====== 13. Qt - Osciloskop ======

Cvičení zaměřené na komunikaci mezi Qt a externím zařízením v podobě Nuclea po sériové lince. Nucleo se zde chová jako generátor signálu posílaný po sériové lince s konfigurací:

  * 115200 baud
  * 8 bitů
  * bez parity

Verze Qt 6 už má v sobě zabudovanou knihovnu sériové linky, kterou lze přidat přes hlavičkový soubor ''#include <QtSerialPort/QSerialPort>''. Nesmíme zapomenout zahrnout knihovnu **serialport** do překladu, která se přidá do řádku kompilace QT v projektovém souboru .pro, např. ''QT += core gui serialport''.

Jelikož používáme pro vykreslení grafu QtCharts, je třeba zahrnout ještě knihovnu **charts**, takže výsledný řádek poté bude vypadat ''QT += core gui serialport charts''

===== Podklady pro cvičení =====

{{ :courses:b2b99ppc:tutorials:oscilloscope_template.zip | Qt Template osciloskopu}}

{{ :courses:b2b99ppc:tutorials:nucleo_oscilloscope.zip | Zkompilovaný soubor pro Nucleo s procesorem STM32F401RE}}

<note tip>Pro nahrání zkompilovaného elf souboru se řiďte podle návodu na konci.</note>

===== Příkazy pro nastavení =====

Příkazy, kterými lze nastavit chod jednoduchého osciloskopu je vždy zakončen novým řádkem ''\n''.

  * ''start'' - spouští odesílání dat sinusovky
  * ''adc'' - spouští odesílání dat z analogového vstupu
  * ''stop'' - zastavuje odesílání dat
  * ''fvz=x'' - vzorkovací frekvence v Hz, kde ''x'' je frekvence od 1 do 100 Hz (víc nestíhá Qt zpracovat bez redukce dat)
  * ''fper=x'' - frekvence periodického signálu v Hz, kde ''x'' je frekvence od 1 do 10 Hz
  * ''tim_rst'' - resetování času


===== Formát dat =====

Přijatá data jsou ve tvaru ''t.tttt, yyyy;\n'', kde 
  * ''t.tttt'' je čas v sekundách od začátku od spuštění zařízení nebo resetu času, 
  * ''yyyy'' je poté naměřená hodnota nebo hodnota posílaného signálu

===== Nahrání kódu do STM32F401 =====

Kód pro procesory STM32 můžete nahrát pomocí programu STM32CubeProgrammer, který lze stáhnout z  https://www.st.com/en/development-tools/stm32cubeprog.html

Pro nahrání kódu postupujte následovně:
  - Připojit vývojový kit a režim programátoru mít na typ [[https://www.segger.com/products/debug-probes/j-link/models/other-j-links/st-link-on-board/|ST-Link]] (J-link formát STM32CubeProgrammer nepodporuje)
  - Spustit STM32CubeProgrammer
  - Vpravo nahoře se připojte k vývojovému kitu
  - Nalevo vybrat možnost ''Erasing & Programming''
  - Vybrat příslušný .elf soubor
  - Stisknout ''Start Programming'' a vyčkat, než se program nahraje
 
===== Možné řešení pro kity Arduino/ESP32 =====

Možné řešení rozhodně není optimální, protože využívá funkci delay - lépe by bylo využít časovač, který by vracel v přesný časový okamžik hodnotu vzorku. Pro demonstrační účely je ale tato varianta dostatečná.

<code c++>
class Generator
{
  int prodleva, status, f;
  double cas;
public:
  Generator(): status(0), cas(0), f(10), prodleva(100) {}
  void tick()
  {
    cas += prodleva/1000.;
    if (status)
    {
      Serial.print(cas);
      Serial.print(", ");
      Serial.print(int(1000*sin(6.28*cas)));
      Serial.println(";");
    }
    delay(prodleva);
  }
  void start() {status = 1;}
  void stop() {status = 0;}
  void reset() {cas = 0;}
  void setFR(int fr) {f = fr;}
  void setSR(int sr) {prodleva = 1000/sr;}
};

void setup() {
  Serial.begin(115200);
}

Generator g;

void loop() {
  if(Serial.available())
  {
    String cmd = Serial.readStringUntil('\n');
    int ind = cmd.indexOf('=');
    if (ind > 0)
    {
      String cmd1 = cmd.substring(0, ind);
      int value = cmd.substring(ind+1).toInt();

      if (cmd1 == "fvz")
        g.setSR(value);
      else if (cmd1 == "fper") 
        g.setFR(value);
    }
    if (cmd == "start")
      g.start();
    else if (cmd == "stop") 
      g.stop();
    else if (cmd == "tim_rst")
      g.reset();
  }
  g.tick();  
}
</code>

Program je možné otestovat na platformě [[https://wokwi.com/projects/398475884085570561|Wokwi]].