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microcontrollertechnik:5_menuefuehrung [2022/09/20 03:18]
tfischer 		microcontrollertechnik:5_menuefuehrung [2024/03/29 20:24] (aktuell)
mexleadmin
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-====== 5. Menüführung ======+====== 5 Menüführung ======
  
 ==== Ziele ==== ==== Ziele ====
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   - Initialisieren des Programms    - Initialisieren des Programms 
     - Öffnen Sie SimulIDE und öffnen Sie dort mittels {{microcontrollertechnik:simulide_open.jpg?25}} die Datei ''5._menuefuehrung.sim1''      - Öffnen Sie SimulIDE und öffnen Sie dort mittels {{microcontrollertechnik:simulide_open.jpg?25}} die Datei ''5._menuefuehrung.sim1'' 
-    - Laden Sie ''5._menuefuehrung.hex'' als firmware auf den 328 Chip+    - Laden Sie ''5._menuefuehrung.hex'' als firmware auf den 88 Chip
     - Zunächst wird eine Startanzeige mit dem Namen des Programms dargestellt.     - Zunächst wird eine Startanzeige mit dem Namen des Programms dargestellt.
     - Als nächstes ist im Display ein Menu zu sehen, in dem verschiedene Programme P1 ... P4 durch Tastendruck auswählbar ist. Dadurch sind die bisherigen Programme auswählbar. Im Unterprogramm ermöglicht der Schalter S1 das Zurückspringen ins Menu.     - Als nächstes ist im Display ein Menu zu sehen, in dem verschiedene Programme P1 ... P4 durch Tastendruck auswählbar ist. Dadurch sind die bisherigen Programme auswählbar. Im Unterprogramm ermöglicht der Schalter S1 das Zurückspringen ins Menu.
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 <-- <--
---> III. Eingabe in Atmel Studio #+--> III. Eingabe in Microchip Studio #
 <WRAP group><WRAP column 40%><sxh c; first-line: 1> <WRAP group><WRAP column 40%><sxh c; first-line: 1>
 +/*=============================================================================
 +  
 +Experiment 5:   Programm-Menu
 +=============   =============
  
 +Dateiname:   Program_Menu.c
 +  
 +Autoren: Peter Blinzinger
 + Prof. G. Gruhler (Hochschule Heilbronn)
 + D. Chilachava (Georgische Technische Universitaet)
 +  
 +Version: 1.2 vom 29.04.2020
 +  
 +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:    Unter einer gemeinsamen Programmoberflaeche werden vier Teil-
 + programme verwaltet. Dies sind:
 + P1: Blinking LED
 + P2: Creating Sound
 + P3: Logic Functions
 + P4: Up/Down-Counter
 + Der Start der Teilprogramme erfolgt den zugeordneten Funktions-
 + tasten. Nach dem Abbruch eines Teilprogramms (immer mit S1)
 + wird wieder die Programmauswahl gestartet.
 +  
 +Displayanzeige: Start (fuer 2s): Betrieb (Hauptebene):
 + +----------------+   +----------------+
 + |- Experiment 5 -|   |   Main Level   |
 + |  Program Menu  |   | P1  P2  P3  P4 |
 + +----------------+   +----------------+
 +  
 + Anzeige fuer Teilprogramme siehe bei einzelnen Programmen
 +  
 +Tastenfunktion: Im Hauptprogramm rufen S1 .. S4 die 4 Teiprogramme auf.
 + Im Teilprogramm ist die Funktion unterschiedlich (siehe dort)
 +  
 +Jumperstellung: Auswirkung nur im Teilprogramm "Sound": 
 + Schalter muss fuer des Buzzer zwischen geschlossen 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 18432000UL // ATmega 88 mit 18,432 MHz Quarz
 +#endif   
 +  
 +  
 +// Include von Header-Dateien
 +#include <avr/io.h>    // I/O-Konfiguration (intern weitere Dateien)
 +#include <stdbool.h>   // Bibliothek fuer Bit-Variable
 +#include <avr/interrupt.h> // Definition von Interrupts
 +#include <util/delay.h>    // Definition von Delays (Wartezeiten)
 +#include "lcd_lib_de.h" // Header-Datei fuer LCD-Anzeige
 +  
 +  
 +// 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)
 +#define GET_BIT(BYTE, BIT)  ((BYTE) &   (1 << (BIT))) // Bit Zustand in Byte einlesen
 +  
 +// Konstanten
 +#define VORTEILER_WERT 90  // Faktor Vorteiler = 60
 +#define HUNDERTSTEL_WERT 10  // Faktor Hundertstel = 10
 +#define ZEHNTEL_WERT 10  // Faktor Zehntel = 10
 +  
 +#define ON_TIME 100 // "Ein-Zeit" in Inkrementen zu 100 ms
 +#define OFF_TIME 100 // "Aus-Zeit" in Inkrementen zu 100 ms
 +  
 +#define MIN_PER 143 // minimale Periodendauer in "Timerticks"    
 +#define MAX_PER 239 // maximale Periodendauer in "Timerticks"    
 +#define WAIT_SND 2000// Wartezeit zwischen zum Tonwechsel in ms
 +#define WAIT_LED 1000// Wartezeit zwischen zum Blinkwechsel der LED in ms
 + 
 +#define ASC_ZERO 0x30// ASCII-Zeichen '0'
 +#define ASC_ONE 0x31// ASCII-Zeichen '1'
 +  
 +  
 +// Variable
 +unsigned char vorteiler   = VORTEILER_WERT;   // Zaehlvariable Vorteiler
 +unsigned char hundertstel = HUNDERTSTEL_WERT; // Zaehlvariable Hundertstel
 +unsigned char modus   = 0; // Programmmodus
 +  
 +int counter = 0000; // Variable fuer Zaehler
 +  
 +bool timertick; // Bit-Botschaft alle 0,111ms (Timer-Interrupt)
 +bool takt10ms;   // Bit-Botschaft alle 10ms
 +bool takt100ms; // Bit-Botschaft alle 100ms
 +  
 +bool sw1_neu = 1;    // Bitspeicher fuer Taste 1
 +bool sw2_neu = 1;    // Bitspeicher fuer Taste 2
 +bool sw3_neu = 1;    // Bitspeicher fuer Taste 3
 +bool sw4_neu = 1;    // Bitspeicher fuer Taste 4
 +  
 +bool sw1_alt = 1;    // alter Wert von Taste 1
 +bool sw2_alt = 1;    // alter Wert von Taste 2
 +bool sw3_alt = 1;    // alter Wert von Taste 3
 +bool sw4_alt = 1;    // alter Wert von Taste 4
 +  
 +bool sw1_slope = 0; // Flankenspeicher fuer Taste 1
 +bool sw2_slope = 0; // Flankenspeicher fuer Taste 2
 +bool sw3_slope = 0; // Flankenspeicher fuer Taste 3
 +bool sw4_slope = 0; // Flankenspeicher fuer Taste 4
 +  
 +  
 +// Funktionsprototypen
 +void initTimer0(void);   // Timer 0 initialisieren (Soundgenerierung)
 +void initDisplay(void); // Initialisierung des Displays
 + 
 +void readButton(void);   // Tasten einlesen
 +void getChoiceInMainMenu(void); // Hauptmenu bearbeiten
 +void showMainDisplay(void); // Anzeige des Hauptmenus
 +  
 +void doBlinkingLed(void);    // Teilprogramm 1: Blinkende LED
 +void showBlinkingLedDisplay(void); // Anzeige zu Teilprogramm 1
 +  
 +void doSound(void); // Teilprogramm 2: Soundgenerierung
 +void showSoundDisplay(void); // Anzeige zu Teilprogramm 2
 +  
 +void doLogicFunctions(void); // Teilprogramm 3: Logische Funktionen
 +void showLogicDisplay(void); // Anzeige zu Teilprogramm 3
 +  
 +void doCounterProg(void);    // Teilprogramm 4: Zaehler
 +void showCounterDisplay(void);  // Anzeige zu Teilprogramm 4
 +  
 +// Hauptprogramm ==============================================================
 +  
 +int main()
 +{
 + initDisplay(); // Initialisierung LCD-Anzeige
 +   
 + TCCR2A = 0; // Timer 2 auf "Normal Mode": Basistakt
 + TCCR2B |= (1<<CS01); // mit Prescaler /8 betreiben
 + TIMSK2 |= (1<<TOIE2); // Overflow-Interrupt aktivieren
 +  
 + sei(); // generell Interrupts einschalten
 +  
 + while(1) // unendliche Schleife
 + {
 + switch(modus) // Programmverteiler: Variable "modus"
 + {
 + case 0: // Modus 0: Hauptmenu
 + showMainDisplay();
 + getChoiceInMainMenu();
 + break;
 +  
 + case 1: // Modus 1: Blinkende LED
 + doBlinkingLed(); // Programm laeuft bis zum Abbruch
 + modus = 0; // danach auf Hauptmenu zurueckschalten
 + break;
 +  
 + case 2: // Modus 2: Soundgenerierung
 + doSound(); // Programm laeuft bis zum Abbruch
 + modus = 0; // danach auf Hauptmenu zurueckschalten
 + break;
 +  
 + case 3: // Modus 3: Logische Funktionen
 + doLogicFunctions(); // Programm laeuft bis zum Abbruch
 + modus = 0; // danach auf Hauptmenu zurueckschalten
 + break;
 +   
 + case 4: // Modus 4: Up-Down-Counter
 + doCounterProg(); // Programm laeuft bis zum Abbruch
 + modus = 0; // danach auf Hauptmenu zurueckschalten
 + break;
 + }
 + }
 + return 0;
 +}
 +  
 +  
 +// Interrupt-Routine ==========================================================
 +ISR(TIMER2_OVF_vect)
 +  
 +// In der Interrupt-Routine sind die Softwareteiler realisiert, durch die Takt-
 +// botschaften (10ms, 100ms) erzeugt werden. Die Interrupts werden von Timer 2
 +// ausgeloest.
 +  
 +{
 + timertick = 1; // Botschaft 0,166ms senden
 + --vorteiler; // Vorteiler dekrementieren
 + if (vorteiler==0) // wenn 0 erreicht: 10ms abgelaufen
 + {
 + vorteiler = VORTEILER_WERT; // Vorteiler auf Startwert
 + takt10ms = 1; // Botschaft 10ms senden
 + readButton();
 + --hundertstel; // Hunderstelzaehler dekrementieren
 +   
 + if (hundertstel==0) // wenn 0 erreicht: 100ms abgelaufen
 + {
 + hundertstel = HUNDERTSTEL_WERT; // Teiler auf Startwert
 + takt100ms = 1; // Botschaft 100ms senden
 +   
 + }   
 + }
 +}
  
 +  
 +// Funktion Tasten einlesen ===================================================
 +void readButton(void)
 +{
 + //   Bitposition im Register:
 + // __76543210
 + DDRC = DDRC & 0b11110000; // Zunaechst Port B auf Eingabe schalten
 + PORTC = 0b00001111; // Pullup-Rs eingeschaltet
 + _delay_us(1); // Umschalten der Hardware-Signale abwarten
 +
 + // Einlesen der 4 Tastensignale
 + sw1_neu = (PINC & (1 << PC0));
 + sw2_neu = (PINC & (1 << PC1));
 + sw3_neu = (PINC & (1 << PC2));
 + sw4_neu = (PINC & (1 << PC3));
 +  
 + DDRC = DDRC | 0b00001111;    // Am Ende Port B wieder auf Ausgabe schalten
 +
 + // Auswerten der Flanken beim Druecken
 +  
 + if ((sw1_neu==0)&(sw1_alt==1))  // wenn Taste 1 soeben gedrueckt wurde: 
 + sw1_slope = 1; // Flankenbit Taste 1 setzen
 +  
 + if ((sw2_neu==0)&(sw2_alt==1))  // wenn Taste 2 eben gedrueckt wurde:
 + sw2_slope = 1; // Flankenbit Taste 2 setzen
 +   
 + if ((sw3_neu==0)&(sw3_alt==1))  // wenn Taste 3 eben gedrueckt wurde:
 + sw3_slope = 1; // Flankenbit Taste 3 setzen
 +   
 + if ((sw4_neu==0)&(sw4_alt==1))  // wenn Taste 4 eben gedrueckt wurde:
 + sw4_slope = 1; // Flankenbit Taste 4 setzen
 +  
 + // Zwischenspeichern aktuelle Tastenwerte
 + sw1_alt = sw1_neu; // aktuelle Tastenwerte speichern
 + sw2_alt = sw2_neu; // in Variable fuer alte Werte
 + sw3_alt = sw3_neu;
 + sw4_alt = sw4_neu;  
 +}
 +
 +  
 +// Initialisierung 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 5 -"); // Ausgabe Festtext: 16 Zeichen
 +  
 + lcd_gotoxy(1,0); // Cursor auf 2. Zeile, 1. Zeichen
 + lcd_putstr("  Program Menu  "); // Ausgabe Festtext: 16 Zeichen
 +  
 + _delay_ms(2000); // Wartezeit nach Initialisierung
 +  
 + showMainDisplay();
 +}
 +  
 +  
 +// Anzeige Hauptmenu ==========================================================
 +void showMainDisplay()
 +{
 + lcd_gotoxy(0,0); // Cursor auf 1. Zeile, 1. Zeichen
 + lcd_putstr("   Main Level   "); // Ausgabe Festtext: 16 Zeichen
 +  
 + lcd_gotoxy(1,0); // Cursor auf 2. Zeile, 1. Zeichen
 + lcd_putstr(" P1  P2  P3  P4 "); // Ausgabe Festtext: 16 Zeichen
 +  
 +}    // Ende der Funktion
 + 
 +  
 +/* Teilprogramm 1: Blinkende LED ==============================================
 +  
 +Funktion:    Die gelbe LED (LED 3) in der Schaltung blinkt mit einer
 + Periodendauer von 2 Sekunden (1 s ein, 1 s aus). Auf dem LCD-
 + Display wird rechts unten der Wert der LED ("1" oder "0") als
 + Zahl dargestellt. Abbruch mit Taste S1 nach voller Periode.
 +  
 +Displayanzeige: +----------------+
 + |P1: Blinking LED|
 + |Home    1|
 + +----------------+
 +  
 +Tastenfunktion: S1 Flanke: zurueck zur Hauptprogrammebene
 +  
 +============================================================================ */
 +void doBlinkingLed()
 +{
 +  
 + showBlinkingLedDisplay();   // Initialisierung Display
 + SET_BIT(DDRB, DDB2); // Port B, Pin 0 (LED3) auf Ausgang schalten
 +   
 + while(!sw1_slope)    // unendliche Schleife
 + {
 + SET_BIT(PORTB,PB2); // Port B, Pin 0 auf LOW: LED einschalten
 + lcd_gotoxy(1,15);
 + lcd_putc(ASC_ONE); // Anzeige LED-Wert "1" auf Display
 +  
 + _delay_ms(WAIT_LED);
 +  
 + CLR_BIT(PORTB, PB2); // Port B, Pin 0 auf HIGH: LED ausschalten
 + lcd_gotoxy(1,15);
 + lcd_putc(ASC_ZERO); // Anzeige LED-Wert "0" auf Display
 +  
 + _delay_ms(WAIT_LED);
 +  
 + }    // Ende der Warteschleife
 +  
 + sw1_slope = 0;   // Alle Flankenbits loeschen
 + sw2_slope = 0;
 + sw3_slope = 0;
 + sw4_slope = 0;
 +}    // zurück zur Hauptschleife
 +  
 +  
 +// Anzeige zu Teilprogramm 1
 +void showBlinkingLedDisplay()   // Start der Funktion
 +{
 + lcd_gotoxy(0,0); // Cursor auf 1. Zeile, 1. Zeichen
 + lcd_putstr("P1: Blinking LED"); // Ausgabe Festtext: 16 Zeichen
 +  
 + lcd_gotoxy(1,0); // Cursor auf 2. Zeile, 1. Zeichen
 + lcd_putstr("Home            "); // Ausgabe Festtext: 16 Zeichen
 +  
 +}    // Ende der Funktion
 +  
 +  
 +/* Teilprogramm 2: Soundgenerierung ===========================================
 +  
 +Funktion:    Auf dem kleinen Lautsprecher (Buzzer) in der Schaltung 
 + 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.
 + Die jeweilige Periodendauer wird dreistellig in Timerticks 
 + auf der Anzeige rechts unten dargestellt.
 +  
 +Displayanzeige: +----------------+
 + |P2: Create Sound|
 + |Home 123|
 + +----------------+
 +  
 +Tastenfunktion: S1 Flanke: zurueck zur Hauptprogrammebene nach Ablauf des
 + gesamten Sound-Zyklus
 +  
 +============================================================================ */
 +void doSound()
 +{
 + unsigned char temp = 0; // lokale Variable
 +  
 + showSoundDisplay(); // Anzeige zum Programm
 +  
 + // Ports initialisieren
 +  
 + DDRB |= (1<<DDB2); // Port B, Pin 0 (zur LED) auf Ausgang
 + DDRD |= (1<<DDD5); // Port D, Pin 5 (zum Buzzer) auf Ausgang
 +   
 + initTimer0();    // Timer 0 fuer Soundgenerierung
 +  
 + while(!sw1_slope)    // Solange keine Flanke auf SW1: Warteschleife
 + {
 + for (OCR0A=MAX_PER; OCR0A>=MIN_PER; OCR0A--) // Frequenz erhoehen
 + {
 + temp = OCR0A;    // Anzeige des aktuellen Periodenzaehlers
 + lcd_gotoxy(1,13);
 + lcd_putc(temp/100 + ASC_ZERO);  // Hunderter als ASCII ausgeben
 + temp = temp%100; // Rest = Zehner, Einer
 + lcd_putc(temp/10 + ASC_ZERO);   // Zehner als ASCII ausgeben
 + lcd_putc(temp%10 + ASC_ZERO);   // Einer als ASCII ausgeben
 +  
 + _delay_ms(100); // in Schritten von 100 ms  
 +   
 + if(sw1_slope)    // Schleifenabbruch, wenn Taster S1 gedrückt wird
 + {
 + TCCR0A = 0; // Timer 0 stoppen: Sound ausschalten
 +   
 + sw1_slope = 0;   // alle Flankenbits loeschen
 + sw2_slope = 0;
 + sw3_slope = 0;
 + sw4_slope = 0;
 +   
 + return;
 + }   
 + }
 + _delay_ms(WAIT_SND);   // Wartezeit hohe Frequenz
 +  
 + for (OCR0A=MIN_PER; OCR0A<MAX_PER; OCR0A++)  // Frequenz absenken
 + {
 + temp = OCR0A;    // Anzeige des aktuellen Periodenzaehlers
 + lcd_gotoxy(1,13);
 + lcd_putc(temp/100 + ASC_ZERO);  // Hunderter als ASCII ausgeben
 + temp = temp%100; // Rest = Zehner, Einer
 + lcd_putc(temp/10 + ASC_ZERO);   // Zehner als ASCII ausgeben
 + lcd_putc(temp%10 + ASC_ZERO);   // Einer als ASCII ausgeben
 +  
 + _delay_ms(100); // in Schritten von 100 ms
 +   
 + if(sw1_slope)    // Schleifenabbruch, wenn Taster S1 gedrückt wird
 + {
 + TCCR0A = 0; // Timer 0 stoppen: Sound ausschalten
 +   
 + sw1_slope = 0;   // alle Flankenbits loeschen
 + sw2_slope = 0;
 + sw3_slope = 0;
 + sw4_slope = 0;
 +   
 + return;
 + }
 + }
 + _delay_ms(WAIT_SND);   // Wartezeit niedrige Frequenz
 +  
 + }    // Ende der unendlichen Schleife
 +   
 + // Nach Erkennen der Flanke von SW1
 +   
 + TCCR0A = 0; // Timer 0 stoppen: Sound ausschalten
 +  
 + sw1_slope = 0;   // alle Flankenbits loeschen
 + sw2_slope = 0;
 + sw3_slope = 0;
 + sw4_slope = 0;
 +}    // zurück zur Hauptschleife
 +  
 +// Intialisierung des Timers 0 fuer Sounderzeugung
 +void initTimer0()
 +{
 + TCCR0A = (1<<WGM01) |(1<<COM0B0);   // CTC Mode waehlen
 + TCCR0B = (1<<CS01 | 1<<CS00);    // Timer-Vorteiler /64
 +  
 + OCR0A = MAX_PER; // Start mit tiefstem Ton
 +}
 +  
 +// Anzeige zu Teilprogramm 2
 +void showSoundDisplay() // Start der Funktion
 +{
 + lcd_gotoxy(0,0); // Cursor auf 1. Zeile, 1. Zeichen
 + lcd_putstr("P2: Create Sound"); // Ausgabe Festtext: 16 Zeichen
 +  
 + lcd_gotoxy(1,0); // Cursor auf 2. Zeile, 1. Zeichen
 + lcd_putstr("Home            "); // Ausgabe Festtext: 16 Zeichen
 +  
 +}    // Ende der Funktion
 +  
 +/* Teilprogramm 3: Logische Funktionen ========================================
 +  
 +Funktion:    Auf dem Display werden Ergebnisse von
 + logischen Verknuepfungen (UND, ODER, NOT, XOR) dargestellt.
 + Die logischen Eingangssignale werden von den Tasten S3 und S4
 + eingelesen.
 +  
 +Displayanzeige: Start    Nach 2 s:
 + +----------------+   +----------------+
 + |P3: Logic Funct.|   |S3&S4=0  S3+S4=0|
 + |Home |   |/S3=0  S3xorS4=0|
 + +----------------+   +----------------+
 +  
 +Tastenfunktion: S1 Flanke: zurueck zur Hauptprogrammebene
 + S3: Logischer Eingang (ohne Entprellung)
 + S4: Logischer Eingang (ohne Entprellung)
 +  
 +============================================================================ */
 +void doLogicFunctions()
 +{
 + unsigned char temp = 0; // lokale Variable
 +  
 + showLogicDisplay(); // Anzeige initialisieren
 +  
 + while(!sw1_slope)    // Solange keine Flanke auf SW1: Warteschleife
 + {
 + if ((!sw3_alt)&&(!sw4_alt)) temp=ASC_ONE; // Ergebnis der UND-Verknuepfung
 + else temp=ASC_ZERO;
 + lcd_gotoxy(0,6);
 + lcd_putc(temp);   // auf LCD als Zeichen 0 oder 1 ausgeben
 +  
 + if ((!sw3_alt)||(!sw4_alt)) temp=ASC_ONE; // Ergebnis der ODER-Verknuepfung
 + else temp=ASC_ZERO;
 + lcd_gotoxy(0,15);
 + lcd_putc(temp);   // auf LCD als Zeichen 0 oder 1 ausgeben
 +  
 + if (sw3_alt) temp=ASC_ONE;  // Ergebnis der Negation
 + else temp=ASC_ZERO;
 + lcd_gotoxy(1,4);
 + lcd_putc(temp);   // auf LCD als Zeichen 0 oder 1 ausgeben
 +  
 + if ((!sw3_alt)^(!sw4_alt)) temp=ASC_ONE; // Ergebnis der XOR-Verknuepfung
 + else temp=ASC_ZERO;
 + lcd_gotoxy(1,15);
 + lcd_putc(temp);   // auf LCD als Zeichen 0 oder 1 ausgeben
 +  
 + _delay_ms(100); // Wartezeit 100 ms vor neuer Auswertung
 + }
 +  
 + sw1_slope = 0;   // alle Flankenbits loeschen
 + sw2_slope = 0;
 + sw3_slope = 0;
 + sw4_slope = 0;
 +}    // zurück zur Hauptschleife
 +  
 +  
 +// Anzeige zu Teilprogramm 3
 +void showLogicDisplay()
 +{
 + lcd_gotoxy(0,0); // Cursor auf 1. Zeile, 1. Zeichen
 + lcd_putstr("P3: Logic Funct."); // Ausgabe Festtext: 16 Zeichen
 +  
 + lcd_gotoxy(1,0); // Cursor auf 2. Zeile, 1. Zeichen
 + lcd_putstr("Home            "); // Ausgabe Festtext: 16 Zeichen
 +  
 + _delay_ms(2000); // Wartezeit 2 s
 +  
 + lcd_gotoxy(0,0); // Cursor auf 1. Zeile, 1. Zeichen
 + lcd_putstr("S3&S4=0  S3+S4=0"); // Ausgabe Festtext: 16 Zeichen
 +  
 + lcd_gotoxy(1,0); // Cursor auf 2. Zeile, 1. Zeichen
 + lcd_putstr("/S3=0  S3xorS4=0"); // Ausgabe Festtext: 16 Zeichen
 +}
 +  
 +  
 +/* Teilprogramm 4: Up-Down-Counter ============================================
 +  
 +Funktion:    Es wird ein 4-stelliger Dezimal-Zaehler (0000..9999) mit 
 + Anzeige und Ueber-/ Unterlauf realisiert. Das Aufwaerts- und 
 + Abwaertszaehlen wird mit zwei Tasten (S3: +) (S4: -) gesteuert.
 + Es werden die Flanken beim Druecken der Tasten ausgewertet. 
 + Die Taste S2 dient zum Ruecksetzen des Zaehlers auf 0000.
 +  
 +Displayanzeige: +----------------+
 + |P4: Counter 0000|
 + |Home RES  +   - |
 + +----------------+
 +  
 +Tastenfunktion: S1 Flanke: zurueck zur Hauptprogrammebene
 + S2 Reset Counter (ohne Entprellung) 
 + S3 Flanke: Counter++ (mit Entprellung)
 + S4 Flanke: Counter-- (mit Entprellung)
 +  
 +============================================================================ */
 +void doCounterProg()
 +{
 + int temp;    // lokale Variable
 +   
 + showCounterDisplay();   // Anzeige initialisieren
 +  
 + // Auswertung der Tasten
 +  
 + while(!sw1_slope)    // Solange keine Flanke auf SW1: Warteschleife
 + {
 + if (sw2_alt==0) // solange Taste 1 gedrueckt: 
 + counter = 0000; // Counter auf 0000 setzen
 +  
 + if (sw3_slope)   // wenn Taste 2 eben gedrueckt wurde:
 + {
 + sw3_slope = 0;   // Flankenbit loeschen
 +  
 + counter++;   // Counter hochzaehlen, Überlauf bei 9999
 + if (counter==10000)
 + counter = 0000; //    auf 0000 setzen
 + }
 +   
 + if (sw4_slope)   // wenn Taste 3 eben gedrueckt wurde:
 + {
 + sw4_slope = 0;   // Flankenbit loeschen
 +  
 + counter--;   // Counter herunterzaehlen, Unterlauf bei 0
 + if (counter<0000)
 + counter = 9999; //    auf 9999 setzen
 + }
 +  
 + _delay_ms(100); // Auswertung alle 100 ms
 +   
 + // Anzeige der Werte
 +  
 + lcd_gotoxy(0,12);    
 +   
 + temp = counter;
 + lcd_putc(temp/1000+ASC_ZERO); // Tausender ausgeben
 +  
 + temp = temp%1000; // Rest = Hunderter, Zehner, Einer
 + lcd_putc(temp/100+ASC_ZERO); // Hunderter ausgeben
 +  
 + temp = temp%100; // Rest = Zehner. Einer
 + lcd_putc(temp/10+ASC_ZERO); // Zehner ausgeben
 + lcd_putc(temp%10+ASC_ZERO); // Einer ausgeben
 + }
 +  
 + sw1_slope = 0;   // alle Flankenbits loeschen
 + sw2_slope = 0;
 + sw3_slope = 0;
 + sw4_slope = 0;
 +}    // zurück zur Hauptschleife
 +  
 +  
 +// Anzeige zu Teilprogramm 4
 +void showCounterDisplay()
 +{
 + lcd_gotoxy(0,0); // Cursor auf 1. Zeile, 1. Zeichen
 + lcd_putstr("P4: Counter 0000"); // Ausgabe Festtext: 16 Zeichen
 +  
 + lcd_gotoxy(1,0); // Cursor auf 2. Zeile, 1. Zeichen
 + lcd_putstr("Home RES  +   - "); // Ausgabe Festtext: 16 Zeichen
 +}
 +  
 +// Auswahl im Hauptmenu ermitteln =======================================================
 +void getChoiceInMainMenu()
 +{
 + if (sw1_slope)   // Wenn Flanke auf Taste 1
 + {
 + sw1_slope=0; // Flankenbit loeschen
 + modus=1; // neuer Modus 1
 + }
 +   
 + if (sw2_slope)   // Wenn Flanke auf Taste 2
 + {
 + sw2_slope=0; // Flankenbit loeschen
 + modus=2; // neuer Modus 2
 + }
 +   
 + if (sw3_slope)   // Wenn Flanke auf Taste 3
 + {
 + sw3_slope=0; // Flankenbit loeschen
 + modus=3; // neuer Modus 3
 + }
 +   
 + if (sw4_slope)   // Wenn Flanke auf Taste 4
 + {
 + sw4_slope=0; // Flankenbit loeschen
 + modus=4; // neuer Modus 4
 + }
 +}
 </sxh> </sxh>
 </WRAP><WRAP column 55%> </WRAP><WRAP column 55%>
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   - Zunächst werden zwei Initialisierungsroutinen aufgerufen (siehe weiter unten)   - Zunächst werden zwei Initialisierungsroutinen aufgerufen (siehe weiter unten)
-  - Dann werden die "__T__imer/__C__ounter __C__ontrol __R__egister" des Timers __2__ ''TCCR2A'' und ''TCCR2B'' gesetzt. Der Timer 2 ist im wesentlichen mit dem Timer 0 aus dem [[4._up_down_counter|Up/Down Counter]] vergleichbar. Er ist ein 8-Bit Timer und auch hier wird der "Normal Mode" zum hochzählen genutzt. Auch hier gibt das Register ''TCCR2B'' den Prescaler an.+  - Dann werden die "__T__imer/__C__ounter __C__ontrol __R__egister" des Timers __2__ ''TCCR2A'' und ''TCCR2B'' gesetzt. Der Timer 2 ist im wesentlichen mit dem Timer 0 aus dem [[4_up_down_counter|Up/Down Counter]] vergleichbar. Er ist ein 8-Bit Timer und auch hier wird der "Normal Mode" zum hochzählen genutzt. Auch hier gibt das Register ''TCCR2B'' den Prescaler an.
   - Auch hier gibt es eine "__T__imer __I__nterrupt __M__a__SK__" ''TIMSK2''. Auch hier wird mit dem Bit ''TOIE2'' ("__T__imer __O__verflow __I__nterrupt __E__nable") der Interrupt bei Überlauf aktiviert.   - Auch hier gibt es eine "__T__imer __I__nterrupt __M__a__SK__" ''TIMSK2''. Auch hier wird mit dem Bit ''TOIE2'' ("__T__imer __O__verflow __I__nterrupt __E__nable") der Interrupt bei Überlauf aktiviert.
   - Mit dem Befehl ''sei()'' wird die Bearbeitung von Interrupts aktiv   - Mit dem Befehl ''sei()'' wird die Bearbeitung von Interrupts aktiv
-  - in der Endlosschleife ist nur eine switch-case Anweisung zu finden. Diese stellt den Auswahlteil einer Zustandsmaschine dar: \\ {{drawio>Zustandsmaschine}} \\ Aus jedem Unterprogramm wird wieder zurück ins Hauptmenü gesprungen.+  - in der Endlosschleife ist nur eine switch-case Anweisung zu finden. Diese stellt den Auswahlteil einer Zustandsmaschine dar: \\ {{drawio>Zustandsmaschine.svg}} \\ Aus jedem Unterprogramm wird wieder zurück ins Hauptmenü gesprungen.
   - Beim ''case 1...4'' wird zunächst das jeweilige Programm aufgerufen. Nachdem Rückkehr aus diesem Programm wird zunächst der ''modus'' wieder auf 0 zurückgesetzt, sodass beim nächsten Durchlauf der Schleife der ''case 0'' ausgeführt wird. Jeder case wird mit ''break'' beendet.    - Beim ''case 1...4'' wird zunächst das jeweilige Programm aufgerufen. Nachdem Rückkehr aus diesem Programm wird zunächst der ''modus'' wieder auf 0 zurückgesetzt, sodass beim nächsten Durchlauf der Schleife der ''case 0'' ausgeführt wird. Jeder case wird mit ''break'' beendet. 
  
 ''Interrupt Routine ========================='' ''Interrupt Routine =========================''
   - Mit dem Befehl ''ISR()'' wird eine Interrupt Service Routine für den  __OV__er__F__low Interrupt für __TIMER2__ angelegt.    - Mit dem Befehl ''ISR()'' wird eine Interrupt Service Routine für den  __OV__er__F__low Interrupt für __TIMER2__ angelegt. 
-  - Der Überlauf-Interrupt durch den Timer2 wird erst bei Überlauf des 8-Bit Wert ausgeführt. Auch hier ergibt sich durch den Prescaler und Modus (''TCCR2A'' und ''TCCR2B'') eine Periode von $T_{ISR}= 0,16\bar{6}ms$. +  - Der Überlauf-Interrupt durch den Timer2 wird erst bei Überlauf des 8-Bit Wert ausgeführt. Auch hier ergibt sich durch den Prescaler und Modus (''TCCR2A'' und ''TCCR2B'') eine Periode von $T_{\rm ISR}= 0,16\bar{6}~\rm ms$. 
-  - Die Ermittlung von ''Timertick'', ''vorteiler'', ''takt10ms'', ''hundertstel'' und ''takt100ms'' ist hier wieder gleich dem im [[4._up_down_counter|Up/Down Counter]].  +  - Die Ermittlung von ''Timertick'', ''vorteiler'', ''takt10ms'', ''hundertstel'' und ''takt100ms'' ist hier wieder gleich dem im [[4_up_down_counter|Up/Down Counter]].  
-  - Eine große Änderung ist, dass bereits im Interrupt alle 10ms die Unterfunktion ''readButton()'' aufgerufen wird.  \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ +  - Eine große Änderung ist, dass bereits im Interrupt alle 10ms die Unterfunktion ''readButton()'' aufgerufen wird.  \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\  \\ \\ \\ \\ \\ \\
-''Taster initialisieren =============='' +
-  - Das Einstellen des Data Direction Registers und der Pullups wurde bereits in vorherigen Programmen erklärt. \\ \\ \\+
 '' Funktion Tasten einlesen =============='' '' Funktion Tasten einlesen ==============''
 \\ \\ \\ \\ \\ \\
-  - In dieser Funktion werden zunächst die Stellungen aller Taster eingelesen (vgl. ''counterCounting(void)'' bei [[4._up_down_counter|Up/down Counter]]). \\ \\ \\+  - In dieser Funktion werden zunächst die Stellungen aller Taster eingelesen (vgl. ''counterCounting(void)'' bei [[4_up_down_counter|Up/down Counter]]). \\ \\ \\
   - Neu hier ist, dass über ''if ( (sw1_neu==0) & (sw1_alt==1) )'' die positive Flanke (=aufsteigende Flanke) erkannt wird und dies im Flag ''sw1_slope'' gespeichert wird. \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\   - Neu hier ist, dass über ''if ( (sw1_neu==0) & (sw1_alt==1) )'' die positive Flanke (=aufsteigende Flanke) erkannt wird und dies im Flag ''sw1_slope'' gespeichert wird. \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\
  
Zeile 81: Zeile 712:
 ''/* Teilprogramm 1: Blinkende LED ====='' ''/* Teilprogramm 1: Blinkende LED =====''
  
-Hier ist das Programm der [[1._hello_blinking_world|Blinking LED]] etwas angepasst eingefügt. +Hier ist das Programm der [[1_hello_blinking_world|Blinking LED]] etwas angepasst eingefügt. 
 \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\  \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ 
   - Zunächst wird ein Unterprogramm zur Anzeige das Displays aufgerufen   - Zunächst wird ein Unterprogramm zur Anzeige das Displays aufgerufen
Zeile 93: Zeile 724:
 ''/* Teilprogramm 2: Soundgenerierung ===='' ''/* Teilprogramm 2: Soundgenerierung ====''
  
-Hier ist das Programm [[2._sound_und_timer|Sound und Timer]] etwas angepasst eingefügt. +Hier ist das Programm [[2_sound_und_timer|Sound und Timer]] etwas angepasst eingefügt. 
 \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\
  
Zeile 99: Zeile 730:
   - Hier wird Timer 0 genutzt, um das gepulste Signal an den Lautsprecher zu verändern.   - Hier wird Timer 0 genutzt, um das gepulste Signal an den Lautsprecher zu verändern.
   - Die while-Schleife wird wieder abgebrochen, wenn die Taste 1 gedrückt wurde.   - Die while-Schleife wird wieder abgebrochen, wenn die Taste 1 gedrückt wurde.
-  - Neben dem Herunterzählen der Periodenlänge (über ''OCR0A--''), wird auch der Periodenzähler ausgegeben. Die Ausgabe ähnelt ''counterDisplay'' aus dem Programm [[4._up_down_counter|Up/Down Counter]].+  - Neben dem Herunterzählen der Periodenlänge (über ''OCR0A--''), wird auch der Periodenzähler ausgegeben. Die Ausgabe ähnelt ''counterDisplay'' aus dem Programm [[4_up_down_counter|Up/Down Counter]].
   - Da die for-Schleife zum Herunterzählen der Periodenlänge sehr lange dauert (etwa 2 Sekunden) wird auch darin der Tastendruck der Taste 1 abgefragt werden. \\ \\ \\ \\ \\    - Da die for-Schleife zum Herunterzählen der Periodenlänge sehr lange dauert (etwa 2 Sekunden) wird auch darin der Tastendruck der Taste 1 abgefragt werden. \\ \\ \\ \\ \\ 
   - Falls die Taste 1 gedrückt wurde, wird sowohl __in der for__-Schleife, als auch __nach der while__-Schleife der Timer gestoppt und die Flanken zurückgesetzt. \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\   - Falls die Taste 1 gedrückt wurde, wird sowohl __in der for__-Schleife, als auch __nach der while__-Schleife der Timer gestoppt und die Flanken zurückgesetzt. \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\
Zeile 107: Zeile 738:
 ''/* Teilprogramm 3: Logische Funktionen ===='' ''/* Teilprogramm 3: Logische Funktionen ====''
  
-Hier ist das Programm [[3._logische_funktionen|Logische Funktionen]] etwas angepasst eingefügt. +Hier ist das Programm [[3_logische_funktionen|Logische Funktionen]] etwas angepasst eingefügt. 
 \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\
  
Zeile 115: Zeile 746:
 ''/* Teilprogramm 4: Up-Down-Counter ===='' ''/* Teilprogramm 4: Up-Down-Counter ====''
  
-Hier ist das Programm [[4._up_down_counter|Up/Down Counter]] etwas angepasst eingefügt. +Hier ist das Programm [[4_up_down_counter|Up/Down Counter]] etwas angepasst eingefügt. 
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 --> Aufgaben# --> Aufgaben#
 +
 +Vielleicht haben Sie es schon bemerkt: gelegentlich scheint das Display für einen kurzen Augenblick einzelne falsche Zeichen anzuzeigen. 
 +Der Grund dafür ist, dass das Auslesen der Taster und die Datenübertragung an das Display über die gleichen Pins stattfindet und nicht synchronisiert ist.
 +Um dies zu beheben ist eine Verbesserung des Programms notwendig.
 +
 Speicherauslastung und Programmoptimierung:  Speicherauslastung und Programmoptimierung: 
     - Merken Sie sich die Speicherauslastung des bisherigen Programms. Diese finden Sie z.B. über den Solution Explorer: ''Output Files'' >> ''5_Program_Menu.elf'' >> rechte Maustaste (Kontextmenu) >> ''Properties'' >> ''Flash size'' und ''RAM size'' (in Bytes).     - Merken Sie sich die Speicherauslastung des bisherigen Programms. Diese finden Sie z.B. über den Solution Explorer: ''Output Files'' >> ''5_Program_Menu.elf'' >> rechte Maustaste (Kontextmenu) >> ''Properties'' >> ''Flash size'' und ''RAM size'' (in Bytes).
-    - Der oben gezeigte Code wurde in zwei Schritten optimiert: Erster Schritt war {{microcontrollertechnik:5_program_menu_opt.c}}. Aus funktionaler Sicht sind alle Programme gleich. Kompilieren Sie diesen Code und überprüfen Sie die Speicherauslastung.+    - Der oben gezeigte Code wurde in zwei Schritten optimiert: Erster Schritt war {{microcontrollertechnik:5_program_menu_opt.c}} . Aus funktionaler Sicht sind alle Programme gleich. Kompilieren Sie diesen Code und überprüfen Sie die Speicherauslastung.
       - Wie funktioniert die optimierte Funktionen ''void getPressedButton()''?       - Wie funktioniert die optimierte Funktionen ''void getPressedButton()''?
       - Für was wird der Array ''DisplayText'' verwendet?        - Für was wird der Array ''DisplayText'' verwendet?