SimpleLink Wi-Fi CC3200. LaunchPad Entwicklungskit. SimpleLink Wi-Fi CC3200. Schnellstart mit dem Texas Instruments. LaunchPad Entwicklungskit

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1 U1+U :50 Seite 1 Christian Immler Schnellstart mit dem Texas Instruments SimpleLink Wi-Fi CC3200 LaunchPad Entwicklungskit Der schnelle und praxisbezogene Einstieg in die Mikrocontrollerprogrammierung für das Internet der Dinge. Die LaunchPad-Plattform von Texas Instruments stellt einen einfachen und schnellen Einstieg in die Programmierung von Mikrocontrollern dar, dank übersichtlicher Hardware und gut zu verstehender Software. Das TI SimpleLink Wi-Fi CC3200 LaunchPad unterstützt dabei den 32-Bit-Mikrocontroller ARM-Cortex-M4. Zusätzlich ist direkt der WLAN-Chip CC3100 WiFiCore auf dem Board integriert damit werden Anwendungen für das Internet der Dinge möglich. Die Programmierung des Mikrocontrollers erfolgt ohne spezielles Programmiergerät, sondern über USB. Die Platine ist über BoosterPacks erweiterbar. Die Programmierung erfolgt mit Energia, kann aber alternativ auch mit dem Code Composer Studio durchgeführt werden. Nachvollziehbare Beispiele zeigen die Programmierung des LaunchPads. Die Beschreibungen umfassen sowohl den Schaltungsaufbau als auch die notwendigen Schritte in Energia. Auf die Netzwerkfähigkeiten wird detailliert eingegangen, u. a. wird gezeigt, wie ein einfacher Webserver mit Energia realisiert werden kann. ISBN Aus dem Inhalt: TI SimpleLink Wi-Fi CC3200 LaunchPad im Überblick TI LaunchPad am PC anschließen TI LaunchPad über Service Pack aktualisieren App SimpleLink Wi-Fi Starter Programmierung mit Energia Fußgängerampel mit Taster Kommunikation mit dem PC Webserver mit Energia Internetfunktionen Code Composer Studio BoosterPacks E D I T I O N Christian Immler Schnellstart mit dem Texas Instruments SimpleLink Wi-Fi CC3200 LaunchPad Entwicklungskit Der schnelle und praxisbezogene Einstieg in die Mikrocontrollerprogrammierung für das Internet der Dinge. ARM -Cortex -M4-32-Bit-Mikrocontroller WLAN-Chip CC3100 Wi-Fi Core direkt auf dem Board integriert Programmierbare GPIO-Pins und zahlreiche Schnittstellen wie SPI und I²C Programmierbar über die USB-Schnittstelle Direkter Einstieg in die Programmierung mit komplett beschriebenen Projekten Programmierung über die Entwicklungsumgebung Energia

2 Inhaltsverzeichnis 1 TI SimpleLink Wi-Fi CC3200 LaunchPad (LaunchPad CC3200- LAUNCHXL) im Überblick Die Bestandteile der Platine Technische Daten des TI LaunchPad CC TI LaunchPad am PC anschließen Das mitgelieferte Demoprogramm Service Pack installieren Mit dem TI LaunchPad CC3200 ins Internet Programmierung mit Energia Der Trick mit dem Kabel LED auf dem LaunchPad blinkt Benötigte Teile für Hardwareprojekte Fußgängerampel mit Taster Kommunikation mit dem PC Einfacher Webserver mit Energia Demoprogramme für Internetfunktionen des TI LaunchPad CC Vorinstalliertes Demoprogramm neu installieren Weitere mitgelieferte Demoprogramme Code Composer Studio Erweiterungen Boosterpacks

3 3.1 Vorinstalliertes Demoprogramm neu installieren Auf einem fabrikneuen TI LaunchPad CC3200 ist ein Programm vorinstalliert, das den Access- Point-Modus wie auch den Station-Modus anhand einiger Beispiele zeigt. Nachdem man einmal ein eigenes Programm auf das LaunchPad übertragen hat, verschwindet dieses Demoprogramm. Texas Instruments liefert das Programm aber mit dem im ersten Kapitel beschriebenen SDK mit, um es auch später noch einmal auf das LaunchPad zu übertragen. Trennen Sie das TI LaunchPad CC3200 von der Stromversorgung, setzen Sie es mit dem Jumper SOP2 in den Flash-Modus und schließen Sie es dann wieder an den PC an. Dazu entfernen Sie ein eventuell aufgestecktes Verbindungskabel SOP2-J8 und setzen den Jumper J8 wieder. Starten Sie jetzt das UniFlash-Tool und klicken Sie im Hauptfenster auf Open Target Configuration. Wählen Sie die Datei \ti\cc3200sdk_1.0.0\cc3200- sdk\example\out_of_box\html\out_of_box.ucf aus der SDK-Installation. Ändern Sie dann noch im Feld COM Port den COM-Port auf den aktuell vom LaunchPad verwendeten. Klicken Sie anschließend auf den Button Program. Jetzt werden die Dateien des Originaldemoprogramms wieder auf das LaunchPad geflasht. Ein vorher darauf befindliches Programm oder ein Energia-Sketch werden gelöscht. Das Fenster Uniflash Debug Console zeigt den Fortschritt der Programmierung. Sollte hier ein Fehler auftreten, überprüfen Sie die Jumperstellung und drücken einmal die Reset-Taste auf dem LaunchPad. Jumperstellung zum Programmieren des TI LaunchPad CC Weitere mitgelieferte Demoprogramme Neben dem Out-of-Box-Demoprogramm liefert das SDK noch weitere interessante Demos für verschiedene WLAN- und Internetfunktionen mit, die ebenfalls über das UniFlash-Tool installiert werden können. Einige davon werden beispielhaft hier beschrieben. Zusätzlich zu diesen Beispielen gibt es im Verzeichnis \ti\cc3200sdk_1.0.0\cc3200-sdk\example Programmierbeispiele, die ausschließlich im Quellcode vorliegen oder zusätzliche Hardware benötigen. 35

4 Die meisten Demoprogramme bieten die Möglichkeit zur Kommunikation zwischen PC und LaunchPad über eine serielle Konsole. Im Gegensatz zu Energia verfügt das UniFlash-Tool aber nur über eine Debug-Konsole, die Meldungen während des Flash-Vorgangs anzeigt. Bei Windows XP können Sie zur seriellen Kommunikation das Programm Hyperterminal nutzen, das bei Windows 7 und 8.1 leider nicht mehr mitgeliefert wird. Bei neueren Windows-Versionen empfiehlt sich das Freewareprogramm PuTTY ( das neben seriellen Verbindungen auch Netzwerk- und Internetverbindungen unterstützt. Starten Sie PuTTY und schalten Sie im Konfigurationsfenster auf Serial um. Tragen Sie im Feld Serial line den COM-Port ein und im Feld Speed die Geschwindigkeit Geben Sie dann der Verbindung im Feld Saved Sessions einen Namen, um sie nicht jedes Mal neu anlegen zu müssen. Klicken Sie auf Save und danach auf Open, um die Verbindung mit dem LaunchPad aufzubauen. Serielle Verbindung in PuTTY einrichten HTTP-Server Dieses Demoprogramm ist ein weiteres Beispiel für einen Webserver auf dem TI LaunchPad CC3200. Öffnen Sie die Datei \ti\cc3200sdk_1.0.0\cc3200-sdk\example\httpserver\ html\httpserver.ucf mit dem UniFlash-Tool und übertragen Sie sie im Flash-Modus auf das LaunchPad. Abhängig vom Jumper VCC-P58, kann das Demoprogramm im Access-Point-Modus oder im Station-Modus laufen. Im Access-Point-Modus wird der Name des Access Point über die serielle Terminalverbindung angezeigt. Bei der ersten Verbindung im Station-Modus müssen Sie über die Smartphone-App SimpleLink Wi-Fi Starter den WLAN-Zugangspunkt konfigurieren, wenn nicht bereits aus dem vorinstallierten Demoprogramm ein Profil gespeichert ist. 36

5 Anzeige der CC3200 HTTP Server Application im Terminal. Rufen Sie jetzt im Access-Point-Modus die Seite mysimplelink.net/main.html auf bzw. im Station-Modus die gleiche Seite main.html mit der IP-Adresse, die die Smartphone-App anzeigt, z. B. Die Weboberfläche bietet diverse Konfigurationsalternativen für den Access Point sowie auch Möglichkeiten, Profile zum Zugriff auf andere WLANs einzurichten. Auf der Seite Tools können Sie einen Ping-Test zu einer beliebigen IP-Adresse vom LaunchPad aus ausführen. Auf der Seite Demo lässt sich die rote LED per Klick ein- und ausschalten Provisioning AP Dieses Demoprogramm zeigt, wie man Informationen zu Access Points einlesen, im Browser konfigurieren und den Modus des TI LaunchPad CC3200 zwischen Access-Point- und Station- Modus automatisch umschalten kann. Öffnen Sie die Datei \ti\cc3200sdk_1.0.0\cc3200-sdk\example\provisioning_ap\html\ provisioning_ap.ucf mit dem UniFlash-Tool und übertragen Sie sie im Flash-Modus auf das LaunchPad. Starten Sie danach das LaunchPad im Station-Modus. Das Programm sucht automatisch nach Access Points in der Umgebung und generiert eine HTML-Seite mit deren Daten. Danach startet das LaunchPad, ohne dass Sie den Jumper VCC-P58 setzen müssen, im Access-Point-Modus neu. Verbinden Sie jetzt ein Smartphone oder ein anderes WLAN-fähiges Gerät mit dem WLAN- Zugangspunkt auf dem LaunchPad und rufen Sie im Browser die Seite mysimplelink.net\profiles_config.html auf. Wählen Sie hier einen Zugangspunkt aus, tragen Sie die Daten ein und klicken Sie auf Add. Danach schaltet das LaunchPad auf den Station-Modus und verbindet sich mit dem ausgewählten WLAN. 37

6 Verbindung mit einem WLAN-Zugangspunkt einrichten Wetter-Demo Das Get Weather-Demoprogramm zeigt. wie das TI LaunchPad CC3200 aktiv Informationen aus dem Internet holen kann, ohne als Webserver zu laufen. Der Benutzer gibt über eine Terminalverbindung einen Ortsnamen ein, und das Programm holt aktuelle Wetterdaten für diesen Ort bei openweathermap.org. WLAN cc3200demo Das Programm benötigt einen offenen WLAN-Zugangspunkt mit der SSID cc3200demo. Richten Sie dafür einen zusätzlichen WLAN-Zugang ein oder benennen Sie Ihr WLAN kurzfristig um. Manche Router bieten auch die Möglichkeit eines offenen Gastzugangs, der keinen Zugriff auf das lokale Netzwerk hat. Auch dies reicht für das Demoprogramm aus. Das Wetter-Demoprogramm wird nicht als UCF-Datei fertig geliefert. Klicken Sie deshalb als Erstes im UniFlash-Tool auf den Link New Target Configuration und wählen Sie im nächsten Dialogfeld die Verbindung CC3x Serial(UART) Interface und das Board SimpleLink Wifi CC3100/CC3200. Klicken Sie jetzt im linken Teilfenster auf die Datei /sys/mcuimg.bin. Im rechten Teilfenster erscheinen die Eigenschaften dieser Datei. Der Name /sys/mcuimg.bin ist dabei der Dateiname im Dateisystem auf dem LaunchPad. Auf dem PC kann die Datei ganz anders heißen. Tragen Sie im Feld Url die Datei C:\ti\CC3200SDK_1.0.0\cc3200-sdk\example\get_ weather\ewarm\release\exe\get_weather.bin aus dem SDK ein oder wählen Sie diese mit dem Button Browse aus. 38

7 Aktivieren Sie die drei Schalter Erase, Update und Verify und klicken Sie dann wieder in das linke Teilfenster, um diese Einstellungen zu übernehmen. Tragen Sie im Feld COM Port den verwendeten Port ein und klicken Sie dann auf Program. Damit wird das LaunchPad neu programmiert. Sobald die Uniflash Debug Console anzeigt, dass alle Dateien übertragen wurden, trennen Sie das LaunchPad vom USB-Kabel, ziehen den Flash-Jumper ab und verbinden es wieder. Starten Sie jetzt eine Terminalverbindung mit PuTTY und drücken Sie dann den Reset-Taster auf dem LaunchPad. Das Programm verbindet sich mit dem WLAN cc3200demo und stellt dann eine Internetverbindung zum Server openweathermap.org her. Meldungen beim Start der Get Weather Application. Wenn die Meldung Enter city name, or QUIT to quit: erscheint, geben Sie den Namen einer Stadt ein. Kurz darauf meldet das Programm die aktuelle Temperatur in Grad Fahrenheit ( F) und das Wetter am gewählten Ort. 3.3 Code Composer Studio Code Composer Studio ist eine professionelle Entwicklungsumgebung, die Texas Instruments für die TI LaunchPad-Serie zur Verfügung stellt. Diese bietet weit mehr Möglichkeiten für die hardwarenahe Programmierung von Mikrocontrollern, ist aber in der Bedienung auch deutlich aufwendiger als Energia. 39

8 Die Benutzeroberfläche des Code Composer Studio. Code Composer Studio kann bei heruntergeladen werden. Vor dem Download muss man sich als Benutzer registrieren und ein Formular ausfüllen. Die Webseite nennt zwar recht hohe Preise, Code Composer Studio kann aber zusammen mit dem TI LaunchPad kostenlos genutzt werden. Der Download des Installers ist erst mal nur wenige MByte groß, während der Installation werden aber noch über 800 MByte heruntergeladen und auf der Festplatte installiert. Wählen Sie während der Installation im Schritt Processor Support unter SimpleLink Wireless MCUs die beiden Module CC32xx Device Support und TI ARM Compiler aus. 40

9 Diese beiden Module müssen für das TI LaunchPad CC3200 mit installiert werden. Starten Sie nach der Installation das Code Composer Studio. Als Nächstes muss die Unterstützung für SimpleLink und das TI LaunchPad CC3200 nachinstalliert werden. Klicken Sie dazu auf dem Startbildschirm von Code Composer Studio auf das Symbol App Center. Im App Center finden Sie diverse Add-ons für das Code Composer Studio. Geben Sie im Suchfeld CC3200 ein und schalten Sie den Button rechts daneben von Relevance auf All um. Jetzt werden zwei Add-ons angezeigt, CC3200 Add-on und TI-RTOS for SimpleLink. Wählen Sie beide aus und installieren Sie sie. Nach der Installation, die einige Minuten dauert, ist das Code Composer Studio betriebsbereit. Ein von Texas Instruments mitgeliefertes Beispielprojekt zeigt die grundlegende Arbeitsweise mit Code Composer Studio. 1. Klicken Sie auf dem Startbildschirm von Code Composer Studio auf das Symbol Import Project. Wählen Sie im nächsten Dialogfeld im Bereich Select search-directory das Verzeichnis C:\TI\CC3200SDK_1.0.0\cc3200-sdk. Jetzt werden diverse Beispielprojekte aufgelistet. 2. Wählen Sie die Projekte wlan_station, driverlib, simplelink, oslib und ti_rtos_config aus. Achten Sie darauf, dass der Schalter Copy projects into workspace deaktiviert bleibt. 3. Wählen Sie im Project Explorer das Projekt ti_rtos_config, klicken Sie mit der rechten Maustaste darauf und wählen Sie im Kontextmenü Properties. 4. Schalten Sie im nächsten Dialogfeld auf die Registerkarte RTSC und wählen Sie hier in der Liste die neueste XDCtools-Version aus. Achten Sie darauf, dass im Feld Platform die Plattform ti.platforms.simplelink:cc3200 ausgewählt ist. Verlassen Sie anschließend das Dialogfeld mit OK. 41

10 Eigenschaften des Projekts ti_rtos_config. 5. Wählen Sie jetzt im Project Explorer das Projekt simplelink, klicken Sie mit der rechten Maustaste darauf und wählen Sie im Kontextmenü Build Project. 6. Wählen Sie anschließend nacheinander die Projekte ti_rtos_config, driverlib und oslib und bauen Sie sie auf die gleiche Weise. Dabei ist die Reihenfolge wichtig, da die Projekte teilweise voneinander abhängen. Bei fertig gebauten Projekten verschwindet das rote X im Ordnersymbol im Project Explorer. 7. Öffnen Sie über den Menüpunkt File/Open die Datei common.h aus dem Verzeichnis C:\TI\CC3200SDK_1.0.0\cc3200-sdk\example\common. Hier sind die Grundeinstellungen zum Zugriff auf das WLAN gespeichert. Tragen Sie in den Zeilen #define SSID_NAME, #define SECURITY_TYPE und #define SECURITY_KEY die entsprechenden Parameter für das WLAN ein, mit dem sich das TI LaunchPad CC3200 verbinden soll. Umgekehrt können Sie natürlich auch ein offenes WLAN mit der SSID cc3200demo einrichten. Sicherheitsparameter für WLAN eintragen. 8. Jetzt muss noch eine Target Configuration eingerichtet werden. Schalten Sie dazu das Code Composer Studio oben rechts von CCS Simple auf CCS Edit um. Wählen Sie dann im Menü 42

11 U1+U :50 Seite 1 Christian Immler Schnellstart mit dem Texas Instruments SimpleLink Wi-Fi CC3200 LaunchPad Entwicklungskit Der schnelle und praxisbezogene Einstieg in die Mikrocontrollerprogrammierung für das Internet der Dinge. Die LaunchPad-Plattform von Texas Instruments stellt einen einfachen und schnellen Einstieg in die Programmierung von Mikrocontrollern dar, dank übersichtlicher Hardware und gut zu verstehender Software. Das TI SimpleLink Wi-Fi CC3200 LaunchPad unterstützt dabei den 32-Bit-Mikrocontroller ARM-Cortex-M4. Zusätzlich ist direkt der WLAN-Chip CC3100 WiFiCore auf dem Board integriert damit werden Anwendungen für das Internet der Dinge möglich. Die Programmierung des Mikrocontrollers erfolgt ohne spezielles Programmiergerät, sondern über USB. Die Platine ist über BoosterPacks erweiterbar. Die Programmierung erfolgt mit Energia, kann aber alternativ auch mit dem Code Composer Studio durchgeführt werden. Nachvollziehbare Beispiele zeigen die Programmierung des LaunchPads. Die Beschreibungen umfassen sowohl den Schaltungsaufbau als auch die notwendigen Schritte in Energia. Auf die Netzwerkfähigkeiten wird detailliert eingegangen, u. a. wird gezeigt, wie ein einfacher Webserver mit Energia realisiert werden kann. ISBN Aus dem Inhalt: TI SimpleLink Wi-Fi CC3200 LaunchPad im Überblick TI LaunchPad am PC anschließen TI LaunchPad über Service Pack aktualisieren App SimpleLink Wi-Fi Starter Programmierung mit Energia Fußgängerampel mit Taster Kommunikation mit dem PC Webserver mit Energia Internetfunktionen Code Composer Studio BoosterPacks E D I T I O N Christian Immler Schnellstart mit dem Texas Instruments SimpleLink Wi-Fi CC3200 LaunchPad Entwicklungskit Der schnelle und praxisbezogene Einstieg in die Mikrocontrollerprogrammierung für das Internet der Dinge. ARM -Cortex -M4-32-Bit-Mikrocontroller WLAN-Chip CC3100 Wi-Fi Core direkt auf dem Board integriert Programmierbare GPIO-Pins und zahlreiche Schnittstellen wie SPI und I²C Programmierbar über die USB-Schnittstelle Direkter Einstieg in die Programmierung mit komplett beschriebenen Projekten Programmierung über die Entwicklungsumgebung Energia