DW EditSeite anzeigenÄltere VersionenLinks hierherAlles aus-/einklappenNach oben Diese Seite ist nicht editierbar. Sie können den Quelltext sehen, jedoch nicht verändern. Kontaktieren Sie den Administrator, wenn Sie glauben, dass hier ein Fehler vorliegt. CKG Editor ====== 2. Sound und Timer ====== ===== schnelles Takten für Anfänger ===== <WRAP group> <WRAP column 30%> ==== Ziele ==== Nach dieser Lektion sollten Sie: - wissen, wie man im Atmel Studio eine Puls-Signal ausgibt </WRAP> <WRAP column 65%> ==== Video ==== {{youtube>6PWEpY6SlSc?size=700x400}} </WRAP> </WRAP> ==== Übung ==== <WRAP group><WRAP column 60%> --> I. Vorarbeiten # - Laden Sie folgende Datei herunter: - {{microcontrollertechnik:2_sound.simu}} - {{microcontrollertechnik:2_sound.hex}} - {{microcontrollertechnik:lcd_lib_de.h}} <-- --> II. Analyse des fertigen Programms # - Initialisieren des Programms - Öffnen Sie SimulIDE und öffnen Sie dort mittels {{microcontrollertechnik:simulide_open.jpg?25}} die Datei ''2_sound.simu'' - Laden Sie ''2_sound.hex'' als firmware auf den 328 Chip - Betrachtung der neuen Komponenten - In der Simulation sind nun neben der LED weitere Komponenten zu sehen, die im Folgenden erklärt werden sollen - ein Display Hd44780 - zwei Frequenzmesser, mit der Anzeige 0Hz - ein Lautsprecher mit Schalter - ein Oszilloskop - Starten Sie die Simulation - Wenn Sie die Lautsprecher des PCs aktiv haben, werden Sie ein Knacken (und ggf. Brummen) vernehmen. Dies rührt von der unvollständigen Simulation her. Wenn Sie den den Schalter vor dem Lautsprecher schließen, so sollten Sie - zusätzlich zum Knacken - einen aufsteigenden und abfallenden Ton hören. Es ist möglich, dass dieser nach wenigen Sekunden aufhört, auch das ist eine Eigenschaft der unvollständigen Simulation. - Am Frequenzmesser ist dennoch zu sehen, dass ein Signal mit Frequenzen zwischen $375...1600Hz$ ausgegeben wird. - Im Gegensatz dazu scheint das Oszilloskopbild still zu stehen und keine variierende Frequenz anzuzeigen. Um dies zu beheben, sollte am Oszilloskop der Haken bei Aut bzw. Auto entfernt werden. Nun ist eine Einstellung der x- und y-Werte über die Drehregler möglich. - Die LED zeigt nun an, ob es sich um einen Aufsteigenden oder abfallenden Ton handelt - Das Display zeigt zusätzlich an, welches Experiment geladen ist - Das Programm zu diesem Hexfile soll nun erstellt werden <-- --> II. Eingabe in Atmel Studio # - öffnen Sie Atmel Studio - legen Sie ein neues "GCC C Executable Project" mit dem Namen ''2_sound'' für einen ATmega328 an - Bevor das eigentliche Coding beginnt sollte immer eine Beschreibung dem Code vorangestellt werden. Hierzu kann folgende Vorlage verwendet werden: <code C [enable_line_numbers=1, start_line_numbers_at=1] main.c> /*============================================================================= Experiment 2: Sound-Generator ============= =============== Dateiname: 2_Sound.c Autoren : Peter Blinzinger Prof. G. Gruhler (Hochschule Heilbronn, Fakultät T1) D. Chilachava (Georgische Technische Universität) Version: 1.2 vom 01.05.2020 Hardware: MEXLE2020 Ver. 1.0 oder höher AVR-USB-PROGI Ver. 2.0 Software: Entwicklungsumgebung: AtmelStudio 7.0 C-Compiler: AVR/GNU C Compiler 5.4.0 Funktion: Auf dem kleinen Lautsprecher des MiniMEXLE-Boards (Buzzer) wird ein sirenenartiger Sound ausgegeben. Zwischen den auf- und absteigenden Tönen bleibt die Frequenz kurz stabil. Die Frequenz wird mit dem Timer 0 (im CTC-Mode) erzeugt und direkt über den Output-Compare-Pin im Toggle-Mode ausgegeben. Displayanzeige: +----------------+ |- Experiment 2 -| | Creating Sound | +----------------+ Tastenfunktion: keine Jumperstellung: Schalter muss fuer den Buzzer betätigt sein Fuses im uC: CKDIV8: Aus (keine generelle Vorteilung des Takts) Header-Files: lcd_lib_de.h (Library zur Ansteuerung LCD-Display Ver. 1.3) =============================================================================*/ </code> - Eingabe und Kompilieren des Code - Ersetzen Sie den vorhandenen Code, durch den rechts stehenden Code - Kompilieren Sie den Code durch ''Build'' >> ''Build solution'' - Im unteren Teil des Fensters sollte nun die Ausgabe des Kompilers sichtbar werden. Diese sollte ''========== Build: 1 succeeded or up-to-date, 0 failed, 0 skipped =========='' lauten - Auswählen der hex-Datei - im Atmel Studio finden Sie rechts im Fenster den "Solution Explorer" - gehen Sie dort im Solution Explorer zu ''Solution'' >> ''Einfuehrung_v01'' >> ''Output Files'' - klicken Sie mit rechter Maustaste auf ''Einfuehrung_v01.hex'' und wählen Sie Pfad und Name aus <-- --> III. Ausführung in Simulide # - Öffnen Sie SimulIDE (unter ...\bin\simulide.exe) - links in SimulIDE sollten Sie den Komponenten Browser finden. Wählen Sie dort ''Micro''>>''AVR''>>''atmega''>>''atmega328'' - Ziehen Sie den Eintrag ''atmega328'' per Drag and Drop in den Arbeitsbereich (rechter, beiger Teil des Fensters) - Es sollte nun ein Chip names ''atmega328-1'' dargestellt sein - Erstellen der Ausgangsschaltung - Im Programm wurde im auf PortD das 6bit angesprochen. Entsprechend soll auch hier am Port D der Ausgang 6 genutzt werden. Am Chip ist dieser mit D6 gekennzeichnet - Fügen Sie eine LED (im Komponenten Browser über Output LED) und ein Massepotential ein (Sources Ground) - Die Komponenten können mit dem Kontextmenu (Rechtsklick) gedreht und gespiegelt werden. Außerdem ist mit der Auswahl von ''Properties'' im Kontextmenu die Änderung von - Verbinden Sie die LED mit Masse und mit Port D6. Achten Sie auf die richtige Richtung der LED. Die Verbindungen lassen sich dadurch erstellen, dass auf ein Komponenten-Pin geklickt wird und die Linie zu einem nächsten Komponenten-Pin gezogen wird. - Flashen der Software - Klicken Sie rechts auf den Microcontroller und wählen Sie ''Load firmware'' - Fügen Sie hier den Pfad und Name des oben erstellten ''Einfuehrung_v01.hex'' ein und öffnen Sie dieses - Starten der Simulation - klicken Sie im Menu den Power-on Button {{fa>power-off}} - Die Simulation startet - Bugfixing - vermutlich ist bei Ihnen zu sehen, dass die Diode nicht gleichmäßig an und aus dargestellt wird. Dies ist kein Fehler des Simulationsprogramms. Es wurde noch eine wichtige Komponente vergessen, welche __immer__ bei der Verwendung von diskreten LEDs verwendet werden muss. Fügen Sie diese ein und Testen Sie die Schaltung nochmal <-- \\ Sie sollten sich nach der Übung die ersten Kenntnisse mit dem Umgang der Umgebung angeeignet haben. Zum Festigen des der Fähigkeiten bieten sich folgende Aufgaben an: --> Aufgaben# - Welche [[Vorgaben für die Softwareentwicklung]] wurden verletzt, trotzdem das Programm lauffähig ist? (Interrupts werden erst in späteren Übungen erklärt) - Wie könnte ein Ampel-Licht-Abfolge oder Lauflicht aus 4 Dioden erstellt und programmiert werden? Welche Optimierungen könnten im Code vorgenommen werden? Welche Komponente in SimulIDE kann genutzt werden? Wie kann die Farbe der LEDs geändert werden? - Lesen Sie auf Mikrocontroller.net im Kapitel [[https://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-GCC-Tutorial#Warteschleifen_.28delay.h.29|Warteschleifen]] die "erste Seite", also bis: <WRAP right 80%> > Abhängig von der Version der Bibliothek verhalten sich die Bibliotheksfunktionen etwas unterschiedlich. </WRAP> <-- </WRAP><WRAP column 35%> <code C [enable_line_numbers=1, start_line_numbers_at=1] main.c> /*============================================================================= Experiment 2: Sound-Generator ============= =============== Dateiname: 2_Sound.c Autoren : Peter Blinzinger Prof. G. Gruhler (Hochschule Heilbronn, Fakultät T1) D. Chilachava (Georgische Technische Universität) Version: 1.2 vom 01.05.2020 Hardware: MEXLE2020 Ver. 1.0 oder höher AVR-USB-PROGI Ver. 2.0 Software: Entwicklungsumgebung: AtmelStudio 7.0 C-Compiler: AVR/GNU C Compiler 5.4.0 Funktion: Auf dem kleinen Lautsprecher des MiniMEXLE-Boards (Buzzer) wird ein sirenenartiger Sound ausgegeben. Zwischen den auf- und absteigenden Tönen bleibt die Frequenz kurz stabil. Die Frequenz wird mit dem Timer 0 (im CTC-Mode) erzeugt und direkt über den Output-Compare-Pin im Toggle-Mode ausgegeben. Displayanzeige: +----------------+ |- Experiment 2 -| | Creating Sound | +----------------+ Tastenfunktion: keine Jumperstellung: Schalter muss fuer den Buzzer betätigt sein Fuses im uC: CKDIV8: Aus (keine generelle Vorteilung des Takts) Header-Files: lcd_lib_de.h (Library zur Ansteuerung LCD-Display Ver. 1.3) =============================================================================*/ // Deklarationen ============================================================== // Festlegung der Quarzfrequenz #ifndef F_CPU // optional definieren #define F_CPU 12288000UL // MiniMEXLE mit 12,288 MHz Quarz #endif // Include von Header-Dateien #include <avr/io.h> // I/O Konfiguration (intern weitere Dateien) #include <util/delay.h> // Definition von Delays (Wartezeiten) #include "lcd_lib_de.h" // Funktionsbibliothek zum LCD-Display // Konstanten #define MIN_PER 59 // minimale Periodendauer in "Timerticks" #define MAX_PER 255 // maximale Periodendauer in "Timerticks" #define WAIT_TIME 2000 // Wartezeit zwischen Flanken in ms // Makros #define SET_BIT(PORT, BIT) ((PORT) |= (1 << (BIT))) // Port-Bit Setzen #define CLR_BIT(PORT, BIT) ((PORT) &= ~(1 << (BIT))) // Port-Bit Loeschen #define TGL_BIT(PORT, BIT) ((PORT) ^= (1 << (BIT))) // Port-Bit Toggeln // Funktionsprototypen void initDisplay(void); // Initialisierung Display und Startanzeige void initPorts(void); // Initialisierung der I/O-Ports void initTimer(void); // Timer 0 initialisieren (Soundgenerierung) void init(void); // generelle Initialisierungsfunktion // Hauptprogramm ============================================================== int main() { init(); // Ports und Timer 0 initialisieren initDisplay(); // Display aktivieren while(1) // Start der unendlichen Schleife { for (OCR0A=MAX_PER; OCR0A>MIN_PER; OCR0A--) // Frequenz erhöhen { _delay_ms(10); // in Schritten von 10ms } _delay_ms(WAIT_TIME); // Wartezeit hohe Frequenz TGL_BIT(PORTB,DDB0); for (OCR0A=MIN_PER; OCR0A<MAX_PER; OCR0A++) // Frequenz absenken { _delay_ms(10); // in Schritten von 10 ms } _delay_ms(WAIT_TIME); // Wartezeit niedrige Frequenz TGL_BIT(PORTB,DDB0); } // Ende der unendlichen Schleife } // Funktionen ================================================================= // Initialisierung der I/O-Ports void initPorts() { DDRB |= (1<<DDB0); // Port B, Pin 0 (zur LED) auf Ausgang DDRD |= (1<<DDD5); // Port D, Pin 5 (zum Buzzer) auf Ausgang } // Intialisierung des Timers 0 fuer Sounderzeugung void initTimer() { TCCR0A = (1<<WGM01) |(1<<COM0B0); // CTC Mode waehlen TCCR0B = (1<<CS01 | 1<<CS00); // Timer-Vorteiler /64 OCR0A = MAX_PER; // Start mit tiefstem Ton } // Initialisierung der Display-Anzeige void initDisplay() // Start der Funktion { lcd_init(); // Initialisierungsroutine aus der lcd_lib lcd_gotoxy(0,0); // Cursor auf 1. Zeile, 1. Zeichen lcd_putstr("- Experiment 2 -"); // Ausgabe Festtext: 16 Zeichen lcd_gotoxy(1,0); // Cursor auf 2. Zeile, 1. Zeichen lcd_putstr(" Creating Sound "); // Ausgabe Festtext: 16 Zeichen } // Ende der Funktion // Generelle Initialisierungsfunktion void init() { initPorts(); // Ports auf Ausgang schalten initTimer(); // Timer zur Sounderzeugung starten } </code> <WRAP right><panel type="default"> <imgcaption pic1| einfache Diodenschaltung in SimulIDE> </imgcaption> {{drawio>SimulIDE_einfache_Diodenschaltung}} </panel></WRAP> </WRAP> </WRAP>