Eigentlich wollte ich den alten LED-Effekt nur reparieren, doch daraus entstand
das Projekt: Firmware 1.2 für Eurolite LED MAT-64
Eine neue Firmware schreiben für einen älteren Lichteffekt. Das Opfer ist ein Eurolite LED MAT-64 an dem schonmal was durchgebrannt war und ein paar LED defekt waren. Die defekte Leiterbahn wurde repariert und die LEDs die nur noch glimmten getauscht. Hier kam mir die Idee den vorhandenen Microcontroller gegen einen anderen zu tauschen. Einen mit einer eigenhändig geschriebenen Firmware für das Effektgerät. Im Prinzip ist das nichts anderes als eine LED Matrix mit 64 LEDs die durch 8x (SN) 74HC573 Register angesteuert werden. Der DMX-Protkoll Empfang + Sendevorgang wird durch einen SN75176BP ermöglicht, die “Sound to light” Funktion durch eine Kondensator-Microfon Schaltung mit einem LM358 IC. Nun gibt es noch für die Adressierung ein paar DIP-Schalter und als Herz des ganzen einen STC89C52RC Microcontroller.
Kurz zum STC89C52RC : ein chinesisches 8052 Derivat – (8kb ROM, 256b RAM, 3 Timer) mit chinesischem Datenblatt und sehr minimalen Infos im Internetz. Erhältlich bei ebay für minimales Geld (1€/Stk). Wie man einen 89C52RC flasht kann man hier nachlesen: Programmieren/Flashen eines STC89C52 RC Tutorial.
Los geht das Reverse Engineering – zuerst mal das offenslichtliche – die Platine. Es ist heutzutage nicht allzu schwer herauszufinden was welches Bauteil macht und welcher PORT/Pin dafür zuständig ist.
Hier mal die ausgebaute Platine von oben:
Hier die Platine von unten mit den herausgefundenen Belegungen:
Nachdem nun das offensichtliche erkannt wurde, und natürlich auch die Feinheiten wie z.B. PORT 3.5 welcher den DMX-Recieve am IC schaltet, geht es ans programmieren. Hierzu dient der C-Compiler // Linker meiner Wahl. Wer einen sucht mit dem man für diese Microcontroller Programme in C schreiben und compilieren kann, der kann sich mit der Freeware SDCC versuchen. Diese findet man hier: http://sdcc.sourceforge.net/.
Als erstes wurde ein Testprogramm geschrieben, mit dem die verschiedenen Funktionen getestet werden. Hier wurde meinerseits absolut kein Wert auf Programmierer-Ethik oder schöner Code gelegt, es dient einzig und alleine dazu alles zu testen, bevor eine neue Firmware dafür gemacht wird.
Hier mal der Quelltext den ich zum Testen genommen habe:
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/*LED MAT 64 Eurolite Firmware 0.1 von Andre P0 = Ports (Leds) in one Latch P2 = Latch enable Alle Funktionen sind nun Reverse Engineered DMX Empfang - ok DMX Senden - ok LED´s ansprechen - ok Mic Sound to light - ok DIP Schalter - ok */ #include <REG52.h> //#include <stdio.h> // defs //typedef unsigned char uint8_t; //typedef unsigned int uint16_t; //DMX #define channels 8 // Kanäle #define startadresse 1 // Startadresse volatile unsigned char idata dmx_data[channels]; // Array mit Werten volatile unsigned int addr; //unsigned char a; // Testvar //Setze Abkürzungen sbit dip1 = P1^0; sbit dip2 = P1^1; sbit dip3 = P1^2; sbit dip4 = P1^3; sbit dip5 = P1^4; sbit dip6 = P1^5; sbit dip7 = P1^6; sbit dip8 = P1^7; sbit RxD = P3^0; // Recieve Data Port sbit TxD = P3^1; // Transmit Data Port sbit dip9 = P3^2; sbit dip10 = P3^3; // ALL DIPS OK ! sbit test34 = P3^4; sbit test35 = P3^5; // Leitung zu SN74-mX485 Port 2 + Port 3 sbit test36 = P3^6; sbit mic = P3^7; //Das müsste das Mic sein ?!?! unsigned char a ; unsigned char b ; int x = 0; volatile unsigned char buffer = 0x00; volatile unsigned char dmxField[50] ; //Array aus DMX Werten unsigned char row[8] = {0x01,0x02,0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x80} ; // //Funktionen //dmxSender = Senderoutine auf Seriellen Interrupt (4) gelegt ^= 0x0023 interrupt 4 void dmxSender (void) { unsigned int i = 0; // BREAK + Mark after Break SCON = 0xC0 ; // 10000000 = 40 Mode 2 8bit // 11000000 = C0 Mode 3 9-bit -> letztes = 0 RCAP2L = 250 ; // Setze Timer 2 Lbit 83.333b SBUF = 0x00 ; // sende break while(!TI); // STARTB(yte) 8n2 SCON = 0xC8 ; // 11001000 RCAP2L = 254 ; // Setze Timer 2 wieder auf 250.000b SBUF = 0x00 ; // Sende Startbyte 0x00 while(!TI); //Sende Kanäle for(i=0;i<sizeof(dmxField);i++) { SBUF = dmxField[i] ; // sende Daten TI=0; while(!TI); } } //Delay - Warte 50 Millisekunden void delay (unsigned char n) { unsigned int c = 0; for(c=0;c<n;c++) { TMOD =0x01; TL0 = 0xCB; TH0 = 0x00; TR0 = 1; while(!TF0); TR0 = 0; TF0 = 0; } } //serial0 // LESE DMX void serial0 (void) interrupt 4 { static signed int rx_count; // signed!!! static bit dmx_valid; // Startbit static bit dmx_break; // Break static unsigned char temp; temp = SBUF; RI = 0; // Interrupt Flag if (RB8 == 1){ // Brauchbare Daten empfangen if (dmx_break == 1){ if (dmx_valid == 0){ // 1. Byte nach break if (temp == 0x00){ // Freigabe dmx_valid = 1; } else { // kein Startbit dmx_break = 0; } } else{ rx_count++; if (rx_count == channels){ // alle Kanäle empfangen? dmx_break = 0; // Pause } else if (rx_count >= 0){ // Startadresse erreicht? dmx_data[rx_count] = temp; } } } } else{ dmx_valid = 0; dmx_break = 1; rx_count = -addr; } } //Initialsiere DMX BAUDRATE mit Timer 2 void dmxStart (void) { SCON = 0xCA ; // 11001010 RCAP2H = 255 ; // Setze Timer 2 HBit TCLK = 1 ; // Timer2 Transmit Clock -> Serielle Schnittstelle TR2 = 1 ; // Starte Timer 2 IE |= 0x90 ; // Enable RX I } void main(void) { //TESTVARIABLEN UND PORTS ZUM RE buffer = 0x01; dip1 = 1; dip2 = 1; dip3 = 1; dip4 = 1; dip5 = 1; dip6 = 1; dip7 = 1; dip8 = 1; dip9 = 1; dip10 = 1; mic = 1; TxD = 1; test34 = 1; test35 = 0; // Muss 0 sein wenn DMX Empfang test36 = 1; while(1) { //alles an ! P0 = 0x00; P2 = 0xFF; delay(20); //alles aus ! P0 = 0xFF; P2 = 0xFF; delay(20); P2 = 0x00; //test mit den 2 unbelegten dips //testmuster buffer=0xFE; for(b=0;b<8;b++) { P2 = row[b]; P0 = buffer; buffer = buffer>>8 ; delay(1); P2 = 0x00; } while(dip2 == 1) { if(dip4==1) {test34=1;}else{test34=0;} if(dip5==1) {test35=1;}else{test35=0;} } //DMX Empfang VARIABLEN PCON = 0x00; // 64tclk 250 Baud 16MHz SCON = 0x98; // Serial Port Mode 2 10011000 IE |= 0x90; // Enable RX I addr = startadresse; test35 = 0; // Muss 0 sein wenn DMX Empfang delay(20); //Begin Reverse Engineering Tests //alles an ! P0 = 0x00; P2 = 0xFF; delay(20); //alles aus ! P0 = 0xFF; P2 = 0xFF; delay(20); P2 = 0x00; // DMX TEST Empfang // OK ! while(dip2 == 1) { P2 = 0x01 ; a = dmx_data[0] ; //for (b=0;b<8;b++) { P0 = ~a ; delay(1); P2 = 0x00; delay(1); } //while DMX-Input Test P0 = 0x00; P2 = 0xFF; delay(20); //alles aus ! P0 = 0xFF; P2 = 0xFF; delay(20); P2 = 0x00; // DMX TEST SENDEN test35 = 1; // Muss 0 sein wenn DMX Empfang for(x=0;x<sizeof(dmxField);x++) { dmxField[x] = 0 ; // Fülle Array mit Werten } dmxStart(); while(dip3 == 1) { dmxField[3] = 0; dmxField[1] = 254; dmxSender (); delay (40); dmxField[1] = 0; dmxField[2] = 254; dmxSender (); delay (40); dmxField[2] = 0; dmxField[3] = 254; dmxSender (); delay (40); } //alles an ! P0 = 0x00; P2 = 0xFF; delay(20); //alles aus ! P0 = 0xFF; P2 = 0xFF; delay(20); P2 = 0x00; //Stroben der mittleren roten for (a=8;a>0;a=a-1) { P0 = 0xE7; // Invertiert nur die mittleren 2 xxx--xxx P2 = 0x18; // Mittlere 2 Latches ---xx--- delay(a); P0 = 0xFF; delay(a) ; } //Lauflicht von LED1 bis LED64 for (a=0;a<8;a++) { P0 = 0xFF; P2 = 0xFF; delay(10) ; P2 = 0x00; for (b=0;b<8;b++) { P0 = buffer; // eine Led je Latch P0 = ~P0; // invertiere auf byte level (P0_1 = !P0_1 auf bit level !) P2 = row[a] ; // Latch enable auf Latch (a) setzen P2 = 0x00 ; // LE schliessen if (buffer < 0x80){ buffer = buffer<<1 ; }else{ buffer = 0x01; } delay(1); } //for }//for //MicrophoneTesting vermutlich P3_7 auf input a=0; mic = 1; while ( a<3 ) { if(mic == 0){ //ALLES AN P0 = 0x00; P2 = 0xFF; delay(3); P2 = 0x00; a++; }else{ //alles aus P0 = 0xFF; P2 = 0xFF; delay(3); P2 = 0x00; mic = 1; } } // while mic testen //DIPSCHALTER input testen P2 = 0x00; while (dip1 == 1) { buffer = 0x00; if(dip2 == 0){ buffer = buffer + 1; } if(dip3 == 0){ buffer = buffer + 2; } if(dip4 == 0){ buffer = buffer + 4; } if(dip5 == 0){ buffer = buffer + 8; } if(dip6 == 0){ buffer = buffer + 16; } if(dip7 == 0){ buffer = buffer + 32; } if(dip8 == 0){ buffer = buffer + 64; } if(dip9 == 0){ buffer = buffer + 128; } // delay(100); P0 = ~buffer ; P2 = row[0]; delay(1); P2 = 0x00; P0=0xFF; P2=0xFE; delay(1); P2 = 0x00; if(dip10 == 0){ P0 = 0xE7; // Invertiert nur die mittleren 2 xxx--xxx P2 = 0x18; // Mittlere 2 Latches ---xx--- delay(1); P2 = 0x00; } }//while (DIP TEST) }//while (SuperLoop) } //Main |
Nach flashen kam dieser Film dabei raus:
gelöste Probleme beim Projekt:
- DMX Empfang mit 8052 Microcontrollern
- DMX Senden mit 8052 Microcontrollern
- Verschiedene Muster erzeugen
- Laufschriften auf LED Matrixen.
Hier ist ein Video vom fertigen Projekt: es sind 2 LED MAT 64 mit geflashten uC´s bzw eigenen. Ich nenne die Firmware 1.2 da auf den Platinen von mir 1.1 stand.
Mittlerweile ist die Version 1.41 die finale Version geworden.
Sollte jemand etwas ähnliches probieren, hier mein Tool mit dem ich die Pattern errechnet habe, geht wohl für jedes Arduino oder 8052 Projekt wo mit Schieberegistern gearbeitet wird.