在 Gentoo Linux 下開發 Launchpad MSP430 程式

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Launchpad MSP430 是德州儀器 TI 所推出的 8-bit 微控器開發版，和知名的 Arduino 相比，Launchpad 價錢相對便宜 (約 NT $300)，並且可以自由更換板子 上面的 IC 進行燒錄。

大部分人進行 MSP430 開發的時候都會使用 TI 或是其他廠商所提供的整合開發 環境(IDE)，比如 CCS、IAR Embedded，這一類工具使用方式與介紹網路上非常 多。對於一個 Emacs 與 Linux 慣用者而言，我傾向於最簡單乾淨的方式，使用 Makefile 和 msp430-gcc 來達成我所期望的 Launchpad 開發。

msp430-gcc 似乎可以在 TI 的網站上找到與下載，如果你也是 Gentoo Linux 用戶， 可以考慮直接使用 crossdev 來幫你建置 msp430 的 toolchain。

使用 crossdev 建立 msp430 編譯環境

我最喜歡 Gentoo Linux 的一點就是他有一套非常強大的 toolchain 建立系統 crossdev, 使用 crossdev，可以很輕鬆的就建立出不同平台需要的 toolchain， 比如說我們想產生 msp430 的 gcc，則只要這樣做: 

Rosia msp430 # crossdev -S -s4 -t msp430

若你有需要產生 msp430 用的 gdb，則再執行以下命令 

Rosia msp430 # crossdev -S --ex-only --ex-gdb -t msp430

產生完必須的 toolchain 後，我們要安裝開發 msp430 必備的軟體 mspdebug 

Rosia msp430 # emerge msgpdebug

mspdebug 初步使用

mspdebug 是 Anusha Beer 所提供的 opensource 作品，可以透過 libusb 直接與 TI 以及其他 3rd party 廠商的燒錄除錯工具配合。其本身的使用方式非常簡單，以下 是基本的 mspdebug 使用方式。

  • 1. 連結到 MSP430 晶片 

    coldnew@Rosia ~/Workspace/msp430 $ mspdebug rf2500

    你會看到如下的資訊 (節錄) 

    Available commands:
    =           erase       isearch     power       save_raw    simio
    alias       exit        load        prog        set         step
    break       fill        load_raw    read        setbreak    sym
    cgraph      gdb         md          regs        setwatch    verify
    delbreak    help        mw          reset       setwatch_r  verify_raw
    dis         hexout      opt         run         setwatch_w

Available options:
    color                       gdb_loop
    enable_bsl_access           gdbc_xfer_size
    enable_locked_flash_access  iradix
    fet_block_size              quiet
    gdb_default_port

Type "help <topic>" for more information.
Use the "opt" command ("help opt") to set options.
Press Ctrl+D to quit.

(mspdebug)

  • 2. 燒錄你製作好的 binary 檔案

    假如說你已經編譯好你的 MSP430 程式並取名為 main.elf ，則這樣燒錄 

    (mspdebug) prog main.elf

  • 3. 執行你的程式

    要讓 Launchpad 真的執行你的程式，你可以使用 quit 來離開 mspdebug， 或是使用 

    (mspdebug) run

    來讓 Launchpad 直接執行你的程式

  • 4. 清空整顆 IC

    若有需要將 IC 內部的程式清除，則使用 erase 命令來讓整顆 IC 內的程式 被清空 

    (mspdebug) erase

第一個 Launchpad 程式: 閃爍燈

Launcpad 上面提供了兩個可操作的 LED 讓使用者自行控制，即為下圖中紅框指 向的地方

在這邊我們選擇了 P1.0 作為我們要閃爍用的 LED 燈，並撰寫如下程式。 

#include <msp430g2553.h>

int main (void)
{
        volatile int i;

        /* Stop watchdog timer */
        WDTCTL = WDTPW | WDTHOLD;

        /* Setup bit 0 of P1 as output */
        P1DIR = 0x01;

        /* Setup bit 0 of P1 to 0 */
        P1OUT = 0x00;

        /* Loop forever */
        while (1) {
                /* Toggle bit 0 of P1 */
                P1OUT ^= 0x01;
                /* Just delay */
                for (i = 0; i < 0x6000; i++) {}
        }
}

程式完成後，我們可以使用以下方式編譯程式，並使用 mspdebug 將他燒到我們 的 Launcpad 中。 

coldnew@Rosia ~/Workspace/msp430 $ msp430-gcc main.c -o main.elf

動手寫 Makefile 簡化開發流程

每次要測試、編譯程式碼時都很麻煩，所以我們可以自己寫個 Makefile 來進行 簡化整個流程 

OBJECTS = main.o
MCU = msp430g2553

CC = msp430-gcc
CFLAGS = -Os -Wall -g -mmcu=$(MCU)

TARGET = main.elf
DRIVER = rf2500

all : $(OBJECTS)
        $(CC) $(CFLAGS) $(OBJECTS) -o $(TARGET)

%.o : %.c
        $(CC) $(CFLAGS) -c $<

erase:
        mspdebug $(DRIVER) "erase"

upload:
        make
        mspdebug $(DRIVER) "prog $(TARGET)"

size:
        msp430-size $(TARGET)

clean:
        $(RM) -rf $(OBJECTS) $(TARGET)

使用 Makefile 進行開發

完成 Makefile 後，我們整個開發所需要記住的命令就變成下面這樣了，是不是 簡單多了 ~

  • 編譯程式碼 

    coldnew@Rosia ~/Workspace/msp430 $ make

  • 清除 MSP430 裡面的程式 

    coldnew@Rosia ~/Workspace/msp430 $ make erase

  • 更新 MSP430 裡面的程式 

    coldnew@Rosia ~/Workspace/msp430 $ make upload

  • 查看編譯出來的檔案大小 

    coldnew@Rosia ~/Workspace/msp430 $ make size

  • 清空編譯出來的檔案 

    coldnew@Rosia ~/Workspace/msp430 $ make clean