Implement a simple OS which runs on ATmega328P for learning
ATmega328Pで動ける簡単なOSを実現してみます、勉強するためです
Arduino nano with ATmega328P MCU
ATmega328P MCUを搭載するArduino NANO
| ATmega328P PIN | Function（機能） | Connect to Device（接続先） | PIN of connected device（接続先PIN） |
|---|---|---|---|
| D0/RX | UART Receive | Serial/USB-Serial module | TX |
| D1/TX | UART Transmit | Serial/USB-Serial module | RX |
| AREF | ADC Ref | the same ATmega328P | 3v3 |
| A2 | ADC[2] | Temt6000 | S |
| A4 | IIC SDA | SSD1306 | SDA |
| AHT20 | SDA | ||
| A5 | IIC SCL | SSD1306 | SCL |
| AHT20 | SCL | ||
| D4 | Digital Output | Motor Driver Board (with ULN2003) | IN4 |
| D5 | Digital Output | Motor Driver Board (with ULN2003) | IN3 |
| D6 | Digital Output | Motor Driver Board (with ULN2003) | IN2 |
| D7 | Digital Output | Motor Driver Board (with ULN2003) | IN1 |
- 16 MHz CPU
- 2 KB SRAM
- 32 KB Flash(30 KB available)
- 1 KB EEPROM
- VS Code with PlatformIO extension
- toolchain-atmelavr @ 1.70300.191015 (7.3.0)
-
Up to 8 tasks
最大8個タスク
-
Scheduling by time slice
タイムスライスでスゲージュリング
-
delay/msleep/schedule functions to give up current running chance
delay/msleep/schedule関数で自発的にスゲジュウルします
-
Mutex
Mutex
-
User Timer ( *** not tested yet *** )
ユーザー用タイマー （*** 動作確認はまだです ***）
- ADC
- IIC
- USART
-
A cmdline interface
コマンドライン
-
SSD1306 oled (3rd library used)
SSD1306 OLED（第三者ライブラリ利用）
-
AHT20 Temperature & Humidity Sensor (3rd library used)
AHT20温湿度センサー（第三者ライブラリ利用）
-
TEMT6000 Light Sensor
TEMT6000明るさセンサー
-
28BYJ-48 Step Motor(Driver Board with ULN2003)
28BYJ-48 ステップモーター（ULN2003のドライバーICを利用します）
It is quite easy to use YOS, maybe it will be faster to go and have a look at main()
YOSは使いやすいと思います、main()関数を見ていただければすぐ分かるようになりますでしょう
The main() does some initializations like USART, IIC, ADC firstly.
main()関数は最初にいくつかの初期化処理を行います、例えばUSART、IIC、ADCなど。
And then call yos_init() to initialize the YOS.
そしてyos_init()を呼び出して、YOSの初期化します。
After that, some tasks are created with yos_create_task function.
次に、yos_create_task関数を呼び出して、いくつかのタスクを作成します。
At last, yos_start() is called and tasks created are scheduled to run.
最後に、yos_start()を呼び出してから、YOSを動かせて、さっき作成されたタスクはそれぞれスゲージュルされて動くようになります
int main()
{
if (basic_io_init(yusart_io_operations) != 0) {
return -1;
}
if (user_timer_init() != 0) {
return -1;
}
if (yiic_master_init(YIIC_MASTER_SPEED) != 0) {
return -1;
}
if (yadc_init() != 0) {
return -1;
}
_BASIC_IO_WRITE("-------------\n");
_BASIC_IO_WRITE("YOS starts\n");
yos_init();
if (yos_create_task(_cmdline_task, NULL, 250, "cmdtask") < 0) {
return -1;
}
if (yos_create_task(_oled_task, NULL, 180, "oledtsk") < 0 ) {
return -1;
}
if (yos_create_task(_aht20_task, NULL, 100, "ahttsk") < 0 ) {
return -1;
}
if (yos_create_task(_temt6000_task, NULL, 100, "temttsk") < 0 ) {
return -1;
}
yos_start();
/*
* Not going here
*
* ここに着くことはありません
*/
return 0;
}
And you can find each task functions which are as below:
タスク関数は全部下記のような形となります：
int _XXX_task(void *para)
{
/* Do prepare work first */
_XXX_prepare_work_1();
......
_XXX_prepare_work_N();
while (1) {
/* Do work repeatedly */
_XXX_do_work_1();
......
_XXX_do_work_M();
/* Sleep some time for the next loop */
yos_task_msleep(1000);
}
return 0;
}
USART settings are like below:
- Baudrate: 250000 8N1
- Flow control: None
- Newline character（改行コード）: LF
Right now the following commands are available:
いまは下記のコマンドが利用できます：
-
help
Show all the available commands
全部利用できるコマンドを表示します
-
echo
Echo the input as argument arrays(i.e. argc and argv)
入力された内容をアーギュメント配列として表示します（あるいはargc、argvの形で）
-
si
Display some system info
いくつかのシステム情報を表示します
-
sleep
Sleep for given time(ms)
指定する時間（ミリ秒）で待ち合わせます
-
sm
Rotate Step Motor with specified [Direction] and [Pulse-sets Number]
方向とパルスセット数を指定してモーターを回転させる
-
ts
Show task status
タスク情報を表示します
ID: Task ID（タスクID）
ST: Task status（タスク状態）
SS: Stack size（スタックサイズ）
MSS: Max size used in stack by now（今までスタックを利用している最大サイズ）
NAME: Task name（タスク名）
-
exit
Exit command line
コマンドを終了します
Example（例）:
ATmega328p> help
help
echo
si
sleep
sm
ts
exit
ATmega328p> echo hello yos world!
[ 0] [echo]
[ 1] [hello]
[ 2] [yos]
[ 3] [world!]
ATmega328p> echo "hello yos world!"
[ 0] [echo]
[ 1] [hello yos world!]
ATmega328p> si
MCU: ATmega328P 16MHz
Flash: 30KB
RAM: 2KB
sz char=1
sz short=2
sz int=2
sz long=4
sz float=4
sz double=4
sz void *=2
ATmega328p> sleep 5000
sleep 5000 ms
5000 ms slept
ATmega328p> sm 0 20
ATmega328p> sm 1 20
ATmega328p> ts
ID ST SS MSS NAME
000 1 50 47 yosidle
001 1 250 208 cmdtask
002 2 180 153 oledtsk
003 2 100 65 ahttsk
004 2 100 49 temttsk
ATmega328p>
The following infomations are displayed on OLED:
OLEDで下記の情報が表示されます
-
YOS OLED
-
UP Time
起動してから経った時間
-
Temperature and humidity
温湿度
-
Light(just the ADC result)
明るさ（ADC変換した結果そのまま）
The OLED inverses display every minute.
OLEDの表示は「分（60秒）」毎で色反転になります
The following 3rd libraries are used and let me thanks the authors.
下記の第三者ライブラリを利用しています、著作者方々に感謝の意を表させてください。
- For AHT20
is under the folder [lib/AVR_aht20]
フォルダ[lib/AVR_aht20]に格納します
https://github.com/kpierzynski/AVR_aht20
- For SSD1306 OLED
is under the folder [lib/ssd1306xled]
フォルダ[lib/ssd1306xled]に格納します
https://github.com/tinusaur/ssd1306xled
It seems that it is difficult to exclude source files of a 3rd-library from building with PlatformIO, and some source files make building errors.
I changed the file name with a suffix of [.org]
PlatformIOを利用していますが、第三者ライブラリの中に指定するソースファイルだけをビルド対象にするのは難しそうです。いくつかのソースファイルのビルドにエラーが出ました。
それらのソースファイル名に「.org」をつけて変更させていただきました。
And to make it better to do with YOS, some source files are modified and some new source files are added.
いくつかの新規ソースファイルも追加させていただきました、YOSの動けるようにするためです。
MIT License
Copyright (c) 2025 Ashibananon(Yuan)