atmega328p etiketine sahip kayıtlar gösteriliyor. Tüm kayıtları göster
atmega328p etiketine sahip kayıtlar gösteriliyor. Tüm kayıtları göster

C++ Dersleri | Bitwise Operatörleri | Left Shift Operatör

 C++ bitwise operatörlerinden left shift << operatörüne gelmiş bulunmaktayız, adından da anlaşılabileceği üzere binary düzendeki bir değişkeni  MSB (most significant bit) tarafından kayıplarla LSB (least significant bit) tarafından yeni eklemelerde düzenleyen bir operatördür, ne demek istiyorum bir örnekle açıklamaya çalışalım:

int main()
{
	int a = 4;		//0100
	int b = a << 1;		//1000
	cout << "a=" << a << ", b=" << b << endl;
}

şöyle bir çıktıya ulaştık :  a=4, b=8 

burada olan; indekse göre konuşacak olursam, a değişkeninin 2. bitinde yer alan 1 değeri, 1 bit sola kaydırılmış oldu. Olayı bu kadar basit olmakla beraber dikkat edilmesi gereken noktalarımız vardır; ilk dikkat etmemiz gereken şey değişkenin boyutu, int yukarıdaki kod için benim sistemimde 4 bytes. Bu da şu anlama gelir 4bytes * 8 bit 'ten 32 bitlik bir değişkenimiz var demektir,  ve bu 32 bitlik değişkenin en soldaki biti işaret bitidir, değişkenimiz int olduğu için negatif sayıları da barındırır, bunu da sistem MSB yani en soldaki en anlamlı en yüksek değerlikli olan bitten alır bu bit 0 ise pozitif 1 ise negatif olarak değerlendirilir, nereye gelmeye çalışıyorum : int a = 1 deyip, 31 defa left shift yaparsanız şayet sayımız: en solda 1 gerisi 0 olarak değişmiş olur, ayrıca bir bilgi : negatif tarafta anlamlı bitler 0 lardır, işler ters yürür yani, dolayısıyla int değişkeni için negatif tarafta alabileceği en son değeri yakalamış oluruz, deneyelim mi? 

int main()
{
	int a = 1;
	int b = a << 31;		
	cout << "a=" << (int)a << ", b=" << (int)b << endl;
}

 a=1, b=-2147483648 

gördüğünüz üzere sayı negatif taraftaki ulaşabileceği maksimum (sayı değeri bakımından en küçük) değere ulaşmış oluyor. Finalde olan şudur: sağdan yeni bir sıfır eklenir en soldaki bit de kaybolur. Merak edenler için söylemiş olalım left shift gibi, right shift operatörümüz de var, kaydırmak istediğimiz bit sayısı pozitif, sola kaydırma operatörü ile negatif bir sayı kullanarak sağa kaydırabilir miyiz acaba davranışı belirsiz bir davranışa yol açar, bu sebeple o maceraya girmeyin :)

Arithmetic overflow: Left shift count is negative or greater than or equal to the operand size which is undefined behavior.

Arithmetic overflow: Left shift count is negative or greater than or equal to the operand size which is undefined behavior.

Buradan anladığımız üzere üst limitimiz de değişken boyutumuz, yani a << 32 diyemiyoruz, 32 bitlik bir int değişkeni için. Bunlar keyifli konular üzerinde oynayarak ve keyif alarak tecrübe edinebilirsiniz. Bir şeyi farketmiş olmanızı ümit ediyorum bu notaya kadar: eğer etmediyseniz, left shift operatörü aslında sayıyı 2 üzeri kaydırdığınız bit sayısı ile çarpar : yaani, 

1 << 1 demişseniz bu -> 1*2^1 demektir, sonuç olarak 2 üretir,

1 << 2 demişseniz bu -> 1*2^2 demektir, sonuç olarak 4 üretir,

1 << 3 demişseniz bu -> 1*2^3 demektir, sonuç olarak 8 üretir.

İlk örneğimizde a değişkenimiz 10 olsaydı ve b = a << 3; yazsaydık, 10*2^3 'ten 80 sonucuna ulaşacaktık. 10 luk sistemde de böyle değil mi bi sayıyı 10 ile çarpmak istediğimizde sağına bir sıfır ekliyoruz bitti gitti.

Gömülü sistemlerde nasıl karşımıza çıkar ona da bir bakış atalım; yine bir register 'e ait özel bit bitin değerini değiştirmek istediğimizde left shift operatörüne rastlamamız mümkün, buraya kadar gördüklerimizi de üst üste koymuş olalım :

  DDRB |= (1 << DDB1);
  PORTB |= (1 << PORTB1);
  PORTB &= ~(1 << PORTB1);

ilk satırı al setup 'ın içine diğer iki satırı da aralarına delay ekleyerek loop 'un içine at, bildiğimiz blink kodu. Şimdi bakalım şair burada ne anlatmak istemiş,

DDRB ; atmega328p için DataDirectionRegisterB den gelmekte, PORTB için giriş çıkış durumlarının belirlendiği register, kendisini |= yaparak eski konfigürasyonunu koruyarak 1 nolu pinini çıkış olarak ayarlamışız, peki neler olmuş burda adım adım bakalım:

DDRB 'nin başlangıç notasında 0000 0000 olduğunu kabul ediyoruz, DDB1 iom328p.h dosyasında 

#define DDB1 1

olarak tanımlanmış, bu yazarken ne yaptığımızı da görelim bilelim diye, o zaman parantez içinde şu olmuş (1 << 1 ) => 0000 0001 miş sola bir bit kaydırmışız 0000 0010 olmuş, sonra bu değerle DDRB yi orlamışız : 0000 0000 | 0000 0010 => 0000 0010 elde etmişiz, aslında basit değil mi? anlattıklarımın aynısı bir alt satır için de geçerli PORTB1 neymiş ona bakalım sadece :

#define PORTB1 1

o da 1 'miş yani tıpatıp aynısı, sadece PORTB yazmacına yazmış olduk.

Son satır biraz karmaşık gibi, ama değil. Şimdiye dek gördüklerimizden tek eksiğimiz ~ lambda işareti, bunun da olayı çok basit; önüne yerleştirilen operandın 1 lerini 0, 0 larını 1 yapar. Parantezin içi aynı: 0000 0010, ~ ile şu hale gelir => 1111 1101 sonra PORTB 'yi bir önceki satırda 0000 0010 yapmıştık, bununla & işlemine tabii tutuyoruz : 0000 0010 & 1111 1101 => 0000 0000, loop un içerisinde B portunun 1 numaralı pini bir HIGH bir LOW oluyor.

Kafanıza takılan bir şey olursa yorumlarda sormaya lütfen çekinmeyin, herkese kolay gelsin!

Bu arada ben bu left shift operatörüyle PORTB içinde çalışan bir kara şimşek kodu yazabilirim diyen cesur arkadaşım, seni yorumlara bekliyoruz,  😉 Bir tüyo lazım olabilir: sağa kaymak için right shift operatörünü kullanacaksın >> Bir sonraki konumuzda onu yazıyor olacağız.



Önceki konu: Bitwise And ~ C++ ve operatörü &

Sonraki konu: C++ Right Shift Operatörü

C++ Dersleri | Bit işlemleri - Bitwise And - C++ ve operatörü &

 C++ bitwise and (ve operatörü) & , dijital elektronikten bildiğimiz ve kapısıyla aynı mantıkla çalışmaktadır, iki operandı bulunup, her iki operand da doğru ise doğru (true) sonucunu üretir, diğer tüm olaslıklarda yanlış (false) sonucunu üretir. C++ ve operatörü için doğruluk tablosunu bir görsel ile paylaşalım :

cpp and operator truth table

kodlarken de aynı isimdeki değişkenleri kullanalım:

int main()
{
	int a = 7;		//0111
	int b = 13;		//1101
	int aANDb = a & b;	//0101
	cout << "a=" << a << ", b=" << b << ", a&b=" << aANDb;
}

programın çıktısı şu şekilde :  a=7, b=13, a&b=5 

Sonuç olarak 5 elde ettik, C++ 'ın bu hesaplamayı nasıl yaptığını alttaki görselde açıklamaya çalıştım:

Adım adım and işlemi

Her sütunu kendi içinde and işlemine tabi tutup aynı haneye cevap olarak döndürüyor. Bu operatörün kendi başına değişkenin değerinde bir değişiklik yapmadığını unutmayın, a değişkenini 5 rakamıyla and işlemine tabi tutup çıkan değeri a ' ya atamak için mutlaka eşittir operatörü kullanmak gerekiyor:

int main()
{
	int a = 7;			//0111
	a & 5;
	cout << "a=" << a << endl;
	a &= 5; // => a = a & 5;
	cout << "a=" << a << endl;
}

ilk satır 7 çıktısını verirken, ikinci satırda 7 & 5 in sonucu olan 5 değerini görebiliriz.

Bitwise operatörlerden bahsettiğimiz ilk bölümde dediğimiz gibi bitwise operatörler çoğunlukla gömülü sistemlerde karşımıza çıkar; and operatörü için register seviyesinde bir atmega328p programladığımızı düşünelim, kodumuzun önceki kısımlarında da PORTB 'nin 3. pinini çıkış olarak ayarladığımızı ve şimdide 2.pinini giriş olarak ayarlamak istediğimizi kabul edelim.

  DDRB =  0b00001000; // 3 pini giriş olarak ayarladık
  DDRB &= 0b11111011; // 3 pini giriş olarak ayarladığımız
                       // konfigurasyona zarar vermeden 2 pini
                       // giriş olarak ayarladık

Bunu yaptığınız zaman hem 2. pinin (en sağdan 0 dan başlayarak sola doğru sayıyoruz-MSB -LSB dizilimi) giriş olarak ayarlanmasını garanti etmiş olursunuz: çünkü eski konfigurasyonu ne olursa olsun biz & ile birlikte o pin için 0 gönderdiğimiz için sonucun 0 üretmesini garanti altına almış oluyoruz, hem de diğer bütün pinleri 1 ile and işlemine tabi tutarak evvelce 1 iseler 1 kalmalarını 0 iseler sıfır kalmalarını garantilemiş oluyoruz. Aynı mantıkla pinin dijital seviyesini de bu şekilde LOW 'a çekmeyi garantileyebilirsiniz.

Kafanıza takılan her şeyi lütfen yorumlarda sormaktan çekinmeyin, Şimdilik herkese kolay gelsin



Önceki konu :  Bitwise XOR, Özel Veya Operatörü

Sonraki konu : Bitwise Operatörleri | Left Shift Operatör

Atmega328p Benzersiz Seri Numarası, Kod koruma

     



    Arduino UNO üzerinde bulunan mikrodenetleyici : atmega328p-u  kullanarak bir kod yazdık, derledik, bir hex dosyamız var, yazdığımız kodun, sadece "herhangi bir" atmega328p-u üzerinde çalışmasını istiyoruz, yani farklı bir mikrodenetleyiciyede çalışmasın, ya da "sadece" tek bir atmega328p-u üzerinde çalışsın istiyoruz, bir nevi kod koruma gibi, bir şekilde yazılı olan mikrodenetleyici üzerindeki kod okutularak başka bir mikrodenetleyiciye kopyalandığında çalışmasın istiyoruz.

İlk seçenek sadece kod uyumluluğunu denetlemek için kullanılabilir, hex kodu alınıp örnek olsun diye Atmega2560 a yüklendiğinde "uyumsuz olacağı düşünülerek" çalışması engellenebilir.

İkinci seçenekse, farklı bir atmega328p-u ya da atılmış olsa çalışmasın, burada kod korumadan söz edebiliriz. Peki bunu sağlamak için ne yapabiliriz? Örnek olsun diye atmega328p nin kendine özgü, her mikrodenetleyici için "benzersiz" bir seri numarası olsa, yine örnek olsun diye bu seri numarası 6F 75 57 37 37 57 FF 25 98 olsa,  ve kodumuzun en başında desek ki, mikrodenetleyicinin seri numarasını oku, bizim bildiğimiz seri numarası ile karşılaştır doğru değilse sonsuz bir döngüye gir, dolayısıyla kodun geri kalanı hiç çalışmasın. Uygun bir çözüm gibi, peki atmega328p-u bize böyle bir olanak sağlıyor mu? Datasheet e bir göz atalım:

    31.5 Serial Number The product has a serial number which offers a unique ID to identify a specified part while it is in the field. It consists of several bytes, which can be accessed from the signature address space. The Signature row includes factory-programmed data: 

 

  • ID for each device type 
  • Serial number for each device 
  • Calibration bytes for factory calibrated peripherals

 

burda bahsettiğine göre böyle bir imkan var, ancak nedir nerden buluruz nasıl okuruz gibi bir bilgi malesef yok.Ancak bu bilgiye aynı ailenin farklı bir ferdi olan atmega328pb için yayınlanan datasheet üzerinde  rastlıyoruz. 

Table 31.5 Signature Row Adressing

Siganure Byte Z-Pointer
Device Signature Byte 1 0x0000
Device Signarure Byte 2 0x0002
Device Signature Byte 3 0x0004
Rc Oscillator Calibration Byte 0x0001
Serial Number Byte 1 0x000E
Serial Number Byte 0 0x000F
Serial Number Byte 3 0x0010
Serial Number Byte 2 0x0011
Serial Number Byte 5 0x0012
Serial Number Byte 4 0x0013
Serial Number Byte 6 0x0015
Serial Number Byte 7 0x0016
Serial Number Byte 8 0x0017

     Şair burada ne anlatmak istemiş? ID for each device type ile kasıt mikrodenetleyicinin imzası yani kim olduğu bilgisi: Device Signature Byte ile verilmiş, Serial Number ise "biraz karışık olmakla birlikte" 9 ayrı adres üzerinde 8 bitlik veriler olacak şekilde; Serial Number Byte 0 ile Serial Number Byte 8 olarak kodlanmış.

    Nasıl ulaşacağız bu bilgilere ? Bu noktada boot.h yardımıza koşuyor ve bize 

boot_signature_byte_get(addr) gibi bir fonksiyon sunuyor.

boot.h main.cpp ye include edilip kullanılabilir, ;Atmel Studio için örnek kod:


#ifndef F_CPU

#define F_CPU 16000000UL

#endif

#include <avr/boot.h>

char devSignature[3]; 

char devSerial[9];

void getDevSignature(char* devsign)

{

for (size_t i = 0; i<3; i++)

{

devsign[i] = boot_signature_byte_get(i*2);

}

}

void getDevSerial(char* devSerial)

{

uint8_t add = 0;

for (size_t i = 0; i<9; i++)

{

if(i>=6)add=1;

devSerial[i+add] = boot_signature_byte_get(0x0E + i + add);

}

char tmp = devSerial[0];

devSerial[0]=devSerial[1];

devSerial[1]=tmp;

tmp = devSerial[2];

devSerial[2] = devSerial[3];

devSerial[3] = tmp;

tmp = devSerial[4];

devSerial[4] = devSerial[5];

devSerial[5] = tmp;

}

int main(void)

{

   getDevSignature(devSignature);// Device Signature -hangi mikrodenetleyici

   getDevSerial(devSerial); // Serial Number - seri numarası

}


Arduino IDE için örnek kod:

char devSerial[9];
#include <avr/boot.h>

void setup() {
// put your setup code here, to run once:
Serial.begin(115200);
Serial.println("Device Signature : ");
for (uint8_t i = 0; i < 3; i++)
{
Serial.print(boot_signature_byte_get(0x0 + i*2),HEX);
Serial.print(" ");
}
Serial.println("");
getDevSerial(devSerial);
Serial.println("Device Serial Number : ");
for (uint8_t i = 0; i < 9; i++)
{
Serial.print(devSerial[i],HEX);Serial.print(" ");
}
}
void loop() {
// put your main code here, to run repeatedly:

}

void getDevSerial(char* devSerial)
{
uint8_t add = 0;
for (size_t i = 0; i<9; i++)
{
if(i>=6)add=1;
devSerial[i+add] = boot_signature_byte_get(0x0E + i + add);
}
char tmp = devSerial[0];
devSerial[0]=devSerial[1];
devSerial[1]=tmp;
tmp = devSerial[2];
devSerial[2] = devSerial[3];
devSerial[3] = tmp;
tmp = devSerial[4];
devSerial[4] = devSerial[5];
devSerial[5] = tmp;
}

Elimdeki 3 değişik atmega328p ile denedim her birinde farklı seri numaraları elde ettim, bir eşleşme olacağını düşünmüyorum, deneyenler yorumlara yazabilir.




-Kolay gelsin.

Türksat Saat Kanalı ve IRIG-B Time Code

Türksat Saat Kanalından Saat Bilgisi Nasıl Alınır? Uyduda kanalları dolaşırken, şu Türksat Saat kanalı hep dikkatimi çekmiştir. Özellikle  S...