Lasius-alienus / ExistOS-For-HP39GII

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English readme

一个开源的 HP39GII 固件项目

简介

GPL Licence Build Status

本固件项目由一群计算器爱好者始创,使用了 FreeRTOS kernelTinyUSBFatFsdharagiac 等库。我们非常欢迎同好试用和改善本项目的代码,也非常乐意听取您的宝贵意见。期待您的参与!

目录

目前工作进展

  • Boot
  • 调试串口
  • LCD 256级灰度 屏幕驱动
  • STMP3770 中断控制器
  • 键盘驱动(GPIO 轮询)
  • 定时器驱动
  • CPU 频率设定
  • RTC 时钟
  • USB 大容量存储模式
  • USB 串口控制台
  • USB 模拟键盘鼠标
  • USB 功能动态配置
  • FLASH 驱动
  • FATFS 文件系统
  • 多任务
  • 虚拟内存
  • APP 加载
  • 最小化 MicroPython 实现
  • 用户界面 GUI
  • 基本电源管理
  • 完全脱离官方刷机工具的固件升级

实验性功能

  • USB输入镍氢电池充电功能
  • Saturn模拟器运行hp39g固件
  • Saturn模拟器运行hp48g固件

目前工作进展:如上。关于具体用户界面 GUI 等还在讨论中,如有宝贵意见可于 Issues 提出。

最新编译固件下载

固件:https://github.com/ExistOS-Team/ExistOS-For-HP39GII/releases

刷机工具:https://github.com/ExistOS-Team/ExistOS_Updater_v2/releases

自行修改代码编译固件

准备

需要安装 gcc-arm-none-eabi (务必使用10.3版本的GCC,否则OSLoader编译后将无法运行):

  • 对于 Windows 系统,请从这里下载和安装。
    • 注意:需要将安装目录下的 bin 路径添加到 PATH 中
  • 对于 Linux 系统,不同的发行版可能略有差异
    • Debian/Ubuntu 等使用 apt 包管理器的发行版请安装
      sudo apt-get install gcc-arm-none-eabi -y
    • Arch 等使用 pacman 包管理器的发行版请安装
      sudo pacman -Syu arm-none-eabi-gcc
  • 对于其它系统,或者没有提供相应包的 Linux 发行版
    • 这里下载源代码编译安装

Windows

请下载 Ninja,解压到任意目录下,然后将该目录添加到 PATH 中。

Linux

添加 udev 规则

对于 Linux 系统,为了让 udev 识别 HP39GII,需要将本项目根目录下的 99-hp39gii.rules 复制到 /etc/udev/rules.d/

sudo cp 99-hp39gii.rules /etc/udev/rules.d/

然后重启 udev 以载入规则:

sudo service udev restart

如果上面的命令不起作用:

sudo udevadm control --reload-rules
sudo udevadm trigger
编译 sbtool

本项目为 Windows 预先编译好了相应文件,但是 Linux 下需要手动编译。

进入项目目录 tools/sbtoolsmake 编译(无需安装),可能需要安装以下库:

  • libusb (1.0)

  • libcrypto++

  • Ubuntu 发行版请参考本项目的 Action 文件安装相应库

    sudo apt-get install libcrypto++6 libcrypto++-dev libusb-1.0-0-dev -y
  • Arch 请安装以下库

    sudo pacman -Syu libusb crypto++

pkg-config 提示找不到 libcrypto++ 或其它库,请检查是否安装了相应库,确认 /usr/lib/pkgconfig/ 下是否有对于库的的 .pc 文件,这是使 pkg-config 识别它所需要的。
若有,请手动修改 Makefile。
若无,可能需要重新安装相应库,或手动修改 Makefile 中的 pkg-config 命令。

然后进入 Libs/src/micropython-master/ports/eoslib 目录并 make

cd Libs/src/micropython-master/ports/eoslib
make

编译系统

新建一个文件夹用于存放编译的二进制文件和缓存:

mkdir build
cd build

准备编译:

cmake ..

Windows 请用以下命令指定用 Ninja 作为编译器:

cmake .. -G Ninja

编译:

make

Windows 请用 Ninja:

ninja

固件安装

刷入 OSLoader

注意:HP39GII 的相关驱动程序请自行安装。

OSLoader 是引导程序,用于加载 ExistOS 并提供底层 API 和虚拟内存相关功能,使用下面的命令刷入 OSLoader(需要计算器处在刷写模式)。

要刷写 OSLoader,需要先将计算器完全断电(卸下所有电池),按住 ON/C 键不放,之后插入 USB 数据线。

Windows 系统下可以查看设备管理器是否出现一个名为 “USB 输入设备” 且 ID 为 066F:3770 的 USB HID 设备

USBID

手动刷入

先使用 sbtool 工具将 OSLoader 载入 RAM 并运行

ninja sb_flash

当 OSLoader 运行后,计算器会显示如下界面提示“找不到系统”:

OSL Boot

此时 OSLoader 仅在内存中运行,接着执行以下将 OSLoader 刷入计算器的 Flash 引导区

ninja edb_flash_loader

刷入 OSLoader 后计算器会自动重启,但仍找不到系统,最后需要执行以下将系统刷入计算器的 Flash

ninja edb_flash_sys

刷入完成后系统将会重启并正常运行,若长时间无反应请尝试从头开始刷入。

自动工具刷入

  • 可使用 ExistOS Updater(可在 Windows 10 或更新的版本上使用)一次性刷入 OSLoader 和 System。

screenshot

  • 或尝试安装 HP39GII 官方工具(可在Windows 7 或更旧的版本上使用)然后使用其 Firmware Updater 刷入 OSLoader(将编译的 OSLoader.sb 重命名为 firmware.sb 并替换官方固件 firmware.sb,确保文件名相同)。

模拟器使用

可以通过Windows平台上的ExistOS Emulator模拟器体验系统。

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模拟器下载地址:https://github.com/ExistOS-Team/ExistOS-Emulator/releases/tag/Latest

模拟器文件传输

在模拟器进入系统主界面后直接将PC上的文件拖入模拟器窗口后即可完成文件发送。

模拟器系统更新

直接替换ExistOS.sys。

固件基本使用

初次使用

系统编译和安装完成后,第一次开机将会见到如下系统界面,提示将 Flash 的数据区格式化为 FAT16 格式的文件系统,ENTER 点击 OK 开始格式化,大约耗时半分钟。

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出现以下界面后表示 Flash 数据区已经格式化完毕,点击 OK 进入系统主界面。

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目前系统预置应用如下,KhiCAS用于进行代数计算,Emu48目前为实验应用,用于模拟hp39g/48g系计算器系统(目前实现了对39g的基本模拟),将固件文件放入计算器后即可启动,[←][→][↑][↓]键选择,[ENTER]键确定,F1~F3切换选项卡。

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Files选项卡为当前文件浏览器,可以浏览目录、打开jpg格式图片、播放mjpeg编码avi格式视频以及执行.exp格式的Exist APP应用,目前暂未实现其它文件管理功能。

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Status选项卡用于显示当前系统状态,以及相关的参数设定。

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系统快捷键

以下快捷键在任何界面均可起作用(包括系统崩溃时)

  ON + F3 强制关机
  ON + F5 进入格式化界面
  ON + F6 强制重启
  ON + [+] 增加屏幕对比度
  ON + [-] 减少屏幕对比度

内部存储的访问

在系统开机前(或按下 ON/C 开机之后立即)按住 F2 键不放,会出现如下界面:

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屏幕出现 USB MSC Mode字符后使用USB线缆接入计算机即可访问存储空间,此时电脑上会出现一个约80MB的U盘,System为系统资源(字体、图片之类,目前暂不使用),xcas文件夹存放KhiCAS的用户脚本、会话(历史记录)等资料。操作完文件后务必使用安全弹出防止文件损坏,安全弹出时计算器会对写入Flash内容进行同步和整理,可能会出现短暂的卡顿,请耐心等待。

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KhiCAS 的基本使用

主界面 Application 选项卡中按下 键选中 KhiCAS 应用,按下 Enter 键启动应用。第一次启动时会弹出提示选择使用 Xcas 语法模式 F1 还是 Python 语法模式 F6

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设定完成后当前状态会显示在下边的状态栏,其中第一项为当前时间,第二项为语法模式(Xcas 或 Python),第三项弧度或角度制,第四项为当前会话文件名。

使用 time(hh,mm) 命令设置时间(24时计时),例如 time(11,45) 表示设置时间为 11:45

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初始化完成后便可以进行一些相关的计算。

[ON/C]清除历史记录。

[SHIFT]+[ON/C]保存会话并关机。

基本计算

在 KhiCAS 中可以输入一般的表达式进行计算,支持大整数计算,但对于小数仅支持单精度浮点。

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对于输入的表达式(或 键选择的历史记录)可以按下 View 键 F3 后将其转化为自然输入模式进行编辑。

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使用 F1F2 键可以调出可能常用的指令菜单。

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cmds 菜单 (F4) 里用二级目录的方式列出了 KhiCAS 中的全部命令(包括代数、复数、多项式、概率、绘图等命令),可以在其中搜寻需要的指令,选中对应的指令后 input 键输入到主界面,或按下 help 查看指令帮助,ex1ex2 键输入自带的示例。

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示例1: 绘图

使用 plot 命令可以对基本函数进行绘图,绘图界面 键移动画布,+ - 键缩放,* 键自动缩放铺满屏幕,/ 键自动缩放让 x y 坐标刻度等距。

  plot(表达式, x)
  plot(表达式, x=[起点...终点], xstep=步进)

Sys1 Sys1

plotpolar 命令则在极坐标系下绘图

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plotfield 绘制矢量场

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示例2: 不定积分

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示例3: 定积分

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示例4: 编程绘制 Logistic 方程映射 Feigenbaum 分岔图

在 KhiCAS 中有两种语法工作模式 Xcas 和 Python,并提供了脚本执行功能,因此可以通过编程的方式定义新函数,这里使用Python语法来实现绘制如下的分岔图。

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在主界面中按下 File 键 (F6),选择第六项打开脚本编辑器。

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脚本编辑器中,左上角显示当前时间,语法模式,文件名,当前编辑行号/总行数。 F1~F3中存储了一些如符号判断、循环体、函数定义等的快捷命令

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这里使用的脚本如下,首先先定义了两个全局向量 rp ,函数 f 迭代的结果会存储在这两个向量中,最后在外部能够调用 KhiCAS 的 point(r,p) 命令进行绘图。

r = []
p = []
def f():
  for u in range(0, 40):
    x = 0.132456
    for n in range(1,50):
      x1 = (u/10)*x*(1-x)
      x = x1
      if n > 25:
        r.append(u/100)
        p.append(x)
  return

编辑完成后使用 File 菜单里的 Check syntax 选项可以对脚本进行检查和编译,结果会输出到主控制台上。

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如下图为脚本有符号错误时编译的结果,会具体提示所在行号(或者是在 Xcas 模式下编译 Python 脚本也会出现错误)

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编译成功的结果如下图。

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随后调用脚本中的函数名执行上面所写的函数,执行完后再调用 point 指令将迭代输出的散点绘制到画布上。

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最终输出:

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实验性功能说明

充电功能(未完全测试)

目前固件支持通过控制SoC内部DCDC和线性稳压器从USB取电,降压到1.4V后输出给电池仓进行充电,因此使用该功能时务必使用可充电电池,以防发生危险。

使用方法:接入USB线后切换到Status界面,滚动至最底部勾选Enable Charge后电池仓开始输出电流,查看上面显示信息可以看到核心温度上升至50℃左右,这是因为充电相关的升降压电路是和CPU集成在同一芯片内。

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以下是使用一节标称400mAh 1.2V AAAA电池测试充电时绘制的系统状况曲线(充电时间:6小时):

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以下是使用一节标称400mAh 1.2V AAAA电池测试放电时绘制的系统状况曲线(放电时间:2小时):

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Emu48 39/48 Saturn模拟器

该功能可以通过运行Saturn虚拟机的方式运行HP39/48系列计算器的固件,目前仅完成了hp 39g固件的加载,退出和数据保存功能还未完成,且未进行相关优化,速度较慢。

使用方法:将HP 39g计算器的固件 rom.g39 (1MB) 放置到计算器存储空间的根目录下,在系统应用主界面点击Emu48后即可使用,故载入速度较慢,请耐心等待。

重启:ON + F6

关机:ON + F3

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系统卸载并刷回原生系统

刷入原生系统前需要将全片 Flash 擦除,否则使用原生刷机工具时会卡在格式化环节。

Flash全盘擦除方法:在刷入OS Loader后或Exist OS系统运行时,按下ON+F5界面进入数据清空界面,随后按下SYMB键进入全盘格式化界面,再按下F1键后会开始全盘数据擦除操作,当显示“Operation Finish.”后操作完成,Flash数据将全部清除且不可恢复,此时重新上电计算器并在Win7/XP环境下使用原生刷机工具即可刷入。

第三方APP开发

ExistOS APP开发见如下仓库:

https://github.com/ExistOS-Team/ExistOS-App-demo

代码提交规范

如果您想贡献代码,请遵守以下规范

  1. 变量

    • 变量采用小驼峰命名法命名。例如 windowHeight
    • 函数参数的命名与变量相同。
    • 不应使用单个字符命名。临时变量,循环变量除外,允许使用 i,j,k 等。
    • 可考虑在名称前加适当有意义的前缀,如 p 代表指针。
    • 不得在一行内同时定义变量和指针,如 char *p, q;
  2. 函数

    • 函数采用下划线命名法命名。例如 get_window_width
    • 函数的命名应遵循动宾关系。
    • 可考虑在名称前加适当有意义的前缀,如 is 代表返回值为 bool 类型。
    • 短小的函数可以定义为 inline,函数的参数和返回值应尽量使用指针而非变量。
    • 应尽量避免使用递归,而应考虑重构为循环。
  3. 常量,宏及硬件相关

    • 常量及宏采用下划线分隔大写字母的方式命名。例如 MAX_WIDTH
  4. 自定义类型

    • 自定义类型采用下划线命名法命名(暂定)。
    • 用 struct 定义非单例对象时,必须使用 typedef 语句先定义自定义类型。
  5. 运算符及其他符号

    • 一元运算符应紧贴变量,如 c++*p
    • 二元运算符两侧都应空格,如 i == 1a += 3。例外:->运算符。
    • 三元运算符同二元运算符,如 isLeft ? 1 : 0
    • 逗号后应空格。
    • 在不易理解的地方应适当加注括号。
  6. 伪类

    若确有面向对象的必要的,可以考虑用 typedef struct 实现伪类。

    • 伪类采用大驼峰(帕斯卡)命名法命名。

    • 伪类中保存属性,其命名与一般变量相同。

    • 伪类的方法不保存在伪类中,而采用全局函数。方法采用下划线法命名。

      • 一般方法命名为 ClassName_method_name,其第一个参数始终应为一个指向该类型对象的指针并命名为 this(即使不需要)。

      • 静态方法命名为 ClassName_static_method_name

      • 命名为 ClassName_initializer 的一般方法应在伪类的对象定义后立即调用。

  7. 代码部分

    7.1

    if (a == 1) {                          // 关键字与括号间应空格,括号与花括号间应空格
        // code here
    }else{                                 // 采用Java风格
        // code here
    }
    if (b == 1) return;                    // 块中只有一句代码时,可以不打花括号并不换行,空一格即可

    7.2

    while (true)
        ;                                  // 使用空循环时,应将分号换行并缩进

    7.3

    ​ (a) 一般 for 循环的循环变量定义在 for 循环中:

        for (int i = 0; i < l; i++) {
            // code here
        }

    ​ (b) 外部使用循环变量的情况,也应在此处赋初值:

        int i;
        for (i = 0; i < l; i++) {
                // code here
        }
        return i;

    ​ (c) 非必要不得将for循环此三处中任意一处空出:for ( ; ; ),否则请使用while循环。

    7.4 禁止在需要判断语句的地方进行赋值操作,如 if (a = 1),(a = 1) ? a : 0 等。

    7.5 非必要应尽量避免使用 goto 语句。

    7.6 应多用 switch,少用 else if。switch 语句中,每一个 case 中都最好有一个 break/return 语句,多个 case 共用完全相同的一段代码时除外。使用 switch 穿越时应分外小心并最好加注注释。

对于 VSCode 用户,可以使用 clang-format 扩展方便的格式化代码。

贡献者

许可协议

GPL-3.0

About

License:GNU General Public License v3.0


Languages

Language:C 81.3%Language:C++ 9.2%Language:Assembly 2.2%Language:Shell 1.7%Language:Python 1.6%Language:Makefile 1.6%Language:Scilab 0.6%Language:TeX 0.5%Language:Roff 0.4%Language:M4 0.4%Language:SWIG 0.1%Language:Perl 0.1%Language:CMake 0.1%Language:HTML 0.1%Language:XS 0.1%Language:Lua 0.0%Language:Raku 0.0%Language:Ruby 0.0%Language:Yacc 0.0%Language:Emacs Lisp 0.0%Language:NSIS 0.0%Language:Scheme 0.0%Language:Batchfile 0.0%Language:JavaScript 0.0%Language:Handlebars 0.0%Language:Lex 0.0%Language:Fortran 0.0%Language:Java 0.0%Language:GDB 0.0%Language:sed 0.0%