パッチの全体

• 現在の master (ec8c53bde3f05d2541d6ffec69f030711162468c) に対するパッチです
• https://github.com/cho45/NanoVNA/commit/vbat

adc_vbat_read()

int16_t adc_vbat_read(ADC_TypeDef *adc)
{
#define ADC_FULL_SCALE 3300
#define VBAT_DIODE_VF 500
#define VREFINT_CAL (*((uint16_t*)0x1FFFF7BA))
	float vbat = 0;
	float vrefint = 0;

	ADC->CCR |= ADC_CCR_VREFEN | ADC_CCR_VBATEN;
	// VREFINT == ADC_IN17
	vrefint = adc_single_read(adc, ADC_CHSELR_CHSEL17);
	// VBAT == ADC_IN18
	// VBATEN enables resiter devider circuit. It consume vbat power.
	vbat = adc_single_read(adc, ADC_CHSELR_CHSEL18);
	ADC->CCR &= ~(ADC_CCR_VREFEN | ADC_CCR_VBATEN);

	uint16_t vbat_raw = (ADC_FULL_SCALE * VREFINT_CAL * vbat * 2 / (vrefint * ((1<<12)-1)));
	if (vbat_raw < 100) {
		// maybe D2 is not installed
		return -1;
	}
	
	return vbat_raw + VBAT_DIODE_VF;

}

一応 VREFINT_CAL を使って補正をかけています。面倒なので計算に float 使ってますが、返り値は mV 単位の int16_t です。

どこでバッテリ残量をとるか

そんなに頻繁に残量をとってもしかたないのですが、面倒なので sweep 直後に毎回取得するようにました。

      if (vbat != -1) {
          adc_stop(ADC1);
          vbat = adc_vbat_read(ADC1);
          touch_start_watchdog();
          draw_battery_status();
      }

表示

5x7 のフォントとして残量アイコンを実装しようと最初は考えていましたが、小さすぎるので、自力でモリモリ描くことにしました。

void
draw_battery_status(void)
{
    int w = 10, h = 14;
    int x = 0, y = 0;
    int i, c;
    uint16_t *buf = spi_buffer;
    uint8_t vbati = vbat2bati(vbat);
    uint16_t col = vbati == 0 ? RGB565(0, 255, 0) : RGB565(0, 0, 240);
    memset(spi_buffer, 0, w * h * 2);

    // battery head
    x = 3;
    buf[y * w + x++] = col;
    buf[y * w + x++] = col;
    buf[y * w + x++] = col;
    buf[y * w + x++] = col;

    y++;
    x = 3;
    buf[y * w + x++] = col;
    x++; x++;
    buf[y * w + x++] = col;

    y++;
    x = 1;
    for (i = 0; i < 8; i++)
        buf[y * w + x++] = col;

    for (c = 0; c < 3; c++) {
        y++;
        x = 1;
        buf[y * w + x++] = col;
        x++; x++; x++; x++; x++; x++;
        buf[y * w + x++] = col;

        y++;
        x = 1;
        buf[y * w + x++] = col;
        x++;
        for (i = 0; i < 4; i++)
            buf[y * w + x++] = ( ((c+1) * 25) >= (100 - vbati)) ? col : 0;
        x++;
        buf[y * w + x++] = col;

        y++;
        x = 1;
        buf[y * w + x++] = col;
        x++;
        for (i = 0; i < 4; i++)
            buf[y * w + x++] = ( ((c+1) * 25) >= (100 - vbati)) ? col : 0;
        x++;
        buf[y * w + x++] = col;
    }

    // battery foot
    y++;
    x = 1;
    buf[y * w + x++] = col;
    x++; x++; x++; x++; x++; x++;
    buf[y * w + x++] = col;

    y++;
    x = 1;
    for (i = 0; i < 8; i++)
        buf[y * w + x++] = col;

    ili9341_bulk(0, 1, w, h);
}

vbat2bati は以下のような inline 関数です。閾値がいまいちわからないので、結構雑に設定してます。

// convert vbat [mV] to battery indicator
static inline uint8_t vbat2bati(int16_t vbat)
{
	if (vbat < 3200) return 0;
	if (vbat < 3450) return 25;
	if (vbat < 3700) return 50;
	if (vbat < 3950) return 75;
	return 100;
}

ChibiOS では

board.c の __early_init() というのがスタック初期化直後に ChibiOS のブートストラップコードのアセンブリから呼ばれてくるので、ここにジャンプコードを実装してやる。

以下のようになった。いろいろ試したあげく、結局ほぼstackoverflowの内容と同じだけど、どうしてもうまくいかなかったため調べていたら、どうも __enable_irq() が必要ということがわかった。

STM32F072xB_SYSTEM_MEMORY の位置には初期スタックポインタのアドレスが入っているはず、、なんだけどリセットからくると(?)ダメみたいなので、定数値を入れている。STM32F072xB_SYSTEM_MEMORY+4 が実際のジャンプ先。

// board.c
void __early_init(void) {
  if ( *((unsigned long *)BOOT_FROM_SYTEM_MEMORY_MAGIC_ADDRESS) == BOOT_FROM_SYTEM_MEMORY_MAGIC ) {
    // require irq
    __enable_irq();
    *((unsigned long *)BOOT_FROM_SYTEM_MEMORY_MAGIC_ADDRESS) = 0;
    // remap memory. unneeded for F072?
    // RCC->APB2ENR |= RCC_APB2ENR_SYSCFGEN;
    // SYSCFG->CFGR1 = 0x01;
    __set_MSP(SYSTEM_BOOT_MSP); 
    ( (void (*)(void)) (*((uint32_t *)(STM32F072xB_SYSTEM_MEMORY+4))) )();
  }

  //si5351_setup();
  stm32_clock_init();
}

定数はこのようになっている。STM32F072xB_SYSTEM_MEMORY は型番によって違うので調べる必要がある。リファレンスマニュアルに書いてある。

// board.h
#define STM32F072xB_SYSTEM_MEMORY 0x1FFFC800
#define BOOT_FROM_SYTEM_MEMORY_MAGIC_ADDRESS 0x20003FF0
#define BOOT_FROM_SYTEM_MEMORY_MAGIC 0xDEADBEEF
#define SYSTEM_BOOT_MSP 0x20002250

実際のジャンプするコードはこう。メモリにフラグを書いてリセットしているだけ。

  *((unsigned long *)BOOT_FROM_SYTEM_MEMORY_MAGIC_ADDRESS) = BOOT_FROM_SYTEM_MEMORY_MAGIC;
  NVIC_SystemReset();

ref

• https://stackoverflow.com/questions/28288453/how-do-you-jump-to-the-bootloader-dfu-mode-in-software-on-the-stm32-f072

検証コード

const char* const foo[] = {"foo","bar","baz"};

extern void __print(const char* buf);
void main(void) {
	char* str;
	__print(foo[0]);
}

これの foo のついている2つのconstを消したりつけたりする。__print は最適化で消されないように extern してるだけで特に意味はない。

arm-none-eabi-gcc -c c.c -o a.o && arm-none-eabi-objdump -t a.o

このようにして symbol table を見て、どのセクションに配置されるかを確認する。

char* foo[]

...
00000000 g     O .data  0000000c foo
00000000 g     F .text  0000002c main
...

当然 .data に配置される。

const char* const foo[]

...
0000000c g     O .rodata        0000000c foo
00000000 g     F .text  00000028 main
...

当然 .rodata に配置される。

const char* foo[]

...
00000000 g     O .data  0000000c foo
00000000 g     F .text  0000002c main
...

.data に配置される。

これがいまいちよくわからない。ここにconstをつけても以下はコンパイルエラーにならない。何が const になっているのだろう?「ポインタの配列 foo」そのもの?

foo[0] = "piyo";

しかし以下のように「ポインタの配列 foo」そのものを更新しようとしてもエラーになるので、そもそも「ポインタの配列 foo」そのものを更新しようがない気がする。

	char* bar[] = {"xxx"};
	foo = bar; //=>  error: assignment to expression with array type

char* const foo[]

0000000c g     O .rodata        0000000c foo
00000000 g     F .text  00000028 main

.rodata に配置される。

この場合、foo[0] への代入はコンパイルエラーになる。「ポインタの配列」の「ポインタ」が const になっている?

「ポインタ配列」の場合、上記のように「ポインタの配列 foo」そのものを更新しようがないので、.rodata で良いのだろうか?

foo[0] = "piyo"; //=> error: assignment of read-only location 'foo[0]'

char* const foo と const char* const foo は全く同じバイナリが吐かれる。ポインタ配列の最初の const は無意味なのだろうか?