Как написать прошивку для часов

Время на прочтение
4 мин

Количество просмотров 20K

Совсем недавно Amazfit (партнёр Xiaomi) представила новое поколение умных часов, в линейку которого вошли модели GTR 3 Pro, GTR 3 и GTS 3. Эти часы официально продаются и теперь можно без проблем купить. Я бы обошёл новинку стороной, ведь есть модели и подешевле с практически теми же возможностями, например Bip S. И всё же главной изюминкой новых часов можно назвать новую операционную систему Zepp OS.
Для меня самой интересной особенностью новой ОС стала возможность запускать на часах приложения на JavaScript, чем мы сегодня и займёмся и напишем нашу самую первую программу.

Zepp Open Platform

Компания открыла разработчикам документацию и инструменты к платформе Zepp Open Platform. Сама платформа предлагает довольно обширные возможности для исследований, передачи данных, обмена данными между устройствами, приложениями для фитнесса и здоровья, интернета вещей (IoT) и много чего ещё, в основном для enterprise. Возможности заявлены огромные, но большая часть из них требует специальной регистрации как разработчика для получения доступа к разработке решений в этих областях и не доступно обычным смертным.

Тем же, кто хочет просто рисовать свои циферблаты и писать приложения под часы доступны инструменты разработчика Zepp OS (среда разработки Zepp Studio и редактор циферблатов Zepp WatchFace Maker, эмулятор и инструменты для консоли).

Подготовка

Для синхронизации с часами используется фирменное приложение Zepp. Через приложение можно настраивать часы, менять циферблаты и устанавливать приложения из официального каталога.

Для того чтобы приложение или циферблат попало в каталог требуется статус сертифицированного разработчика, который подтверждается сканом документов через модераторов. На данный момент верифицированный статус могут получить лишь работники крупных компаний или институтов. Индивидуальные разработчики могут подать заявление, но в каталог их приложения судя по всему пока не будут публиковаться.

Чтобы писать приложения для себя и заливать их себе на часы всё это не обязательно и не требуется. А те же циферблаты можно почти без сложностей заливать через приложение AmazFaces от одного из крупных каталогов циферблатов для часов Amazfit.

Итак, мы знаем что для часов на Zepp OS можно писать приложения двух типов — циферблаты (watchface) и приложения (app). Они имеют схожую внутреннюю структуру и пишутся на JavaScript. Циферблаты нас пока не интересуют и в этой статье мы более подробно разберём приложения.

Включаем режим разработчика

Чтобы мы могли заливать на свои часы сторонние приложения нам надо включить режим разработчика в приложении Zepp. Естественно, ставим на телефон Zepp (если ещё этого не сделали), создаём учётную запись или заходим в уже имеющуюся и подключаем часы как обычно, если ещё не подключили.

Создаём учётную запись

Чтобы иметь возможность запускать приложения на устройстве, надо иметь учётную запись с такой же электронной почтой, что и в приложении Zepp.

Регистрируемся тут (страну я указал родную): dev.huami.com

Приложение

И вот теперь мы наконец можем приступить к разработке.

Код можно писать в своём любимом редакторе, используя инструменты CLI. А можно воспользоваться готовым инструментом «всё-в-одном». В нашем примере мы пойдём вторым путём и откроем онлайн редактор: studio.huami.com

Нам предложат создать новый проект:

Можно воспользоваться шаблоном «Hello world» или импортировать zip архив с готовым проектом. Как вам больше нравится. Я немного упростил проект, и при желании можете взять его с моего githib.

Коротко о структуре проекта

После того как проект импортируется, откроем его в редакторе и увидим примерно такую структуру:

В настройках программы (app.json), которые редактируются в редакторе визуально, указывается экран (сцена / страница), отображаемый при старте, вот её код:

const { width: DEVICE_WIDTH, height: DEVICE_HEIGHT } = hmSetting.getDeviceInfo()

const HELLO_TEXT = {
	text: 'Hello, Habr!',
	x: px(42),
	y: px(200),
	w: DEVICE_WIDTH - px(42) * 2,
	h: px(100),
	color: 0xffff00,
	text_size: px(36),
	align_h: hmUI.align.CENTER_H,
	text_style: hmUI.text_style.WRAP,
}

const logger = DeviceRuntimeCore.HmLogger.getLogger('firstapp')

Page({
	build() {
		logger.debug('page build invoked')
		hmUI.createWidget(hmUI.widget.TEXT, {
			...HELLO_TEXT,
		})
	},
	onInit() {
		logger.debug('page onInit invoked')
	},

	onDestroy() {
		logger.debug('page onDestroy invoked')
	},
})

Как можно догадаться, элементы интерфейса, стили и обработчики событий инициализируются непосредственно в коде. А конкретно этот код создаёт виджет текста «Hello, Habr!» с заданными характеристиками.

Запускаем

Теперь нам осталось собрать и опубликовать ссылку на приложение, для чего можно воспользоваться этой кнопкой:

В результате получим QR-код, отсканировав который из приложения Zepp мы сразу же установим приложение на часы:

Итоги

Оказалось, начать разработку под новую ОС совсем не сложно. Теперь можно подглядывать в документацию и писать свои приложения или даже игры для часов на Zepp OS. Информации по этой теме в сети практически нет, и даже ссылки на официальную документацию пришлось искать по форумам.

Я надеюсь, этот туториал кому-то станет отправной точкой для новых хороших, интересных и нужных приложений.

Документация для разработчика на китайском и английском доступна без регистрации:
docs.huami.com/docs/intro

Upd: Разработчики открыли канал в Slack (спасибо idimas13 ).
У них также есть внутренний Lark канал. Пока не знаю, можно ли туда приглашать.

выявленные баги, доработки или личные хотелки можно решить с помощью перепрошивки часов.

Процесс элементарный.

Для начала нужно понять структуру устройства

Прошивка хранится в микроконтроллере STM32, изображение выводится на LCD экран, а данные для микроконтроллера хранятся во FLASH памяти (анимация, картинки и кое какая служебная информация)

тоесть чтобы поменять функционал часов, можно ограничиться прошивкой только микроконтроллера, если нужно изменить заставку, или скины то нужно перепрошить еще и флеш память, но пока говорим только за прошивку процессора.

итак, что нам понадобится.

программатор
ST-link v2
стоит 3 копейки, можно купить на али

Ссылка на али

на часах есть 4 контакта с надписями

CLK
VCC (или 3V3)
GND
DIO

примечание на плате может быть помечен только один контакт( например DIO), но порядок их всегда неизменный CLK — VCC — GND — DIO

аналогичные надписи есть на программаторе ST-link v2, в комплекте к нему есть 4 провода, нужно просто соединить штырьки на программаторе и на плате часов (на лексус аристо штырьки припаяны на плату, на маркообразных нет — нужно отдельно их просто вставить в плату — припаивать не нужно, контакт будет, по окончании процесса прошивки — убрать)

Плата может отличаться от фото. Ориентируемся по надписям около контактов.

Итак все подключено, можно прошивать.

Нужно на комп установить драйвера для программатора и программу для прошивки

ссылка на архив (качаем последнюю версию)

ST-LINK Драйвера и утилита

ST-LINK Драйвера и утилита…(последняя версия)

Запускаем программу

Жмем Target -> Connect

Считывается текущая прошивка

жмем File -> Save file as…

выбираем тип файла *.hex пишем имя и сохраняем на всякий случай старую прошивку

Далее жмем Target — > Erase Chip и стираем проц.

Далее File -> Open file… и выбираем новый файл прошивки (который просите у меня, под каждую плату она своя)

Далее Target -> Program & Verify

Появляется окно, в нем так делаем настройки и жмем START, Ждем несколько секунд и все готово!

На все про все с программами подключениями и прошивками 1 минута.

Всем привет! Накануне праздник 8 марта, вы уже придумали что подарить? Да/Нет? Можно конечно купить готовый подарок, но лучший подарок, это подарок сделанный своими руками. И так, вот задумался я: а что подарить Маме на 8 марта? Подумал…Подумал…О, а подарю я часы. Но покупать китайские часы я не хочу и не буду по двум причинам: сразу сломается, я же радиолюбитель. И я решил сделать свои часы своими руками! И вот что из этого получилось:

Сейчас я расскажу как самому сделать такие часы, но обо всём по порядку.

И так чего мне хотелось? А хотелось мне сделать достаточно большие часы на светодиодных семисегментных индикаторах, чтобы просто показывали время и шли даже тогда, когда выключены. За основу конструкции взял AVR микроконтроллер Attiny2313 с двумя килобайтами флеша, этого более чем достаточно. Сами часы реализовал с помощью RTC микросхемы реального времени DS1307, к которой подключается батарейка на 3 вольта, для поддержания хода часов. Семисегментные индикаторы поставил REC-S12101AG, зелёного цвета, с общим анодом. Их габариты: 28,8 на 40,8 мм. Поскольку часам для питания нужны 5 вольт, то я применил готовый импульсный блок питания RS-25-5. Почему именно такой ИБП? Лежал он у меня в коробочке с детальками (Давно, год назад я купил его за пять тыщ бел. руб. у одного парня, думаю хороший ИБП, пригодится!), пылился, а трансформатора  у меня не было, вот и поставил что было. С блоком питания часы питаются от сетевого напряжения 220 вольт. Вот фото ИБП:

Ну собственно сложностей при сборке часов возникнуть не должно. И так, принципиальная схема часов:

Собрал я всё на печатных платах, семисегментные индикаторы разместил на одной плате, всё остальное на другой. Платы лудил сплавом розе и в конце покрывал цапон лаком. Печатные платы делал с помощью ЛУТа. Чертил в программе Sprint Layout 4.0. Вот фото платы с семисегментными индикаторами:

Платы вместе соединял шлейфом, вот так:

В ход можно пустить компьютерный IDE шлейф. Вот фото основной платы:

Обратите внимание, что корпус часового кварца нужно соединить с минусом питания, это позволяет избежать сбоев и внешних помех. Всё поместил в корпус, вот что получилось:

Как вы уже заметили внутри корпуса я закреплял всё с помощью термо клея. После сборки часов необходимо прошить микроконтроллер  прошивкой ClockFirmware.HEX. Как прошить микроконтроллер и сделать программатор я писал тут и тут. После прошивки не забудьте установить следующие фьюз-биты:

Для программы SinaProg:

Я прошивал микроконтроллер с помощью программатора USBtiny и программы SinaProg. Программу (прошивку) для часов писал в среде BASCOM-AVR, исходник прилагается. У меня часы работают уже почти неделю и не на секунду не отстают. Точность хода часов зависит от кварца, его лучше купить новый. Яркость часов зависит от резисторов R1-R8, чтобы уменьшить яркость увеличьте сопротивление этих резисторов, но следует учесть, что резисторы необходимо ставить с сопротивлением не меньше 10 Ом а резистор R3 не менее 100 Ом. При первом включении часов либо после смены батареи резервного питания, зажмите обе кнопки S1, S2 и включите часы. Часы сбросятся на 00:00 и начнут идти.

Кстати, ночью часы смотрятся просто отлично:

Ну всё, часы готовы и работоспособны!

Мною на сборку часов было потрачено примерно 250 тысяч бел. руб. Отлично! Убил двух зайцев сразу: сделал своими руками и обошелся в меньшую сумму чем стоят китайские часы. Надеюсь часы понравятся Маме.

Для любителей программы Proteus прилагается проект часов.

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Теги:

Опубликована: 07.03.2013
Изменена: 22.06.2013

6

Оптовые цены на запчасти и инструмент для ВСЕХ на TexnoMag.ru + доставка по РФ от 99 руб.

Ответы 6

РадиоКот >Чердак >

Китайские «сделай сам» часы на микроконтроллере STC15F204EA

    Наверное многим из вас знакомы эти часы, они постоянно попадаются тем, кто гуляет по Алиэкспресс, Ибей и другим подобным им онлайн торговым площадкам. У них не очень высокая цена (по крайней мере была) и они привлекают к себе внимание и вызывают желание купить. Я также поддался искушению заиметь у себя в спальне такие часы, и, после долгих сравнений цен и разновидностей, подобрал себе комплект с синими индикаторами и наличием терморезистора и датчика освещенности в лице фоторезистора.

    Через пару-тройку недель я получил этот набор и спаял его. Все прошло без эксцессов, часы заработали сразу и заняли свое место в спальне. Но в первый же вечер пришлось отвернуть их к стене, а затем и вовсе приходилось укладывать их лицом вниз, так как, несмотря на наличие датчика освещенности, уровней яркости было всего 2. Но даже низкий уровень давал чересчур яркий свет, эдакая замена ночника вкупе с часами. Кроме того не нравилась работа терморезистора, который к тому же надо было настраивать по другому термометру. Не нравилось «западное» отображение даты, когда первым отображается месяц, а потом уже число. Да и перелистывание показаний (45 секунд время, и по 5 секунд дата, день недели и температура) иногда раздражало, когда кидаешь взгляд на часы, а там что-то другое. Кроме того хотелось иметь нормальный почасовой сигнал, с коротким писком, а не сирену, которая издавалась вместо него. В результате начались поиски в сети информации по этим часам на предмет альтернативной прошивки.

    Из найденного по данным часам было 2 варианта. Автор первого варианта просто распаял на дополнительной плате Атмегу88, выводы которой он вывел в соответствии с цоколевкой стокового микроконтроллера, и вставил этот бутерброд в панельку вместо «родного». В отличие от него, автор второго варианта взялся за изучение данного микроконтроллера и добился определенных успехов.

    Изначально я также хотел пойти по пути первого автора и сделать переходник с каким-нибудь PIC16 в SOIC корпусе. Но, честно говоря, не хотелось портить вид на плату, ибо корпус у часов прозрачный, и тогда я тоже взялся за изучение микроконтроллера STC15F204EA, надеясь на то, исходники от автора второго варианта, помогут мне, так как Си я только начал осваивать, а с 51-м семейством, представителем которого является STC15F204EA, я был знаком только понаслышке. Это достаточно простой 8-битный  МК с объемом памяти программ 4 кБ, EEPROM 1 кБ и ОЗУ в 256 байт. Из периферии у него только 10-битный АЦП на 8 каналов. В отличии от своего прародителя от Intel, он является однотактным и работает на частотах до 35 МГц.

    Проблемы начались с самого начала, поскольку автор (он Линуксоид) писал их под sdcc, а я выбрал себе Keil uVision. Пришлось многое адаптировать, удалять, заменять, разбираться с незнакомыми мне, как новичку в Си, структурами и написаниями. Одно время я даже отложил эти часы в долгий узкий ящик, увлекшись другим проектом (о котором я может еще напишу). Тем не менее с месяц назад мне пришло ЛС, в котором я пообещал совершенно незнакомому мне человеку ускорить возвращение к часам, и примерно за неделю я это обещание выполнил, в чем и отчитываюсь. Забегая вперед, скажу, что на данный момент от первоначальных исходников осталась только малая часть файла ds1302.c (чтение-запись в/из RTC), которую я переделал под свой вкус и дополнил под свои нужды. Все остальное изначально переделывалось, а затем удалялось и писалось заново.

    Итак, в ZIP архиве 01.zip собраны все файлы, необходимые для прошивки. Что вам понадобится: программа STC-ISP на момент написания статьи версии 6.85F с этого сайта и программатор, который представляет из себя UART переходник с СОМ или USB порта с уровнями TTL 5В. В случае СОМ порта это может быть МАХ232 или его аналог, в случае же USB — любой какой найдете. Обычно они собраны на FT232, PL2303, CP2102/2104 и СН340. Выглядят они примерно так:

    Кроме того, в часах необходимо будет распаять 4-штырьковый разъем, место под который имеется на плате. Оно обозначено как Р31, Р30, GND и 5V. Контакт 5V нам не нужен, а остальные подключаете соответственно к выходу UART адаптора (вывод Р30), входу UART адаптора (вывод Р31) и к общему проводу (GND). Далее запускаете скачанную программу, выбираете свой СОМ порт, скорости оставляете как есть, нажимаете кнопку «Open Code File» и выбираете из указанного выше архива hex файл. При этом в окне справа появится дамп памяти. Ниже выбираете из списка частоту 11.0592 МГц и выставляете фьюзы как указано на этой картинке:

    Теперь, когда вы все проверили (хотя неправильно выставленными фьюзами ЭТОТ контроллер вы НЕ убьете), отключаете питание часов, жмете в программе кнопку «Download/Program» и подаете на часы питание. Если все сделано правильно, в окошке под дампом вы должны увидеть, как побежит информация о микроконтроллере, его ревизия, выставленная частота, фьюзы и прочее. По окончании прошивки, которая длится 3-4 секунды, часы запустятся сами. Как видите, процедура весьма простая и безопасная.

    Кроме самой прошивки в архиве имется также 2 оригинальных схемы: одна из них — это поставляемая с набором, другая —  найденная в сети и более качественная. Также есть нарисованная мной в sPlan схема и ее GIF аналог. Есть в архиве и схема под Протеус, можете погонять, но не удивляйтесь скачущим показаниям — это так он воспринимает псевдо-ШИМ, на реальном устройстве этого не будет.

    Управление.
    Нижняя кнопка (НК) — это кнопка ФУНКЦИЯ, верхняя кнопка (ВК) — ПЛЮС. В обычном рабочем режиме краткое нажатие ВК, сопровождающееся коротким сигналом, разрешает/запрещает перелистывание информации на экране (45 секунд время и по 5 секунд дата, день недели и температура). Длинное (более секунды) нажатие этой же кнопки разрешает/запрещает подачу почасового сигнала. Диапазон часов для него выставляется в настройках, о чем ниже. Данная функция, когда включена, отображает точку в последнем разряде при отображении часов.
    Короткое нажатие НК в рабочем режиме переключает выводимую на индикатор информацию (часы, дата, день, температура), длинное нажатие НК вводит часы в режим настройки. В этом режиме коротким нажатием НК ходите по пунктам настройки, коротким нажатием ВК увеличиваете показания по одному, а удержание ее автоматически перебирает значения. В режиме настройки 1. Часы:Минуты, 2. Число.Месяц, 3. День недели, 4. Год, 5. СТАРТ.СТОП (т.е. начало и конец почасового сигнала). В любой момент длинное нажатие НК выводит из режима настройки и сохраняет все данные в памяти DS1302. Для сброса всех данных при отключенных часах нажимаете обе кнопки и подаете питание. После этого кнопки отпускаете.

    Из того, что осталось в процессе разработки, это замена терморезистора на DS18B20. Подключаться он будет к тому же порту, что и терморезистор (Р1.7). Как только это будет готово, выложу обновленную прошивку. А пока придется смириться с тем, что у вас в комнате температура будет нулевой (на дисплее отображается 0.00*).

    Кроме этих часов в продаже имеется и другой их вариант, но на 20-ногом контроллере STC15F204EA. В данных часах отсутствуют термо- и фоторезисторы (из-за отсутствия свободных выводов), поэтомупри перелистывании последним пунктом показывается год. Их программирование абсолютно аналогичное, все необходимые файлы находятся в ZIP архиве 02.zip, но перед этим ознакомьтесь с прилагаемой схемой и сравните ее с приложенной к вашему набору. Дело в том, что имеются разновидности, несовместимые по ногам. Оба выложенных мной варианта — это часы с перевернутым третьим индикатором (для двоеточия), но есть часы с отличным от них цельным индикатором с центральным двоеточием. В принципе прошивку можно адаптировать и под них, если они сделаны на том же МК, но лучше не рисковать. Если есть вопросы, лучше заранее проконсультируйтесь со мной, предъявив схему, фото и какие-либо другие уши, лапы и хвост документы.

И напоследок: Ни автор, ни редация сайта не несут ответственности за испорченные в результате ваших действий часы, компьютеры и другую домашнюю технику и живность! Все, что вы делаете, вы делаете на свой страх и риск!

Всем удачи в программировании!

Файлы:
Схема часов (28-ног)
Схема часов (20-ног)
Комплект файлов для прошивки (20-ног)
Комплект файлов для прошивки (28-ног)

Все вопросы в
Форум.