Unterschiede

Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen angezeigt.

--- microcontrollertechnik:2_sound_und_timer [2020/05/04 15:55]
tfischer
+++ microcontrollertechnik:2_sound_und_timer [2024/03/10 23:53] (aktuell)
mexleadmin
@@ Zeile 1: / Zeile 1: @@
-====== 2. Sound und Timer ======
+====== 2 Sound und Timer ======
+Details dazu sind auch unter [[https://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-GCC-Tutorial/Die_Timer_und_Z%C3%A4hler_des_AVR|Die Timer und Zähler des AVR]] bei mikrocontroller.net zu finden.
 ===== schnelles Takten für Anfänger =====
 <WRAP group>
 <WRAP column 30%>
@@ Zeile 9: / Zeile 12: @@
 Nach dieser Lektion sollten Sie:
-  - wissen, wie man im Atmel Studio eine Puls-Signal ausgibt
+  - wissen, wie man im Microchip Studio eine Puls-Signal ausgibt
@@ Zeile 15: / Zeile 18: @@
 ==== Video ====
-{{youtube>6PWEpY6SlSc?size=700x400}}
+{{youtube>_cRsC6pk_oc?size=700x400}}
 </WRAP> </WRAP>
+<WRAP hide>
+===== LCD Display ansteuern - wie kommt Test auf eine Anzeige? =====
+<WRAP group>
+<WRAP column 30%>
+==== Ziele ====
+Nach dieser Lektion sollten Sie:
+  - wissen, wie Display angesprochen wird
+</WRAP> <WRAP column 65%>
+==== Video ====
+{{youtube>p8r1EXRLQV0?size=700x400}}
+</WRAP> </WRAP>
+</WRAP>
 ==== Übung ====
-<WRAP group><WRAP column 60%>
 --> I. Vorarbeiten #
-  - installieren Sie [[0._hilfsmittel#atmel_studio|SimulIDE und Atmel Studio]]
+  - Laden Sie folgende Datei herunter:
-  - falls es Probleme bei der Programmierung gibt: nutzen Sie die [[elektronik_labor:Tipps für die Fehlersuche]]
+    - {{microcontrollertechnik:2._sound_und_timer.sim1}}
+    - {{microcontrollertechnik:2._sound_und_timer.hex}}
+    - {{microcontrollertechnik:lcd_lib_de.h}}
 <--
---> II. Eingabe in Atmel Studio #
+--> II. Analyse des fertigen Programms #
-  - öffnen Sie Atmel Studio
+  - Initialisieren des Programms
-  - Anlegen eines Sie ein neuen Projekts
+    - Öffnen Sie SimulIDE und öffnen Sie dort mittels {{microcontrollertechnik:simulide_open.jpg?25}} die Datei ''2_sound_und_timer.sim1''
-    - ''File'' >> ''New'' >> ''Project...''
+    - Laden Sie ''2_sound_und_timer.hex'' als firmware auf den Atmega88 Chip
-    - Wählen Sie "GCC C Executable Project", da ein ausführbares C Code Beispiel erstellt werden soll
+  - Betrachtung der neuen Komponenten
-    - Geben Sie bei Name ''Einfuehrung_v01'' und drücken Sie auf ''Ok''
+    - In der Simulation sind nun neben der LED weitere Komponenten zu sehen, die im Folgenden erklärt werden sollen
-    - Der Cursor sollte nun im Eingabefeld des Suchfenster für die Microcontroller stehen. Geben Sie dort ''328'' ein
+      - ein Display Hd44780
-    - Wählen Sie den ATmega328 aus den möglichen Chips aus und drücken Sie auf ''Ok''
+      - zwei Frequenzmesser, mit der Anzeige 0Hz
-  - Eingabe und Kompilieren des Code
+      - ein Lautsprecher mit Schalter
-    - Ersetzen Sie den vorhandenen Code, durch den rechts stehenden Code
+      - ein Oszilloskop
-    - Kompilieren Sie den Code durch ''Build'' >> ''Build solution''
+    - Starten Sie die Simulation
-    - 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
+      - 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.
-  - Auswählen der hex-Datei
+      - Am Frequenzmesser ist dennoch zu sehen, dass ein Signal mit Frequenzen zwischen $500...1000~\rm Hz$ ausgegeben wird.
-    - im Atmel Studio finden Sie rechts im Fenster den "Solution Explorer"
+      - Das Oszilloskopbild zeigt den Signal-Zeit-Verlauf, in welchem die länger und kürzer werdenden Wechsel von HIGH nach LOW sichtbar sind.
-    - gehen Sie dort im Solution Explorer zu ''Solution'' >> ''Einfuehrung_v01'' >> ''Output Files''
+      - Die LED zeigt nun an, ob es sich um einen aufsteigenden oder abfallenden Ton handelt
-    - klicken Sie mit rechter Maustaste auf ''Einfuehrung_v01.hex'' und wählen Sie Pfad und Name aus
+      - Das Display zeigt zusätzlich an, welches Experiment geladen ist
+    - Das Programm zu diesem Hexfile soll nun erstellt werden
 <--
---> III. Ausführung in Simulide #
+--> III. Eingabe in Microchip Studio #
-  - Öffnen Sie SimulIDE (unter ...\bin\simulide.exe)
+  - öffnen Sie Microchip Studio
-    - links in SimulIDE sollten Sie den Komponenten Browser finden. Wählen Sie dort ''Micro''>>''AVR''>>''atmega''>>''atmega328''
+  - legen Sie ein neues "GCC C Executable Project" mit dem Namen ''2_sound_und_timer'' für einen ATmega88 an
-    - Ziehen Sie den Eintrag ''atmega328'' per Drag and Drop in den Arbeitsbereich (rechter, beiger Teil des Fensters)
+  - Bevor das eigentliche Coding beginnt sollte immer eine Beschreibung dem Code vorangestellt werden. Hierzu kann folgende Vorlage verwendet werden: <sxh c; first-line: 1>
-    - 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
+Experiment 2:	Sound-Generator
-    - 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.
+Dateiname:		2_sound_und_timer.c
-  - Flashen der Software
-    - Klicken Sie rechts auf den Microcontroller und wählen Sie ''Load firmware''
+Autoren 	:	Peter Blinzinger
-    - Fügen Sie hier den Pfad und Name des oben erstellten ''Einfuehrung_v01.hex'' ein und öffnen Sie dieses
+				Prof. G. Gruhler 	(Hochschule Heilbronn, Fakultät T1)
-  - Starten der Simulation
+				D. Chilachava		(Georgische Technische Universität)
-    - klicken Sie im Menu den Power-on Button {{fa>power-off}}
+				T. Fischer		(Hochschule Heilbronn, Fakultät T1)
-    - Die Simulation startet
-  - Bugfixing
+Version:		1.3 vom 19.09.2022
-    - 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
+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 einem kleinen Lautsprecher (Buzzer) wird nur einem MEXLE-Board
+				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)
+=============================================================================*/
+</sxh> \\ Ändern Sie die folgenden Informationen, je nach Programm:
+    - ''Autor'': Der folgende Code basiert auf eine Version verschiedener Autoren, diese sind hier angegeben. Wenn Sie einen eigenen Code generieren sollte hier Ihr Name stehen. Dies ermöglicht eine Nachvollziehbarkeit bei Unklarheiten
+    - ''Version'': Um die Aktualität der Software zu erkennen sollte mindestens das Datum angegeben und bei Änderung immer aktualisiert werden
+    - ''Hardware'': Die getestete bzw. verwendete Hardware sollte angegeben werden, um nachvollziehen zu können, wie der Code getestet werden kann. Bei Simulationen sollte hier mindestens der verwendete Chipsatz (z.B. ATmega88) angegeben werden.
+    - ''Software'': Zum weiterverwenden des Codes ist die Angabe der Entwicklungsumgebung (engl. integated Development environment [[https://de.wikipedia.org/wiki/Integrierte_Entwicklungsumgebung|IDE]]) wichtig. Nicht selten gibt es bei größeren Projekten Schwierigkeiten, wenn IDE und Compiler geändert werden.
+    - ''Funktion'': Die Funktion des Programms sollte kurz erklärt werden. Damit wird dem Leser bereits vor dem Code schon Hinweise gegeben
+    - ''Display-Anzeige'': Ähnlich der Funktion ist auch eine Darstellung der (erwartbaren) Anzeige sinnvoll.
+    - ''Tastenfunktion'': Bei zukünftigen Anwendungen kann eine Eingabe von Tastenstellungen sinnvoll sein. Dies sollte hier angegeben werden
+    - ''Jumperstellungen'': [[https://de.wikipedia.org/wiki/Jumper_(Elektrotechnik)|Jumper]] bieten die Möglichkeit unterschiedliche Schaltungsteile der Hardware zu verbinden oder zu trennen. Damit können Hardwarefunktionalitäten aktiviert oder deaktiviert werden. Wenn verschiedene Jumperstellungen für ein Programm wichtig sind, so sollten diese angegeben werden.
+    - ''Fuses im uC'': Beim Microcontroller (auch μC oder uC abgekürzt) bieten die Möglichkeit interne Konfigurationen anzupassen. Diese werden über [[https://de.wikipedia.org/wiki/Fuse-Bit|Fuses]] eingestellt werden. Sind hier Funktionen für das Programm notwendig, so sollten diese angegeben werden
+    - ''Header-Files'': Werden weitere Softwareteile genutzt, so sollten diese über [[https://de.wikipedia.org/wiki/Header-Datei|Header-Dateien]] eingebunden. Diese sollten bereits schon vor dem eigentlichen Codeteil kurz erklärt werden. \\
+  - Nach der Beschreibung steht im Code der Deklarationsbereich: <sxh c; first-line: 40>
+// Deklarationen ==============================================================
+// Festlegung der Quarzfrequenz
+#ifndef F_CPU                   // optional definieren
+#define F_CPU 18432000UL        // MiniMEXLE nutzt einen ATmega88 mit 18,432 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     143          // minimale Periodendauer in "Timerticks"
+#define MAX_PER     239         // maximale Periodendauer in "Timerticks"
+#define WAIT_TIME   2000        // Wartezeit zwischen Flanken in ms
+// Makros
+#define	SET_BIT(BYTE, BIT)	((BYTE) |=  (1 << (BIT))) // Bit Zustand in Byte setzen
+#define CLR_BIT(BYTE, BIT)	((BYTE) &= ~(1 << (BIT))) // Bit Zustand in Byte loeschen
+#define TGL_BIT(BYTE, BIT) 	((BYTE) ^=  (1 << (BIT))) // Bit Zustand in Byte wechseln (toggle)
+// 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
+</sxh> \\ Bei den Deklarationen werden Vorgaben gemacht, welche wichtig sind, bevor der Code vor dem eigentlichen Prozessor oder Controller ausgeführt werden. Die Deklarationen weisen den Präprozessor an, bestimmte Vorgaben zu nutzen (Details zu Präprozessor und Compiler-Direktiven sind [[https://de.wikibooks.org/wiki/C-Programmierung:_Pr%C3%A4prozessor|hier]] zu finden). Folgende Punkte sollten mindestens angegeben werden:
+    - ''Quarzfrequenz'': Die Taktfrequenz des Microcontrollers kann entweder intern oder extern definiert werden. Diese Frequenz sollte immer angegeben werden. Wird dies nicht vorgenommen, kann es Probleme bei der Handhabung von Wartezeiten ("Delays") geben. In Simulide kann die Frequenz des externen Quarz eingegeben werden - diese sollte zum in der Software angegebenen Frequenz passen. Die Angabe ''#ifndef'' ist hier eine Compiler-Direktive und keine C-Code. Wie alle anderen Deklarationen sind alle Zeilen nach der einem ''#'' __vor__ der Ausführung des Codes im Controller zur Zeit der hexfile-Erstellung im Compiler wichtig. ''#ifndef'' prüft hierbei, ob ein Symbol bereits in einem anderen File definiert wurde.
+    - ''Header includes'': Header-Dateien sollten bereits aus der Informatik 2 bekannt sein. Bei IDEs wird häufig zwischen Dateien unterschieden,  welche in den Ordnern der IDE und Dateien, welche im Projektordner liegen. Hier sollen folgende Header-Dateien genutzt werden:
+      - ''<avr/io.h>'': Header-Datei, welche Input/Output Bezeichner für Pins und Ports definiert. Da im Folgenden bestimmte Ports angesprochen werden sollen, ist diese Header-Datei wichtig. Die Header-Datei liegt im Unterordner ''avr'' in den Ordnern der IDE. Diese wurde bereits schon im Bespiel [[1_hello_blinking_world]] verwendet.
+      - ''<util/delay.h>'': Header-Datei, welche einen einfachen Umgang mit Wartezeiten ermöglicht. Diese wurde bereits schon im Bespiel [[1_hello_blinking_world]] verwendet.
+      - ''%%"lcd_lib_de.h"%%'': Diese Header-Datei sollte im Projektordner eingefügt sein. Bei einem neuen Projekt ist sie dies noch nicht. <WRAP right>{{microcontrollertechnik:atmelstudio_addexistingitem.jpg?400}}</WRAP> <panel type="info" title="To Do: notwendige header-Dateien">**Bitte fügen Sie die Datei lcd_lib_de.h in den Projektordner ein** \\ Dazu sollten Sie im Solution Explorer auf das Projekt rechts-klicken (hier ''2. Sound und Timer'') >> Add >> Existing Item... (siehe Bild rechts). \\ Die gewünschte Datei (hier: die heruntergeladene ''lcd_lib_de.h'') auswählen und mit Add hinzufügen. Die Datei sollte nun im Solution Explorer angezeigt werden.</panel>
+    - ''#defines'': Über ''#defines'' kann vorgegeben werden, welcher Text durch den Präprozessor im Code ersetzt werden soll. Damit können Konstanten oder kurze Codeersetzungen (Makros) vorgegeben werden. In diesem Programm soll ein maximale und minimale Periodendauer, sowie eine Haltedauer für den höchsten und niedrigsten Ton vorgegeben werden. Zusätzlich sind drei Standardmakros vorgegeben, um
+      - ein Bit in einem Byte zu setzen (''SET_BIT(BYTE, BIT)''),
+      - ein Bit in einem Byte zu löschen (''CLR_BIT(BYTE, BIT)''), oder
+      - ein Bit in einem Byte zu invertieren (''TGL_BIT(BYTE, BIT)'').
+    - ''Funktionsprototypen'': Wie regulär bei der C-Programmierung sollten die verwendeten Funktion dem Compiler bekanntgemacht werden. \\
+  - Als nächstes folgt das Hauptprogramm:<sxh c; first-line: 69>
+// 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,PB2);
+		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,PB2);
+	}                           // Ende der unendlichen Schleife
+}
+</sxh> Das Hauptprogramm besteht aus folgenden Teilen:
+    - **Initialisierungsteil**: Zu Beginn werden einmalig-abzuarbeitende Programmteile ausgeführt. Darunter fällt insbesondere die Konfiguration der Hardware. Für die Ausgabe eines Signals muss das Direction-Register vorbereitet werden. Zusätzlich muss das Timer-Counter-Modul für die Ausgabe eines Wechselsignals (Pulsweiten-moduliertes Signal, PWM-Signal) vorbereitet werden. Diese wird über die Unterfunktionen ''init()'' und ''initDisplay()'' vorgenommen
+    - **Endlosschleife**: damit ein Programm vom Microcontroller dauerhaft ausgeführt wird, muss dies in einer Schleife eingebunden sein. Diese wird durch das Konstrukt ''while(1){''...''}'' vorgegeben.
+    - In der Endlosschleife sind scheinen die Zeilen 77..82 und 84..89 ganz ähnlich auszusehen.
+      - Dort wird zunächst in einer for-Schleife das Register ''OCR0A'' von der maximalen Periodendauer ''MAX_PER'' zur minimalen ''MIN_PER'' heruntergezählt und beim Zählschritt jeweils 10 Millisekunden gewartet (''_delay_ms(10)''). Wie im Video dargestellt, bietet es sich an für die Details zum Output Compare Register (''OCR0A'') den entsprechenden Teil des [[https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/ATmega48_88_168_megaAVR-Data-Sheet-40002074.pdf|ATmega88]]-Datenblatts durchzulesen. Als leichten Einstieg kann auch die [[https://www-user.tu-chemnitz.de/~heha/viewchm.php/hs/ATmegaX8.chm/|deutsche Übersetzung des ATmega88-Datenblatts]] per Index nach ''OCR0A'' durchsucht werden.
+      - Nachdem bis zur kürzesten Periode gezählt wurde, soll der höchste Ton die Dauer von ''WAIT_TIME'' Millisekunden gehalten werden.
+      - Der Zustand der LED soll dann gewechselt werden.
+      - In den Zeilen 84..89 ist das gleiche für eine länger werdende Periodendauer eingefügt. Der einzige Unterschied besteht darin, das in der for-Schleife nun herauf statt herunter gezählt wird. \\
+  - Nach dem Hauptprogramm sind die Unterfunktionen aufgelistet: <sxh c; first-line: 93>
+// Funktionen =================================================================
+// Generelle Initialisierungsfunktion
+void init()
+{
+	initPorts();				// Ports auf Ausgang schalten
+	initTimer();				// Timer zur Sounderzeugung starten
+}
+// Initialisierung der I/O-Ports
+void initPorts()
+{
+	DDRB |= (1<<DDB2);			// 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 und Toggle Mode nur für OC0B aktivieren
+	TCCR0B = (1<<CS01 | 1<<CS00);		// Timer-Vorteiler /64
+	OCR0A = MAX_PER;			// Start mit tiefstem Ton
+}
+</sxh>
+    - ''void init()'': Bei längeren Programmen bietet es sich an eine übergeordnete init-Funktion anzulegen, aus welcher die einzelnen Initialisierungen von Sensoren und ähnlichem aus aufgerufen werden.
+    - ''void initPorts()'': In dieser Funktion werden die Data Direction Register der Ports B und D korrekt zugewiesen.
+    - ''void initTimer()'': für das Timer Modul muss der gewünschte "Clear Timer on Compare" Modus und Hardware-Vorteiler gewählt werden. \\ Mit dem Teiler $r_{\rm prescaler}=64$ ergibt sich für die Timer-Schritte pro Sekunde: \\ \begin{align*} f_{\rm Timer}= f_{\rm Quarz} / r_{\rm prescaler} = 18'432'000 ~\rm Hz / 64 =288'000 ~\rm Hz \end{align*} Da mit ''COM0B0 = 0'' ein Invertieren des Ausgangs eingestellt wurde, wäre die höchste ausgegebene Frequenz $f_{\rm out, max}= f_{\rm Timer}/2 = 144'000 ~\rm Hz$. \\ Diese würde sich ergeben, wenn der Timer angewiesen würde nur einen Schritt zu zählen. Für eine Frequenz von $f_{\rm out}= 1'000~\rm Hz$ muss ''OCR0A'' wiefolgt gesetzt werden: \begin{align*} {\rm OCR0A}=f_{\rm out, max}/f_{\rm out}-1=144'000 ~\rm Hz / 1'000~\rm Hz - 1= 143 \end{align*}  Dies entspricht gerade ''MIN_PER = 143''. \\ \\
+  - Ansprechen des Displays: <sxh c; first-line: 118>
+// 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
+</sxh> In der Funktion ''void initDisplay'' wird das Display angewiesen Daten auszugeben
+    - ''lcd_init()'': Diese Unterfunktion sollte immer ausgeführt werden, bevor das Display angesprochen werden soll.
+    - ''lcd_gotoxy(x,y)'': Diese Funktion weist das Display an die kommende Ausgabe an der Position x,y auszugeben.
+    - ''lcd_putstr(string)'': Gibt einen vordefinierten Text an der aktuellen Position aus.
 <--
+--> IV. Ausführung in Simulide #
+  - Geben Sie die oben dargestellten Codezeilen nacheinander ein und Kompilieren Sie den Code.
+  - Öffnen Sie Ihre hex-Datei in SimulIDE und testen Sie, ob diese die gleiche Ausgabe erzeugt
+<--
 \\
-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:
+Sie sollten sich nach der Übung die ersten Kenntnisse mit dem Umgang der Umgebung angeeignet haben. Bitte arbeiten Sie folgende Aufgaben durch:
 --> Aufgaben#
-  - Welche [[Vorgaben für die Softwareentwicklung]] wurden verletzt, trotzdem das Programm lauffähig ist? (Interrupts werden erst in späteren Übungen erklärt)
+  - Klicken Sie mit rechter Maustaste bei ''main()'' auf ''WAIT_TIME'' und dann auf Goto implementation. Sie werden feststellen, dass der Cursor auf die Deklaration des Wertes springt. Versuchen Sie selbiges bei ''initDisplay'' an ''lcd_putstr'' und wählen Sie die Variante, welche ein ''**{...}**'' angefügt hat. Hier sehen Sie die den Code in der header-Datei, der für die Übergabe des Strings an das Display verantwortlich ist. Dort kann in gleicher Art ''lcd_putc'' und ''lcd_write'' weiterverfolgt werden. In ''lcd_write'' und ''lcd_enable'' wird die Übergabe der Werte an das Display abgearbeitet.  Dazu werden zunächst die Daten am Datenport ausgegeben und anschließend die Steuerleitung gepulst aktiviert. \\ Verfolgen Sie ''lcd_gotoxy'' nach. Wie wird das übertragen?
-  - 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?
+  - Wieso wird an Pin B5 überhaupt was ausgegeben? Im Programm wird doch nirgends PORTB gesetzt, oder?
-  - 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:
+    - Versuchen Sie mit dem [[http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/Atmel-9365-Automotive-Microcontrollers-ATmega88-ATmega168_Datasheet.pdf#page=75|Datenblatt]] (Seite 75ff insbesondere Kapitel 12.4) herauszufinden wie das funktioniert.
+    - Prüfen Sie dazu im Datenblatt auch nach, was an Pin B5 noch für Funktionen hängen (Kapitel 1. Pin Configurations).
-<WRAP right 80%>
+    - Warum wird zwar ''OCR0**A**'' als Vorgabe genutzt, aber ''OC0**B**'' als Ausgabe gewählt (siehe Zeile: ''TCCR0A = (1<nowiki><<</nowiki>WGM01) |(1<nowiki><<</nowiki>**COM0B0**)'')?
-> Abhängig von der Version der Bibliothek verhalten sich die Bibliotheksfunktionen etwas unterschiedlich.
+  - Wie ist es möglich bei aufsteigender und abfallender Frequenz einen entsprechenden Text am Display auszugeben? Ändern Sie den Code geeignet.
-</WRAP>
+  - Versuchen Sie das Programm so zu variieren, dass es ein Martinshorn ausgibt. Suchen Sie dazu zunächst die benötigten Frequenzen und ändern Sie das Programm passend ab.
+  - Können Sie eine kleine Melodie ausgeben? Versuchen Sie z.B. "Alle meine Entchen", oder eine Melodie ihrer Wahl.
 <--
-</WRAP><WRAP column 35%>
-<code C [enable_line_numbers=1, start_line_numbers_at=1] main.c>
-#define F_CPU 8000000UL
-#include <avr/io.h>
-#include <util/delay.h>
-int main(void)
+  * Diese [[https://www.falstad.com/circuit/circuitjs.html?ctz=CQAgzCCsB0AsBMkywOz3egDNgjAUwFoBOEHaFbeTMIo2bOzeKTKEWCSQnHAKACUQrWAA4QBHGABs7MThDMcIjlWwLokdZtaYNvKilJUFI1jkywTYywGEAyvF4AZI63inX4CwqEgAZgCGADYAznhsmM6kkMzuZjFelsysgaHh2vqYhjgJcaTSVuwg9nwGpMomZlJi7tbFdpEuSkkezYk+8qlhEbwA7uUtZhVUYpEAsiBSUoOT0+2xei4iYLEey8xg3sn+wd0ZZeuVICI4MrVFADohKLwAHscc4KggRIjgkMIKlgDyNvyYAEFMoZlDU1itCpYrlIoqCjnDNklfF10kJYR48iIPIiOjs0j0Dhi1nNzlCQrBgccSWtRJCQFdILDqawRHMcdsUT0XK8wawefNkbtUZEyvy8kQcKs6ldSlkXrAZmKsZcQo15YqFQLOkKuS9JUcJRstqQ8Xs0aL9ZiiGdlWTHAdrfCidKQmBYY6rTJ2YL8RkJtU3B4AwL4HoJihLR4I0akaHGf6PUHHd647xw1JA6wUBmQ2GQChs0cC17janw5q8ihNSm82hefn3LnGS5pFVWGACqc3CbORl7lJIJoOyQUBDkMwkpYACo2AByU7VOUUOckMi7PhSOoyTQSc1XkyRm99aP6NGYBFp8AhF9GfQU18vELmkXutHANFIRCHCCK8GnNj+TAACE72jWQXhzWlIn6ChLEgGQv2YeCT0mR05joSxnzvaoxDQF4CjwyJBFZSwCExDwyI8HR2FYbRfF0Rk2iXA9P2YPdwF4U5JxYp8kgsEhzAiNg6Lo2i2E5aDokUQtmPXSTmMdPDHXkhIeGYVp9UkvCcE1VpNUkvTLA05I71kxtlUlW9+gs8y5ELAy7JkbT7NM1TNUdHTLEkjz3LOTArIghR-IbIKAuYtYWR0O8IuOYQAr-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-rLv2+eu8AyIUxN-O+OD+xBEZC-0Xv+tJf5rk0pxD4pALCjAgYRE02wK4QOvHISB21CrIKQRCMK1B1IILYl9SYyp-74Nwq9WYk4xA4S+AFKYMxqGUJQlIAeMgGFMLwcGRATDGH0KJKwNh99UJnDmMwvqoEtiCI9NPWCw18yiLwWBSs+pP51kPpYJReRHpuDmKoiRN0sxdW0TUZCSjR7XQMU5CsfCqwzEsQoCx70VF2ICtmZeTi6FaQrLdax-0yiqKjJGOobpvEVijA3W0ChKTFiLDmUk5o5QuMrEEuospDBCLyGw0JjJvHd34XSCkZQ0k8OpHUGEeTT7TDBHUG4lctroQqNPdayp1p1N2nyCoVE7zHU2i8Zpp1n6DQqMpaKyE1J3R6qAh+vSRkQLwbvQKHTAoORZONLaypRpLSUhUJOJD1p122YRdphYCDITzuIPhcy25dJkIcka7SNnPVIg9aKyoyJ9NIh1ayw87niGMS3e5fIDkPJgjoqAhYAXAq9MwIxJDIAbIKpAA5-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-DZGdGgiIxlFceAcnXRXFgAyC4aM8YS27S+59aNpOyZCFIK4KA1MAglvugA4ljPAemjPKauCINT3w0aWefTZkIDmQiShlOLNGpmLNWbc2AaEMoFNoycPDAA5oeydGnkZ9sxm5nzfmXPWZkzKSAIWZQqbRk5lLiWgueZU55lWvmzN5bS+5mUhnPNBdK-51zFWcBECyzKBzOXnMBca8ZzzHnmt1fK-pyQ8mu04GM2FyL0XvjxbiwlirtXwtRcnVNzGM3EsZbRoJkTYmJNSca+LEICnPP7ZyFV1TG3hOifE0ESTiWu2HfMDKZrB2u3rc25dnbbmnuHa+wVv8Z3kudcG91v7B2fO5cB-J-b6B5PrYBw1-TV5WvydC297b13dsI4ywdmH8mPOKv+2ViHoP5NfcM+1gb8nqvwG65sEzhP4e4+R-JsbqOrs3bm3dq4tPXQFeQAT+rqWEfVb566MHHWGei654dsAsP6eC6579mnKOLto-Z-pmX8mudY+kFz7rsuBeBf22AGnbXwcS7AB5mgymStw-l66YX0u+us4+xV+gmvyRdqo8pw762FuTem-FtziPxuLeW6txrfW-dLYD7N9XZOo9h8D67nzCeY+BfmxN6PK2k8I7a7btzXv7cK8ZwdgrTX0tc+U7V2cOMKfkiN8L37eOy9PZO0p8kmELhXC7SrbvGgu8hCx+LTXqnVOeYHwp0fg+5Mj9VAPrHk-x9XBRPPgfI2J9r9X0v7HU+h8b93zPnfc+x-D6Pxlk-+-p9j8X3GWft+DOb4f934Lz-t+L-P9Pt-q+L+z975-wzr+p+7+W+QB3+n+oBz+Y+ABc+X+B+sBV+4Bl+f+WO0B6+s+H+e+6BIBSBW+qBd+-eR+9+N+BBxBC+E+JB5BWOf+DmkBn+1BYBjIVGwgW6JKtcEI8gl6N6d6D6T6L6b6H6kwDIQgfeWOmgUOr+Yh7uohpAUhQh92y+QoY+Zgshg+Mh2On+kh6hL2ahh22h4hMBmhuhch8mGgCgJhmg1WFh3eghqoOhEhdhBhDh2hlhThQh+heh7uzh1h7hbhnhvhWhQh1WyhARqhPhoRfhqhQRZhB2phh2cY0R8RcRsR5hCRphXaHm2h6REh2EeamoIqLEkkvKt0RRjKhYEIvKXicovKf4PC9Uo6-6gGwGlIrY94GwwwEIB6x6UQLRuqHYZwb8PYW4MShg1RwU0qiUlgiMAQtwxaI0pA+4UUZqCx8xBQzyRQNgM4YC7YK4CQZ4Uk-GtEzRK41YnYmotgmxf6EE8gI8taDY1xOkhgL4+YMuXy1ALwagI8ag3EfgOMVw3ah6AAXn2sEICVjIevDPHAcMDG2rFKwM2p8DcFCZcm0KYHCaNjIJhI2sDA1KiXqsFJYLknKCcJcqVLiRICnHBFiSSfvB8ewkUEkkDCSRFHCdThOMMYyXqkArSfUfaESdiRgrSQlJYG6JcechIJgJoM2iOo8XcKipANcQcpAPchiV8CAH2jYFcDYNdpOqul3jbF2mMAABIAm8CXHuAkDimXK3F-jXL3ASAKmGB0CpwEmqncZox4B2CTrBAvpgKVqOhDK1pIRrgNoqoNTaRVohTjD5AJBSn5AwpbQLDwKSAhJmArAjq3hNBplHDJmcbGhhpuqUg5nZmBl0i+rAQBpGCnyShsjGiurCiFkxp5CSiXjWq2rATyRZmELNluCfzVlJBDKEJ0kRqPyVkzARrFF+kyB8KShHKVpzw0pGC3TDLdmuKdRLn6grnTlhmKANSsqLmmL7nzKykllJycbHSpyaDcQ8E6aykiA4ZJwISQypypqqnFw8yZw4ymTICrSpk5qlQdkJABmahXw5BGrIQjw7kfKKA+CaBJkRkQVGDDzZSgVGBDLeCSgeToUwUhmLleo7nqokIYVrjoURkrJarnitR0lrERrXiUWIJ7mqpnADkJRDmdQsXMW-KypgxLlUWgrmCII4KpyEW7lGAlp4KMW+DmAwKRCXGSDQqopyjmCsiHzyBPHmBEAQBJwCRUCSkgqqkADqAQWm0A5meA8ccaCARGcgMQqGVGv4-4gEIEO4WwrQHwwptZpo9ZZqbl2Zog5SRQ+l5mdqvJ2Q8E9YOQuQoSgVdqFZFa4VYVAodZBIilqAigG5sAA5nw0V2AUQpwb8rQUgY4eZnlPQcag4wpH4pw4C449lIA6a-wQICAEAx8k4e8V0TVXwe8mgf4GwT5kQHVLVPE2UA1EAyAGGdlY1aIHVpgqGSpXSCac1-VOGpge8UMTA7wEAS1EAF0bgFAd07Yi1vA016128JAO1h8JAW10Co18p+QzwMuqlR1OG2ahg28a4yANG4CV1Ule871sAAi1yH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Schaltung]] skizziert die Struktur des Timer/Counters im CTC Mode
-{
-	DDRD=0b01000000;
-    while (1)
-    {
-		PORTD |= (1<<6);
-		_delay_ms(1000);
-		PORTD &= ~(1<<6);
-		_delay_ms(1000);
-    }
-}
-</code>
-<WRAP right><panel type="default">
-<imgcaption pic1| einfache Diodenschaltung in SimulIDE>
-</imgcaption>
-{{drawio>SimulIDE_einfache_Diodenschaltung}}
-</panel></WRAP>
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