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microcontrollertechnik:1._hello_blinking_world [2022/09/19 00:35] – Port / Pin von D6 in B2 tfischermicrocontrollertechnik:1_hello_blinking_world [2025/05/19 19:23] (current) – ↷ Links angepasst, weil Seiten im Wiki verschoben wurden 172.71.150.127
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-====== 1. Hello Blinking World ======+====== 1 Hello Blinking World ======
 ===== 1.1 AVR Programmierung für Dummies ===== ===== 1.1 AVR Programmierung für Dummies =====
  
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 Nach dieser Lektion sollten Sie: Nach dieser Lektion sollten Sie:
  
-  - wissen, wie man im Atmel Studio ein Projekt anlegt.+  - wissen, wie man im Microchip Studio ein Projekt anlegt.
   - wissen, wie der Programmierumgebung die Taktfrequenz des Microcontrollers festgelegt wird.   - wissen, wie der Programmierumgebung die Taktfrequenz des Microcontrollers festgelegt wird.
   - die wichtigsten Bitmanipulationen (Bitmaske zum setzten und löschen eines einzelnen Bits, togglen) kennen und anwenden können.   - die wichtigsten Bitmanipulationen (Bitmaske zum setzten und löschen eines einzelnen Bits, togglen) kennen und anwenden können.
Line 44: Line 44:
 ==== Video ==== ==== Video ====
    
-{{youtube>2VPM2Q0JtxI}}+{{youtube>kHnxozE4X2I}}
  
 </WRAP>  </WRAP> 
Line 52: Line 52:
  
 --> I. Vorarbeiten # --> I. Vorarbeiten #
-  - installieren Sie [[0._hilfsmittel#atmel_studio|SimulIDE und Atmel Studio]] +  - installieren Sie [[0_hilfsmittel#Microchip_studio|SimulIDE und Microchip Studio]] 
-  - falls es Probleme bei der Programmierung gibt: nutzen Sie die [[elektronik_labor:Tipps für die Fehlersuche]]+  - falls es Probleme bei der Programmierung gibt: nutzen Sie die [[microcontrollertechnik:tipps_fuer_die_fehlersuche]]
  
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---> II. Eingabe in Atmel Studio # +--> II. Eingabe in Microchip Studio # 
-  - öffnen Sie Atmel Studio+  - öffnen Sie Microchip Studio
   - Anlegen eines neuen Projekts   - Anlegen eines neuen Projekts
     - ''File'' >> ''New'' >> ''Project...''     - ''File'' >> ''New'' >> ''Project...''
Line 69: Line 69:
     - 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     - 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   - Auswählen der hex-Datei
-    - im Atmel Studio finden Sie rechts im Fenster den "Solution Explorer"+    - im Microchip Studio finden Sie rechts im Fenster den "Solution Explorer"
     - gehen Sie dort im Solution Explorer zu ''Solution'' >> ''Einfuehrung_v01'' >> ''Output Files''      - 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     - klicken Sie mit rechter Maustaste auf ''Einfuehrung_v01.hex'' und wählen Sie Pfad und Name aus
Line 103: Line 103:
   - 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: \\ ** Abhängig von der Version der Bibliothek verhalten sich die Bibliotheksfunktionen etwas unterschiedlich.**   - 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: \\ ** Abhängig von der Version der Bibliothek verhalten sich die Bibliotheksfunktionen etwas unterschiedlich.**
   - Registeranalyse   - Registeranalyse
-    - Öffnen Sie in Simulide die RAM Table (je nach Version: über Reiter ''RAM Table'' links bei der Komponentenauswahl oder Rechtsklick auf Microcontroller >> ''RAM Table'')  +    - Öffnen Sie in Simulide die RAM Table (Rechtsklick auf Microcontroller ''Open Mcu Monitor.'' >> ''RAM Table'')  
-    - Analysieren Sie das Verhalten der Register ''PORTD'' und der Mehrzweckregister R0...R31. Welches Mehrzweckregister scheint ein Auf- oder Abwärtszähler zu sein? (siehe dazu auch "Was ist eigentlich ein Register?" unter [[1._hello_blinking_world#Weiterführende Fragen und Infos]]) +    - Analysieren Sie das Verhalten der Register ''PORTB'' und der Mehrzweckregister ''R0...R31'' (eintragen von z.B. ''PORTB'' unter Name in der ersten Zeile und drücken von <Return>, oder anklicken bzw. markieren des Registers mit dem Cursor und <Return>). \\ Welches Mehrzweckregister scheint ein Auf- oder Abwärtszähler zu sein? (siehe dazu auch "Was ist eigentlich ein Register?" unter [[1_hello_blinking_world#Weiterführende Fragen und Infos]]) 
-    - Zählt der Zähler aufwärts oder abwärts? Ändern Sie dazu die Simulationsgeschwindigkeit über Rechtsklick auf den Hintergrund in Simulide >> ''Properties'' >> ''Speed''+    - Zählt der Zähler aufwärts oder abwärts? Ändern Sie dazu die Simulationsgeschwindigkeit bei den Einstellungen. Die Einstellungen sind über das Zahnrad in der Menüleiste oben links zu erreichen. Im Reiter ''Simulation'' kann die Geschwindigkeit geändert werden.
  
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Line 150: Line 150:
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---> Was ist DDRD, PORTD?#+--> Was ist DDRB, PORTB?#
  
 Die Anschlüsse (Pins) des Chips sind in 8er Gruppen sortiert, den sogenannten Ports. Die Anschlüsse (Pins) des Chips sind in 8er Gruppen sortiert, den sogenannten Ports.
Line 160: Line 160:
 Wenn das gewünschte Bit in PORTx logisch Eins geschrieben wird und der Pin als Ausgangspin konfiguriert ist, wird der Portpin auf high (eins) gesetzt. Wenn das gewünschte Bit in PORTx logisch Null geschrieben wird und der Pin als Ausgangspin konfiguriert ist, wird der Portpin auf Low (Null) getrieben.  Wenn das gewünschte Bit in PORTx logisch Eins geschrieben wird und der Pin als Ausgangspin konfiguriert ist, wird der Portpin auf high (eins) gesetzt. Wenn das gewünschte Bit in PORTx logisch Null geschrieben wird und der Pin als Ausgangspin konfiguriert ist, wird der Portpin auf Low (Null) getrieben. 
  
-Auch wenn ein Pink als Eingangspin konfiguriert wurde, hat PORTx eine Funktion. Wenn in diesem Fall das gewünschte Bit in PORTx logisch eins geschrieben wird, wird der Pull-up-Widerstand aktiviert. Ein Pull-up-Widerstand ist ein höherohmiger Widerstand (im Bereich $20 k\Omega$ ... $100 k\Omega$), der bei nicht weiter verbundenem Pin den ausgegebenen Wert auf logisch Eins zieht. Um den Pull-up-Widerstand auszuschalten, muss das gewünschte Bit in PORTx logisch Null geschrieben werden oder der Pin muss als Ausgangspin konfiguriert werden. +Auch wenn ein Pink als Eingangspin konfiguriert wurde, hat PORTx eine Funktion. Wenn in diesem Fall das gewünschte Bit in PORTx logisch eins geschrieben wird, wird der Pull-up-Widerstand aktiviert. Ein Pull-up-Widerstand ist ein höherohmiger Widerstand (im Bereich $20~\rm k\Omega$ ... $100~\rm k\Omega$), der bei nicht weiter verbundenem Pin den ausgegebenen Wert auf logisch Eins zieht. Um den Pull-up-Widerstand auszuschalten, muss das gewünschte Bit in PORTx logisch Null geschrieben werden oder der Pin muss als Ausgangspin konfiguriert werden. 
  
 Das Einlesen der Signale wird in einem späteren Kapitel erklärt. Das Einlesen der Signale wird in einem späteren Kapitel erklärt.
Line 177: Line 177:
 -->  Wie findet man die Namen der Anschlüsse? # -->  Wie findet man die Namen der Anschlüsse? #
  
-Die Namen sind im Datenblatt des verwendeten Microcontrollers zu finden. Das lässt sich in diesem Fall in einer Suchmaschine über ''atmega 88 "datasheet" site:microchip.com filetype:pdf'' finden, da es sich beim Datasheet um ein PDF des Herstellers Microchip handelt. Zum Lesen der Datenblätter empfiehlt sich ein Download und die Betrachtung über einen PDF-Viewer, welcher ein Inhaltsverzeichnis als Seitenleiste ermöglicht (z.B. Acrobat Reader). Ansonsten ist das Inhaltsverzeichnis häufig auch auf den hinteren Seiten des Datenblatts zu finden.+Die Namen sind im Datenblatt des verwendeten Microcontrollers zu finden. Datenblätter lassen sich allgemein mittels auf zwei Wegen finden: 
 +    - Mittels einer Suchmaschine über ''[IC Name] "datasheet" site:[Herstellername].com filetype:pdf'', da es sich beim Datasheet um ein PDF handelt.  
 +    - Direkt über die Hersteller-Seite 
 +Leider gibt es gerade bei dem ATMEGA88 auch ein **veraltetes** Datenblatt, welches just das ist, wass sich z.B. über Google leichter finden lässt. \\ 
 +in diesem Fall muss also über die Herstellerseite gesucht werden, bzw. bei der Suchmaschine ''ATMEGA88'' eingeben und anschließend auf die [[https://www.microchip.com/en-us/product/atmega88|Herstellerseite]] klicken.  
 + 
 +Zum Lesen der Datenblätter empfiehlt sich ein Download und die Betrachtung über einen PDF-Viewer, welcher ein Inhaltsverzeichnis als Seitenleiste ermöglicht (z.B. Acrobat Reader). Ansonsten ist das Inhaltsverzeichnis häufig auch auf den hinteren Seiten des Datenblatts zu finden.
  
 Die gesuchte Pinbelegung ist für den ATmega88 konkret auf Seite 3 unter "1. Pin Configurations": Die gesuchte Pinbelegung ist für den ATmega88 konkret auf Seite 3 unter "1. Pin Configurations":
  
-<WRAP right>{{url>http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-9365-Automotive-Microcontrollers-ATmega88-ATmega168_Datasheet.pdf#page=3+<WRAP right>{{url>https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/ATmega48_88_168_megaAVR-Data-Sheet-40002074.pdf#page=9
  600,400 noborder}}  600,400 noborder}}
 </WRAP> </WRAP>
Line 232: Line 238:
  // Die Zahl in folgender Zeile gibt die Bitposition in der nächsten Zeile an:  // Die Zahl in folgender Zeile gibt die Bitposition in der nächsten Zeile an:
  //     76543210  //     76543210
- DDRD=0b00000100;  // B2 soll als Ausgang genutzt werden+ DDRB=0b00000100;  // B2 soll als Ausgang genutzt werden
     while (1)      while (1) 
     {     {
Line 313: Line 319:
  ...  ...
  uint8_t a = DUMMY1; // DUMMY1 ist größer als 500  uint8_t a = DUMMY1; // DUMMY1 ist größer als 500
- uint8_t b = DUMMY2 * 2; // Ergebnis ist 5 + 3 *2 = 16 , nicht 10+ uint8_t b = DUMMY2 * 2; // Es wird 5 + 3 *2 = 11 ausgegeben, und nicht (5 + 3)*2 = 16
  ...  ...
 } }
Line 330: Line 336:
 --> Wie sähe der Code aus, wenn man sich an die Vorgaben für sauberen Code hielte?# --> Wie sähe der Code aus, wenn man sich an die Vorgaben für sauberen Code hielte?#
  
-Hierbei ist zu beachten, dass auch die Verwendung von delays vermieden werden soll. Diese sind ein "aktives Nichtstun" des Prozessors. Das heißt er kann in der Zeit nicht andere Aufgaben erledigen. Ein Multitasking ist damit nicht möglich. Da dies einer nachträglichen Erweiterung des Codes im Weg steht, sollten **generell keine delays** verwendet werden. Eine Ausnahme davon bildet Treiber-Code in welchem Microsekunden genaue Asgaben an einem Pin gemacht werden müssen.+Hierbei ist zu beachten, dass auch die Verwendung von delays vermieden werden soll. Diese sind ein "aktives Nichtstun" des Prozessors. Das heißt er kann in der Zeit nicht andere Aufgaben erledigen. Ein Multitasking ist damit nicht möglich. Da dies einer nachträglichen Erweiterung des Codes im Weg steht, sollten **generell keine delays** verwendet werden. Eine Ausnahme davon bildet Treiber-Code in welchem Pegeländerungen an einem Pin Microsekunden-genau umgesetzt werden müssen.
  
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