Pemrograman C untuk MSP430 dengan Netbeans

Ada beberapa text editor dan IDE (integrated development environment) yang bisa dipergunakan untuk melakukan pemrograman untuk mikrokontroler keluarga MSP430. Salah satu yang menarik adalah Netbeans. Sampai saat ini yang saya ketahui (AFAIK), yang menarik dari IDE Netbeans bila dibandingkan dengan Eclipse adalah bahwa adanya kemudahan pengaturan satu IDE untuk berbagai toolchain. Pada IDE Eclipse juga ada kemudahan mirip seperti ini, tetapi menurut saya sejauh ini Netbeans masih lebih mudah daripada Eclipse.

Dengan makefile yang sesuai ada beberapa sistem yang dapat diprogram dengan satu IDE Netbeans yang sama. Misalnya Avr, Arduino dan MSP430. Untuk make dan makefile pada sistem MSP430 sudah diungkap pada catatan sebelumnya.

nbeans05Gambar 1.

nbeans04Gambar 2.

nbeans06Gambar 3.

nbeans07Gambar 4.

nbeans08Gambar 5.

nbeans09Gambar 6.

nbeans10Gambar 7.

nbeans11Gambar 8.

nbeans12Gambar 9.

 

 

Makefile untuk kompilasi kode C MSP430 dengan Netbeans

Catatan konfigurasi Makefile untuk IDE Netbeans.  Artikel mengenai penggunaan Netbeans akan dibuat terpisah [link].

nbeans01Gambar 1.

 

Sebelum sampai ke bagian contoh beberapa modifikasi konfigurasi file makefile, berikut contoh kode yang dipakai untuk menguji toolchain, makefile, dan IDE Netbeans.

Modifikasi dari sumber aslinya untuk IDE Netbeans.

//#include <io.h>
#include <msp430.h>
#include <stdint.h>

void wait(void)          //delay function
{
  volatile uint32_t i;   //declare i as volatile unsigned int 32
  for(i=0;i<12000;i++);  //repeat n times
}
 
int main(void)
{
  WDTCTL = WDTPW | WDTHOLD;
 
  P1DIR=0xFF;            //port 1 = output
  P1OUT=0x01;            //set bit 0 in port 1
 
  for(;;) {              //infinite loop
    P1OUT=~P1OUT;        //invert port 1
    wait();              //call delay function
  }
 
}

 

nbeans02Gambar 2.

 

Konfigurasi yang pertama adalah yang paling singkat dimodifikasi dari sumber ini untuk IDE Netbeans (μC MSP430G2553).

TARGET=main
MCU=msp430g2553

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

all: $(TARGET).elf

%.elf: %.c
	$(CC) $(CFLAGS) -o $@ $<
	/usr/bin/mspdebug -n rf2500 "prog $(TARGET).elf" "exit"
	
flash: $(TARGET).elf
	/usr/bin/mspdebug rf2500 "prog $(TARGET).elf"
	
erase: $(TARGET).elf
	/usr/bin/mspdebug rf2500 "erase"

clean:
	rm -fr *.o *.elf

Sumber contoh lain yang serupa dapat diakses lewat link ini.

nbeans03Gambar 3.

 

Makefile kedua merupakan modifikasi dari sumber ini untuk IDE Netbeans.

# Generic MSP430 Makefile
#
#######################################
# user configuration:
#######################################
# TARGET: name of the output file
TARGET = main
# MCU: part number to build for
MCU = msp430g2553
# SOURCES: list of input source files
SOURCES = main.c
# INCLUDES: list of includes, by default, use Includes directory
INCLUDES = -IInclude
# OUTDIR: directory to use for output
OUTDIR = buildc
# define flags
CFLAGS = -mmcu=$(MCU) -g -Os -Wall -Wunused $(INCLUDES)
ASFLAGS = -mmcu=$(MCU) -x assembler-with-cpp -Wa,-gstabs
LDFLAGS = -mmcu=$(MCU) -Wl,-Map=$(OUTDIR)/$(TARGET).map
#######################################
# end of user configuration
#######################################
#
#######################################
# binaries
#######################################
CC      = msp430-gcc
LD      = msp430-ld
AR      = msp430-ar
AS      = msp430-gcc
GASP    = msp430-gasp
NM      = msp430-nm
OBJCOPY = msp430-objcopy
MAKETXT = srec_cat
RM      = rm -f
MKDIR	= mkdir -p
#######################################

# file that includes all dependancies
DEPEND = $(SOURCES:.c=.d)
# list all object files
OBJECTS = $(addprefix $(OUTDIR)/,$(SOURCES:.c=.o))

# default: build all
all: $(OUTDIR)/$(TARGET).elf $(OUTDIR)/$(TARGET).hex $(OUTDIR)/$(TARGET).txt


$(OUTDIR)/$(TARGET).elf: $(OBJECTS)
	$(CC) $(OBJECTS) $(LDFLAGS) $(LIBS) -o $@


$(OUTDIR)/%.hex: $(OUTDIR)/%.elf
	$(OBJCOPY) -O ihex $< $@


$(OUTDIR)/%.txt: $(OUTDIR)/%.hex
	$(MAKETXT) -O $@ -TITXT $< -I
	unix2dos $(OUTDIR)/$(TARGET).txt


$(OUTDIR)/%.o: %.c | $(OUTDIR)
	$(CC) -c $(CFLAGS) -o $@ $<
	/usr/bin/mspdebug rf2500 "prog $(OUTDIR)/$(TARGET).elf"

%.lst: %.c
	$(CC) -c $(ASFLAGS) -Wa,-anlhd $< > $@


# create the output directory
$(OUTDIR):
	$(MKDIR) $(OUTDIR)
	

clean:
	-$(RM) $(OUTDIR)
	/usr/bin/mspdebug rf2500 "prog $(OUTDIR)/$(TARGET).elf"

Agar makefile di atas dapat bekerja dengan baik diperlukan beberapa program yang harus diinstalasi jika belum ada.

  1. UNIX2DOS (http://www.virtualhelp.me/linux/164-dos2unix-missing-ubuntu-1004) [sudo aptitude install tofrodos]
  2. srec_cat (srecord)  (https://www.howtoinstall.co/en/ubuntu/utopic/srecord) [“sudo apt-get install srecord”]

 

Setidaknya ada dua contoh makefile yang hampir serupa dengan contoh di atas, bisa dilihat di daftar berikut:

[intense_emphasis color=”#223d57″ tag=”span”]

[/intense_emphasis]

Makefile ketiga lebih panjang daripada yang sebelumnya.  Dimodifikasi dari sumber pada link ini.

#
# Makefile for msp430
#
# 'make' builds TARGET
# 'make clean' deletes everything except source files and Makefile
# 'make program' programs flash on msp430 with TARGET, then resets it.
# 'make reset' resets the msp430

# You need to set TARGET, MCU and SOURCES for your project.
# TARGET is the name of the executable file to be produced (.elf)
# eg if TARGET is foo.elf, then foo.elf will be produced, which can be programmed
#    into the msp430 flash by typing 'make program'
#
# If you want to see the assembler source from file foo.c, then use make foo.lst

TARGET   = main.elf
MCU      = msp430g2553

# List all the source files here
# eg if you have a source file foo.c then list it here
SOURCES = main.c

# Use lines like those below to include your own libraries, include files (if you have any).
# Changing a library won't cause a rebuild - use make clean then make.
# this will link libboard430.a (use LIBPATH to say where it is, and take care of the order):
#LIBS = -lcc2420 -lboard430

# paths to extra libraries and extra standard includes
#ROOTPATH = ../..
#LIBPATH = -L$(ROOTPATH)/lib
#INCLUDES = -I$(ROOTPATH)/include


# You probably don't need to change anything below this line.
#######################################################################################
CFLAGS   = -mmcu=$(MCU) -g -O3 -Wall -Wcast-align -Wcast-qual -Wimplicit \
	   -Wmissing-declarations -Wmissing-prototypes -Wnested-externs \
	   -Wpointer-arith -Wredundant-decls -Wreturn-type -Wshadow \
	   -Wstrict-prototypes -Wswitch -Wunused $(INCLUDES)
ASFLAGS  = -mmcu=$(MCU) -x assembler-with-cpp -Wa,-gstabs
LDFLAGS  = -mmcu=$(MCU) -Wl $(LIBPATH)

########################################################################################

CC       = msp430-gcc
LD       = msp430-ld
AR       = msp430-ar
AS       = msp430-gcc
GASP     = msp430-gasp
NM       = msp430-nm
OBJCOPY  = msp430-objcopy
RANLIB   = msp430-ranlib
STRIP    = msp430-strip
SIZE     = msp430-size
READELF  = msp430-readelf
CP       = cp -p
RM       = rm -f
MV       = mv
#Linux jtag program
JTAGPROG = jtag.py
#Windows jtag program
#JTAGPROG = msp430-jtag
PROGRAM  = $(JTAGPROG) -mEpv
RESET    = $(JTAGPROG) -r
########################################################################################

# the file which will include dependencies
DEPEND = $(TARGET:.elf=.d)

# all the object files
OBJECTS = $(SOURCES:.c=.o)

$(TARGET): $(OBJECTS) Makefile
	$(CC) $(OBJECTS) $(LDFLAGS) $(LIBS) -o $@
	/usr/bin/mspdebug -n rf2500 "prog $(TARGET)"

# rule for making assembler source listing, to see the code
%.lst : %.c
	$(CC) -c $(CFLAGS) -Wa,-anlhd $< > $@

# include the dependencies
-include $(DEPEND)


# dependencies file
# includes also considered, since some of these are our own
# (otherwise use -MM instead of -M)
$(DEPEND): $(SOURCES) Makefile
	$(CC) -M ${CFLAGS} $(SOURCES) >$@
	
	

.PHONY:	clean
clean:
	-$(RM) $(OBJECTS)
	-$(RM) $(TARGET)
	-$(RM) $(SOURCES:.c=.lst)
	-$(RM) $(DEPEND)	

.PHONY: program
program: $(TARGET)
	$(PROGRAM) $(TARGET)

.PHONY: reset
reset:
	$(RESET)

Beberapa makefile serupa yang dapat dijadikan perbandingan:

 

[intense_emphasis color=”#a8931c”]

Mencoba mempelajari makefile bukanlah hal yang sangat mudah. Ada beberapa sumber yang bisa dicoba untuk dipakai sebagai awalan untuk mempelajari make dan makefile, jika diperlukan. Saya urutkan sebagai berikut:

[/intense_emphasis]

 

Uji coba kompilasi program MSP430G2553 dengan Codelite

Untuk melakukan pemrograman pada mikrokontroler MSP430G2553, ada beberapa cara yang bisa dipakai. Misalnya dengan menggunakan Energia, seperti yang sudah pernah ditunjukkan sebelumnya. Cara lain yang disarankan oleh TI (Texas Instruments) adalah dengan menggunakan CCS (Code Composer Studio), baik versi desktop maupun versi cloud (web). Tetapi selain itu, sebenarnya ada banyak aplikasi yang bisa dipakai untuk melakukan pemrograman, selama terdapat akses yang baik ke compiler dan toolchain lainnya.

Dengan akses ke compiler, seorang programer dapat memilih text editor yang hendak dipakainya. Bisa berupa software klasik seperti Vim atau Emacs, bisa juga yang relatif modern seperti nano atau gedit. Programer juga bisa memilih IDE yang lebih kompleks untuk proyeknya seperti Geany, CodeLite, Code::Blocks, atau bahkan yang berbasis Eclipse.

TI telah menyediakan dua versi desktop IDE yang normalnya masing-masing bekerja di sistem Windows dan GNU/Linux. Sayangnya baik CCSv6 maupun CCSv5 belum dapat berfungsi dengan baik di laptop saya. Pemrograman tentu masih bisa dilakukan dengan text editor yang sederhana, tetapi untuk memudahkan pengerjaan maka saya coba mempergunakan IDE. Kali ini saya mencoba menggunakan Codelite. Bila dibandingkan dengan IDE berbasis Eclipse atau bahkan Code::Blocks, menurut saya Codelite lebih ringan dan mempercepat kerja. Sebelum menggunakan Sublime Text, saya senang mempergunakan IDE ini. IDE Geany sebenarnya lebih terasa ringan, tetapi untuk proyek dengan compiler dan toolchain yang berbeda-beda, Codelite lebih memudahkan pekerjaan.

Sampai saat saya menulis catatan ini untuk pemrograman Launchpad MSP430 (MSP-EXP430G2) dengan CodeLite masih perlu saya bagi ke dalam dua tahapan yang berbeda. Pekerjaan coding, compiling, building, sudah bisa saya lakukan dari dalam CodeLite. Sedangkan untuk uploading ke launchpad masih saya lakukan di terminal dengan mspdebug.

Instalasi CodeLite di sistem GNU/Linux Ubuntu dan variannya dapat diakukan dengan perintah sudo apt-get install codelite. Untuk lebih mengenal CodeLite, berikut beberapa sumber bacaan yang baik;

[intense_emphasis color=”#FFB157″ tag=”span”] [/intense_emphasis]

 

Berikutnya untuk menguji apakah sistem IDE dan toolchain sudah berfungsi dengan baik diperlukan kode untuk uji coba. Template dasar kode kadang-kadang dapat berfungsi baik sebagai kode uji dasar. Tetapi sering juga terjadi, terutama pada embedded system,  diperlukan kode yang sedikit lebih lengkap. Jika di PC dikenal kode program “Hello World“, maka di embedded systems dikenal kode “Blinking Led” yang berfungsi utama sama yaitu untuk memastikan sistem kompilasi dan pendukungnya bekerja dengan baik. Sebagai bonus, kode led berkedip juga membantu untuk memeriksa kondisi peripheral. Beberapa sumber untuk contoh kode dasar yang dapat dipakai;

Pada dasarnya semua kode pada sumber-sumber acuan di atas adalah serupa. Ini adalah salah satu bukti bahwa sepanjang berkenaan dengan sumber belajar untuk electronics engineering technology, jauh lebih sering daripada tidak sumbernya sudah cukup banyak. Tergantung kemauan dan kesempatan untuk mempelajarinya. Dari contoh-contoh itu, salah satu yang bisa dipakai untuk pengujian adalah kode berikut:

//Demo app to blink the red LED (LED1) on the TI Launchpad
//which is attached to P1.0
//The green LED(LED2) is connected to P1.6

#include <msp430g2553.h>
 
int main(void) {
  volatile int i;
 
  // stop watchdog timer
  WDTCTL = WDTPW | WDTHOLD;
  // set up bit 0 of P1 as output
  P1DIR = 0x01;
  // intialize bit 0 of P1 to 0
  P1OUT = 0x00;
 
  // loop forever
  for (;;) {
    // toggle bit 0 of P1
    P1OUT ^= 0x01;
    // delay for a while
    for (i = 0; i < 0x6000; i++);
  }
}

 

Selain contoh kode sederhana (yang diharapkan sudah tidak mengandung kesalahan yang signifikan), pengguna juga perlu mempelajari bagaimana melakukan instalasi toolchain (termasuk compiler). Beberapa sumber belajar singkat yang bagus untuk dibaca mengenai hal ini:

Hasil instalasi toolchain dari satu atau lebih cara dapat kemudian diperiksa, di sistem saya hasilnya:

[intense_emphasis color=”#25a89f” tag=”span”]
$ msp430
msp430-addr2line  msp430-g++        msp430-ld.bfd     msp430-run
msp430-ar         msp430-gcc        msp430mcu-config  msp430-size
msp430-as         msp430-gcc-4.6.3  msp430-nm         msp430-strings
msp430-c++        msp430-gcov       msp430-objcopy    msp430-strip
msp430-c++filt    msp430-gdb        msp430-objdump
msp430-cpp        msp430-gprof      msp430-ranlib
msp430-elfedit    msp430-ld         msp430-readelf

$ locate msp430-gcc
/home/rumahku/energia0101E0017/hardware/tools/msp430/bin/msp430-gcc
/home/rumahku/energia0101E0017/hardware/tools/msp430/bin/msp430-gcc-4.6.3
/home/rumahku/energia0101E0017/hardware/tools/msp430/share/man/man1/msp430-gcc.1
/home/rumahku/energia18/hardware/tools/msp430/bin/msp430-gcc
/home/rumahku/energia18/hardware/tools/msp430/bin/msp430-gcc-4.6.3
/home/rumahku/energia18/hardware/tools/msp430/share/man/man1/msp430-gcc.1
/home/rumahku/msp430toolChain/bin/msp430-gcc
/home/rumahku/msp430toolChain/bin/msp430-gcc-4.7.0
/home/rumahku/msp430toolChain/bin/msp430-gcc-ar
/home/rumahku/msp430toolChain/bin/msp430-gcc-nm
/home/rumahku/msp430toolChain/bin/msp430-gcc-ranlib
/home/rumahku/msp430toolChain/bin/msp430-gcc-wrapper
/home/rumahku/msp430toolChain/bin/msp430-msp430-gcc-ar
/home/rumahku/msp430toolChain/bin/msp430-msp430-gcc-nm
/home/rumahku/msp430toolChain/bin/msp430-msp430-gcc-ranlib
/home/rumahku/msp430toolChain/share/man/man1/msp430-gcc.1
/usr/bin/msp430-gcc
/usr/bin/msp430-gcc-4.6.3
/usr/share/codeblocks/compilers/compiler_msp430-gcc.xml
/usr/share/codeblocks/compilers/options_msp430-gcc.xml

$ msp430-gcc -v
Using built-in specs.
Reading specs from /usr/lib/gcc/msp430/4.6.3/../../../../msp430/lib/msp430mcu.spec
COLLECT_GCC=msp430-gcc
COLLECT_LTO_WRAPPER=/usr/lib/gcc/msp430/4.6.3/lto-wrapper
Target: msp430
Configured with: '/build/buildd/gcc-msp430-4.6.3~mspgcc-20120406/./gcc-4.6.3/configure' -v --enable-languages=c,c++ --prefix=/usr --with-system-zlib --infodir='/usr/share/info' --mandir='/usr/share/man' --bindir='/usr/bin' --libexecdir='/usr/lib' --libdir='/usr/lib' --build=x86_64-linux-gnu --host=x86_64-linux-gnu MAKEINFO=missing --target=msp430
Thread model: single
gcc version 4.6.3 20120301 (mspgcc LTS 20120406 unpatched) (GCC)
[/intense_emphasis]

Sistem GNU/Linux;

[intense_emphasis color=”#AAB1BE” tag=”span”]

Linux XXX 3.16.0-38-generic #52~14.04.1-Ubuntu SMP Fri May 8 09:43:57 UTC 2015 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

[/intense_emphasis]

 

Perbandingan antar compiler menurut TI GCC User’s Guide [pdf file]

evd8

codelite002Gambar 1.

codelite001Gambar 2.

codelite003Gambar 3.

codelite004Gambar 4.

codelite005Gambar 5.

codelite006Gambar 6.

codelite007Gambar 7.

codelite008Gambar 8.

codelite009Gambar 9.

codelite010Gambar 10.

codelite011

Gambar 11.

codelite012Gambar 12.

codelite013Gambar 13.