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AVR Programmierung für Dummies
Im Video werden im ersten Teil (bis 15min30sec) die Grundkonzepte für die AVR Programmierung erklärt.
Achtung!
Ab der 16. Minute geht es in die Assembler Programmierung. Dies ist nicht Teil des Kurses Mikroprozessortechnik.
Ziele
Nach dieser Lektion sollten Sie:
- die verschiedenen Pins von AVR Chips kennen.
- die verschiedenen Arten von Speichern in Chips kennen.
- wissen was Register sind.
- wissen für was das Spezialregister DDRx (x={A, B, C, D}) nützlich ist.
Video
1. Hello Blinking World
Ziele
Nach dieser Lektion sollten Sie:
- wissen, wie man im Atmel Studio ein Projekt anlegt.
- 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.
weiterführende Links
- kurzes Youtube Video: ein einzelnes Bit setzen oder löschen mit bitweisen Operationen
Video
Übung
- I. Vorarbeiten
-
- installieren Sie SimulIDE und Atmel Studio
- falls es Probleme bei der Programmierung gibt: nutzen Sie die Tipps für die Fehlersuche
- II. Eingabe in Atmel Studio
-
- öffnen Sie Atmel Studio
- Anlegen eines Sie ein neuen Projekts
File
»New
»Project…
- Wählen Sie „GCC C Executable Project“, da ein ausführbares C Code Beispiel erstellt werden soll
- Geben Sie bei Name
Einfuehrung_v01
und drücken Sie aufOk
- Der Cursor sollte nun im Eingabefeld des Suchfenster für die Microcontroller stehen. Geben Sie dort
328
ein - Wählen Sie den ATmega328 aus den möglichen Chips aus und drücken Sie auf
Ok
- 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
- 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 Übungen an:
- Übungen
-
- 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?
- main.c
- #define F_CPU 8000000UL
- #include <avr/io.h>
- #include <util/delay.h>
- int main(void)
- {
- DDRD=0b01000000;
- while (1)
- {
- PORTD |= (1<<6);
- _delay_ms(1000);
- PORTD &= ~(1<<6);
- _delay_ms(1000);
- }
- }