PI 3 ব্লিঙ্কিং LED টিউটোরিয়ালে আপনাকে স্বাগতম!

এই টিউটোরিয়ালে আমরা রাস্পবেরি পিআই 3, একটি ব্রেডবোর্ড, একটি প্রতিরোধক, একটি নেতৃত্ব এবং একটি ফাঁকা এসডি কার্ড ব্যবহার করে শুরু থেকে শেষ পর্যন্ত ধাপগুলি অতিক্রম করব।

তাহলে BARE METAL কি? বেয়ার মেটাল কোন ফ্রিলস প্রোগ্রামিং নয়। বেয়ার মেটাল মানে আমরা সম্পূর্ণরূপে নিয়ন্ত্রণে আছি যে কম্পিউটারটি কী কী কাজ করবে। সুতরাং এটি মূলত মানে যে কোডটি সম্পূর্ণরূপে সমাবেশে লিখিত হবে, আর্ম নির্দেশ সেট ব্যবহার করে। শেষ পর্যন্ত আমরা এমন একটি প্রোগ্রাম তৈরি করব যা রাস্পবেরি পাই এর জিপিআইও পিনের একটির শারীরিক ঠিকানা অ্যাক্সেস করে এবং এটি আউটপুটে কনফিগার করে এবং তারপর এটি চালু এবং বন্ধ করে একটি LED জ্বলজ্বল করবে। এই প্রকল্পের প্রচেষ্টা, এমবেডেড প্রোগ্রামিংয়ের সাথে শুরু করার একটি দুর্দান্ত উপায় এবং আশা করি কম্পিউটার কীভাবে কাজ করে সে সম্পর্কে আরও ভাল ধারণা দেবে।

তোমার কি দরকার?

হার্ডওয়্যার

• রাস্পবেরি পিআই 3
• একটি বুটেবল ইমেজ সহ প্রি-লোড করা এসডি কার্ড
• ব্রেডবোর্ড
• পুরুষ মহিলা জাম্পার তার
• পুরুষ পুরুষ জাম্পার তার
• এলইডি
• 220 ওহম প্রতিরোধক (ঠিক 220 ওহম হতে হবে না, বেশিরভাগ প্রতিরোধক কাজ করবে)
• মিনি এসডি কার্ড
• মিনি এসডি কার্ড রাস্পবেরি পাই অপারেটিং সিস্টেমের সাথে পূর্বে লোড করা (সাধারণত পাই এর সাথে অন্তর্ভুক্ত)

সফটওয়্যার

• GCC কম্পাইলার
• জিএনইউ এমবেডেড টুলচেইন
• টেক্সট সম্পাদক
• এসডি কার্ড ফরম্যাটার

ঠিক আছে শুরু করা যাক!

ধাপ 1: জিনিসগুলি সেট করা/স্টাফ আপ

ঠিক আছে … প্রথম ধাপ হল হার্ডওয়্যার অর্জন করা। আপনি আলাদাভাবে যন্ত্রাংশগুলি কিনতে পারেন অথবা একটি কিট রয়েছে যা পর্যাপ্ত অংশের চেয়ে বেশি আসে। লিঙ্ক

এই কিটটি রাস্পবেরি পাই 3 এবং আরও অনেক কিছু সেটআপ করার জন্য প্রয়োজনীয় সবকিছু নিয়ে আসে! এই কিটে অন্তর্ভুক্ত না করা একমাত্র জিনিস হল একটি অতিরিক্ত মিনি এসডি কার্ড। অপেক্ষা! আরেকটি কিনবেন না। আপনি যদি কার্ডে প্রিলোড করা লিনাক্স ইনস্টলেশন ব্যবহার করার পরিকল্পনা না করেন তবে কেবল অন্তর্ভুক্ত মিনি এসডি কার্ডের সামগ্রীগুলি পরে কপি করুন এবং কার্ডটি পুনরায় ফর্ম্যাট করুন (পরে এটির উপর আরও)। গুরুত্বপূর্ণ দ্রষ্টব্য: নিশ্চিত করুন যে আপনি অন্তর্ভুক্ত কার্ডে ফাইলগুলি রেখেছেন যা আপনাকে পরে প্রয়োজন হবে!

পরবর্তী সময় সফ্টওয়্যার সেটআপ করার সময়। এই টিউটোরিয়ালে সফটওয়্যারটি কিভাবে ইনস্টল করবেন তার বিস্তারিত নির্দেশনা অন্তর্ভুক্ত থাকবে না। এগুলি কীভাবে ইনস্টল করবেন সে সম্পর্কে অনলাইনে অনেকগুলি সংস্থান এবং টিউটোরিয়াল রয়েছে:

উইন্ডোজ ব্যবহারকারীরা:

জিসিসি ডাউনলোড এবং ইনস্টল করুন।

পরবর্তী, ডাউনলোড করুন এবং GNU ARM এমবেডেড টুলচেইন ইনস্টল করুন।

লিনাক্স/ম্যাক

• লিনাক্স ডিস্ট্রিবিউশনগুলি জিসিসি প্রি-ইন্সটল দিয়ে আসে
• GNU ARM এমবেডেড টুলচেইন ডাউনলোড এবং ইনস্টল করুন।

ঠিক আছে তাই যদি সবকিছু ঠিক থাকে তবে আপনি টার্মিনাল (লিনাক্স/ম্যাক) বা সিএমডি লাইন (উইন্ডোজ) খুলতে সক্ষম হবেন এবং টাইপ করার চেষ্টা করুন

arm-none-eabi-gcc

আউটপুট প্রথম ছবির অনুরূপ হওয়া উচিত। এটি কেবল যাচাই করার জন্য যে এটি সঠিকভাবে ইনস্টল করা আছে।

ঠিক আছে এখন যেহেতু পূর্ব-প্রয়োজনীয়তাগুলি শেষ হয়ে গেছে, এখন মজার জিনিসগুলি শুরু করার সময় এসেছে।

ধাপ 2: সার্কিট

সার্কিট সময়! এই জন্য সার্কিট সহজ। আমরা পাই -তে GPIO 21 (পিন)০) এর নেতৃত্বে সংযোগ করব (ছবি 2 এবং 3 দেখুন)। একটি প্রতিরোধক সিরিজের সাথে সংযুক্ত করা হয় যাতে নেতৃত্ব ক্ষতিগ্রস্ত না হয়। রোধকারীটি ব্রেডবোর্ডের নেতিবাচক কলামের সাথে সংযুক্ত থাকবে যা পাইতে GND (পিন 39) এর সাথে সংযুক্ত থাকবে। নেতৃত্বের সংযোগ করার সময় সংক্ষিপ্ত প্রান্তটিকে নেতিবাচক দিকে সংযুক্ত করতে ভুলবেন না। শেষ ছবিটি দেখুন

ধাপ 3: বুটেবল মিনি এসডি

আপনার খালি মিনি এসডি কার্ড চিনতে আপনার পাই 3 পেতে তিনটি ধাপ রয়েছে। আমাদের bootcode.bin, start.elf এবং fixup.dat খুঁজে বের করতে হবে এবং কপি করতে হবে। আপনি এই ফাইলগুলি অন্তর্ভুক্ত মিনি এসডি কার্ডে পেতে পারেন যদি আপনি ক্যানাকিট কিনে থাকেন বা লিনাক্স বিতরণ সহ পাই 3 এর জন্য বুটেবল এসডি কার্ড তৈরি করেন। যেভাবেই হোক এই ফাইলগুলি পাইকে এসডি কার্ডকে বুটেবল ডিভাইস হিসেবে চিনতে দেওয়ার জন্য প্রয়োজনীয়। এর পরে, মিনি এসডি ফ্যাট 32 এ ফরম্যাট করুন (বেশিরভাগ মিনি এসডি কার্ড ফ্যাট 32 এ ফরম্যাট করা হয়। আমি স্যান্ডিস্ক থেকে একটি সস্তা মিনি এসডি কার্ড ব্যবহার করেছি), bootcode.bin, start.elf, fixup.dat এসডি কার্ডে সরান। এবং আপনার কাজ শেষ! ঠিক আছে আরও একবার এবং ছবির ক্রমে ধাপগুলি হল:

1. Bootcode.bin, start.elf, fixup.dat খুঁজুন।
2. নিশ্চিত করুন যে আপনার এসডি কার্ডটি ফ্যাট 32 এ ফরম্যাট করা আছে।
3. Bootcode.bin, start.elf, এবং fixup.dat ফরম্যাট করা এসডি কার্ডে সরান।

এখানে আমি কিভাবে এটি বের করেছি, লিঙ্ক।

ধাপ 4: মিনি এসডি চেক করুন

ঠিক আছে, আমাদের একটি বুটেবল মিনি এসডি কার্ড আছে, এবং আশা করি, এই মুহুর্তে আপনার কাছে একটি পাই 3 আছে। তাই এখন আমাদের এটি পরীক্ষা করা উচিত যাতে নিশ্চিত করা যায় যে পাই 3 মিনি এসডি কার্ডকে বুটেবল হিসাবে স্বীকৃতি দিচ্ছে।

পাইতে, মিনি ইউএসবি বন্দরের কাছে দুটি ছোট নেতৃত্ব রয়েছে। একটি হল লাল। এটি শক্তি নির্দেশক। যখন পাই শক্তি গ্রহণ করছে তখন এই আলো জ্বলতে হবে। সুতরাং আপনি যদি এখনই আপনার পাইকে কোন মিনি এসডি কার্ড ছাড়াই প্লাগ করেন তবে এটি লাল হওয়া উচিত। ঠিক আছে এখন আপনার পাই আনপ্লাগ করুন এবং আপনার বুটেবল মিনি এসডি কার্ডটি রাখুন যা আগের ধাপে তৈরি করা হয়েছিল এবং পাইটি প্লাগ ইন করুন। আপনি কি অন্য আলো দেখতে পাচ্ছেন? লাল রঙের ঠিক পাশে একটি সবুজ আলো থাকতে হবে, যা নির্দেশ করে যে এটি এসডি কার্ড পড়ছে। এই নেতৃত্বকে ACT নেতৃত্ব বলা হয়। একটি কার্যকর এসডি কার্ড whenোকানো হলে এটি আলোকিত হবে। এটি আপনার মিনি এসডি কার্ড অ্যাক্সেস করার সময় ফ্ল্যাশ হবে।

ঠিক আছে আপনি বুটেবল মিনি এসডি কার্ড andোকানোর পরে এবং পাই প্লাগ ইন করার পরে দুটি জিনিস হওয়া উচিত ছিল:

1. লাল নেতৃত্বকে আলোকিত করা উচিত যা পাওয়ার রিসেপশন নির্দেশ করে
2. সবুজ নেতৃত্বটি আলোকিত হওয়া উচিত যা নির্দেশ করে যে এটি মিনি এসডি কার্ডে বুট হয়েছে

যদি কিছু ভুল হয়ে থাকে তবে পূর্ববর্তী পদক্ষেপগুলি পুনরাবৃত্তি করার চেষ্টা করুন বা আরও তথ্যের জন্য নীচের লিঙ্কে ক্লিক করুন।

এখানে লিঙ্কটি একটি ভাল রেফারেন্স।

ধাপ 5: কোড 1

এই প্রকল্পটি ARM সমাবেশ ভাষায় লেখা। এই টিউটোরিয়ালে এআরএম সমাবেশের একটি প্রাথমিক বোঝা অনুমান করা হয়েছে, তবে এখানে কয়েকটি জিনিস আপনার জানা উচিত:

.equ: একটি প্রতীককে একটি মান নির্ধারণ করে অর্থাৎ abc.equ 5 abc এখন পাঁচটি প্রতিনিধিত্ব করে

• ldr: মেমরি থেকে লোড
• str: স্মৃতিতে লিখে
• cmp: একটি বিয়োগ করে দুটি মান তুলনা করে। পতাকা সেট করে।
• b: শাখা থেকে লেবেল
• যোগ করুন: গাণিতিক কাজ করে

আপনার যদি আর্ম সমাবেশের অভিজ্ঞতা না থাকে তবে এই ভিডিওটি দেখুন। এটি আপনাকে আর্ম অ্যাসেম্বলি ভাষা সম্পর্কে ভাল ধারণা দেবে।

ঠিক আছে এখনই আমাদের একটি রাস্তা আছে যা আমাদের রাস্পবেরি পাই 3 এর সাথে সংযুক্ত এবং আমাদের একটি এসডি কার্ড আছে যা পাই স্বীকৃতি দেয়, তাই আমাদের পরবর্তী কাজ হল একটি এক্সিকিউটেবল প্রোগ্রামের সাথে পাই লোড করে সার্কিটের সাথে কিভাবে যোগাযোগ করা যায় তা বের করা। সাধারণভাবে, আমাদের যা করতে হবে তা হল পাইকে GPIO 21 (লাল তারের সাথে সংযুক্ত পিন) থেকে একটি ভোল্টেজ আউটপুট করতে বলা। তারপরে আমাদের নেতৃত্বকে টগল করার জন্য একটি উপায় দরকার যাতে এটি জ্বলজ্বল করে। এটি করার জন্য আমাদের আরো তথ্যের প্রয়োজন। এই মুহুর্তে আমরা GPIO 21 কে আউটপুটে কিভাবে বলব তার কোন ধারণা নেই যার জন্য আমাদের অবশ্যই ডেটশীট পড়তে হবে। বেশিরভাগ মাইক্রো-কন্ট্রোলারের ডেটা-শীট থাকে যা নির্দিষ্ট করে যে সবকিছু কীভাবে কাজ করে। দুর্ভাগ্যবশত, পাই 3 এর অফিসিয়াল ডকুমেন্টেশন নেই! যাইহোক, একটি অনানুষ্ঠানিক তথ্য-পত্র রয়েছে। এখানে এটির দুটি লিঙ্ক রয়েছে:

1. github.com/raspberrypi/documentation/files…
2. web.stanford.edu/class/cs140e/docs/BCM2837…

ঠিক আছে এই মুহুর্তে, পরবর্তী ধাপে যাওয়ার আগে আপনার কয়েক মিনিট সময় নিয়ে ডেটা-শীটটি দেখতে হবে এবং আপনি কোন তথ্য পেতে পারেন তা দেখুন।

ধাপ 6: CODE2: Turn_Led_ON

রাস্পবেরি পাই 3 53 আউটপুট/ইনপুট পিন (পেরিফেরাল) নিয়ন্ত্রণ করতে নিবন্ধন করে। পিনগুলি একসঙ্গে গোষ্ঠীভুক্ত করা হয় এবং প্রতিটি গোষ্ঠীকে একটি রেজিস্টারে নিয়োগ দেওয়া হয়। GPIO এর জন্য আমাদের SELECT রেজিস্টার, SET রেজিস্টার এবং CLEAR রেজিস্টার অ্যাক্সেস করতে সক্ষম হতে হবে। এই রেজিস্টারগুলি অ্যাক্সেস করার জন্য আমাদের এই রেজিস্টারগুলির প্রকৃত ঠিকানা প্রয়োজন। যখন আপনি ডেটা-শীট পড়ছেন তখন আপনি কেবল ঠিকানাটির অফসেট (লো বাইট) নোট করতে চান এবং এটি বেস অ্যাড্রেসে যুক্ত করতে চান। আপনাকে এটি করতে হবে কারণ ডেটশীট লিনাক্স ভার্চুয়াল ঠিকানা তালিকাভুক্ত করছে যা মূলত অপারেটিং সিস্টেমগুলি নির্ধারিত মানগুলি। আমরা একটি অপারেটিং সিস্টেম ব্যবহার করছি না তাই আমাদের প্রকৃত ঠিকানা ব্যবহার করে সরাসরি এই রেজিস্টারে প্রবেশ করতে হবে। এই জন্য আপনার নিম্নলিখিত তথ্য প্রয়োজন:

• পেরিফেরালগুলির বেস ঠিকানা: 0x3f200000। পিডিএফ (পৃষ্ঠা 6) বলে যে বেস ঠিকানাটি 0x3f000000, তবে এই ঠিকানাটি কাজ করবে না। 0x3f200000 ব্যবহার করুন
• FSEL2 (SELECT) এর অফসেট রেজিস্টারের সম্পূর্ণ ঠিকানা নয়। পিডিএফ 0x7E20008 এ FSEL2 তালিকাভুক্ত করে কিন্তু এই ঠিকানাটি লিনাক্স ভার্চুয়াল ঠিকানাকে নির্দেশ করে। অফসেট একই হবে তাই আমরা নোট করতে চাই। 0x08
• GPSET0 (SET) অফসেট: 0x1c
• GPCLR0 অফ অফসেট (ক্লিয়ার): 0x28

সুতরাং আপনি সম্ভবত লক্ষ্য করেছেন যে ডেটা-শীটে 4 টি SELECT রেজিস্টার, 2 টি SET রেজিস্টার এবং 2 টি CLEAR রেজিস্টার তালিকাভুক্ত করা হয়েছে তাই আমি আমার করা কাজগুলি কেন বেছে নিলাম? এর কারণ আমরা GPIO 21 এবং FSEL2 নিয়ন্ত্রণ GPIO 20-29, SET0 এবং CLR0 নিয়ন্ত্রণ GPIO 0-31 নিয়ন্ত্রণ করতে চাই। FSEL রেজিস্টার প্রতিটি GPIO পিনের জন্য তিনটি বিট বরাদ্দ করে। যেহেতু আমরা FSEL2 ব্যবহার করছি তার মানে বিট 0-2 নিয়ন্ত্রণ GPIO 20 এবং বিট 3-5 নিয়ন্ত্রণ GPIO 21 ইত্যাদি। সেট এবং সিএলআর রেজিস্টার প্রতিটি পিন একটি একক বিট বরাদ্দ। উদাহরণস্বরূপ, SET0 এবং CLR0 এ বিট 0 GPIO নিয়ন্ত্রণ করে। GPIO 21 নিয়ন্ত্রণ করতে আপনি SET0 এবং CLR0 এ বিট 21 সেট করবেন।

ঠিক আছে তাই আমরা এই রেজিস্টারগুলি কীভাবে অ্যাক্সেস করব সে সম্পর্কে কথা বলেছি, তবে এর অর্থ কী?

• FSEL2 রেজিস্টার GPIO 21 আউটপুট সেট করতে ব্যবহার করা হবে। আউটপুটে একটি পিন সেট করার জন্য আপনাকে তিনটি বিটের লো অর্ডার বিট 1 তে সেট করতে হবে। তাই যদি বিট 3-5 নিয়ন্ত্রণ GPIO 21 এর মানে হল যে আমাদের প্রথম বিট, 3 থেকে 1 বিট সেট করতে হবে। এটি পাইকে বলবে আমরা GPIO 21 কে আউটপুট হিসেবে ব্যবহার করতে চাই। সুতরাং যদি আমরা GPIO 21 এর জন্য 3 টি বিট দেখতে চাই তবে আমরা এটি আউটপুট, b001 এ সেট করার পরে এইরকম হওয়া উচিত।
• GPSET0 পাইকে পিন চালু করতে বলে (আউটপুট একটি ভোল্টেজ)। এটি করার জন্য আমরা শুধু আমরা চাই GPIO পিন সঙ্গে অনুরূপ বিট টগল। আমাদের ক্ষেত্রে, বিট 21।
• GPCLR0 পাইকে পিন বন্ধ করতে বলে (কোন ভোল্টেজ নেই)। পিন বন্ধ করতে সংশ্লিষ্ট GPIO পিনে বিট সেট করুন। আমাদের ক্ষেত্রে বিট 21

আমরা একটি জ্বলজ্বলে নেতৃত্ব পাওয়ার আগে, প্রথমে একটি সহজ প্রোগ্রাম তৈরি করি যা কেবল নেতৃত্ব চালু করবে।

শুরু করার জন্য আমাদের সোর্স কোডের শীর্ষে দুটি নির্দেশনা যুক্ত করতে হবে।

• .section.init কোডটি কোথায় রাখবে তা পাইকে বলে
• .global _start

এরপরে, আমাদের ব্যবহার করা হবে এমন সমস্ত ঠিকানাগুলি লেআউট করতে হবে। মানগুলিতে পাঠযোগ্য প্রতীক বরাদ্দ করতে.equ ব্যবহার করুন।

• .equ GPFSEL2, 0x08
• .equ GPSET0, 0x1c
• .equ GPCLR0, 0x28
• .equ বেস, 0x3f200000

এখন আমরা বিট সেট করতে মাস্ক তৈরি করতে যা আমাদের সেট করতে হবে।

• .equ SET_BIT3, 0x08 এটি বিট থ্রি সেট করবে 0000_1000
• .equ SET_BIT21, 0x200000

তারপর আমাদের _start লেবেল যোগ করতে হবে

_ শুরু:

রেজিস্টারে বেস ঠিকানা লোড করুন

ldr r0, = BASE

এখন আমাদের GPFSEL2 এর bit3 সেট করতে হবে

• ldr r1, SET_BIT3
• str r1, [r0, #GPFSEL2] এই নির্দেশনাটি GPFSEL2 এর ঠিকানায় 0x08 বিট ফিরে লিখতে বলে

অবশেষে আমাদের GPSET0 রেজিস্টারে বিট 21 সেট করে GPIO 21 সেট করতে হবে

• ldr r1, = SET_BIT21
• str r1, [r0, #GPSET0]

চূড়ান্ত পণ্যটি কোডের মতো কিছু হওয়া উচিত।

পরবর্তী ধাপ হল কোডটি কম্পাইল করা এবং একটি.img ফাইল তৈরি করা যা pi চালাতে পারে।

• সংযুক্ত makefile, এবং kernel.ld ডাউনলোড করুন এবং যদি আপনি turn_led_on.s সোর্স কোড চান।
• সমস্ত ফাইল একই ফোল্ডারে রাখুন।
• আপনি যদি নিজের সোর্স কোড ব্যবহার করেন তাহলে makefile এডিট করুন এবং কোড = turn_led_on.s কোড =.s দিয়ে প্রতিস্থাপন করুন।
• মেকফিল সংরক্ষণ করুন।
• টার্মিনাল ব্যবহার করুন
• মেক ফাইলটি kernel.img নামে একটি ফাইল তৈরি করতে হবে
• আপনার মিনি এসডি কার্ডে kernel.img অনুলিপি করুন। আপনার কার্ডের বিষয়বস্তু চিত্রের মতো হওয়া উচিত (ছবি 3): bootcode.bin, start.elf, fixup.dat, এবং kernel.img।
• মিনি এসডি কার্ড বের করুন এবং এটি পাইতে োকান
• পাওয়ার সোর্সে পাই প্লাগ করুন
• LED জ্বলতে হবে !!!

আপাতদৃষ্টিতে গুরুত্বপূর্ণ নোট: স্পষ্টতই নির্দেশিকাগুলি মেকফাইলের একটি এক্সটেনশন না থাকার সমস্যা ছিল, তাই আমি এটি.txt এক্সটেনশন দিয়ে পুনরায় আপলোড করেছি। অনুগ্রহ করে এক্সটেনশনটি ডাউনলোড করুন যখন এটি সঠিকভাবে কাজ করবে।