Softwaretechnik Band 1 · Ingo Klöckl AVR®-Mikrocontroller by Klöckl, Ingo -- Read -- Imperial Library of Trantor

Index

Cover Titel Impressum Dedication Table of Contents Vorworte 1 Einführung, AVR®-Hardware

1.1 Auftau der AVR-MCU 1.1.1 Prozessorregister 1.1.2 Statusregister, Statusbits 1.1.3 Befehlssatz und Adressmodi 1.2 Fusebits 1.3 Reset 1.4 MCU-Takt, Taktquellen, interne Takte 1.4.1 Taktquellen, Startup-Phase 1.4.2 Interne Taktsignale 1.4.3 Sleep-Modi 1.5 Interrupts 1.6 Speicherauftau 1.6.1 Zugriffe auf das Registerfile 1.6.2 Zugriffe auf das SRAM 1.6.3 Zugriffe auf I/O-Register 1.6.4 Zugriffe auf das Flash-ROM 1.6.5 Zugriffe auf das EEPROM 1.7 Default-Einstellungen 1.8 Grundschaltung 1.8.1 MCU-Haupttaktquelle 1.8.2 Resetschaltung 1.8.3 ISP- und serielle Schnittstelle 1.8.4 Spannungsversorgung 1.8.5 Benötigte Hardware

2 AVR®-Programmierung unter AVR-GCC

2.1 Auftau eines C-Programms 2.1.1 Variablentypen und -deklarationen 2.1.2 Symbole, Konstanten, Headerfiles 2.1.3 16 bit-Werte und-Register 2.1.4 Interrupts und -vektoren 2.2 Auftau eines reinen Assemblerprogramms - 2.3 Auftau gemischter C- und Assemblerprogramme 2.3.1 Speicheradressen vs. I/O-Adressen (Registernummern) 2.3.2 Übergabe von Argumenten, Registernutzung 2.3.3 Deklarationen von Funktionen und Variablen 2.3.4 Inline-Assembler 2.3.5 Beispiel 2.3.6 Interrupthandler in Assembler

3 Praktischer Einstieg mit Atmel Studio®

3.1 Anlegen einer Lösung und eines Projektes 3.1.1 Erzeugen einer Solution 3.1.2 Projekte für ausführbare C-Programme 3.1.3 Projekte für statische Bibliotheken 3.2 Übersetzen und Linken eines Programms 3.3 Programmierung (Flashen) 3.3.1 DieAtmel Studio-Kommandozeile 3.3.2 DieAtmel Studio-GUI 3.4 Unterstützung der Quellcodebearbeitung, Code Snippets 3.5 Gliederung von Projekten mit Libraries 3.5.1 Erstellung einer Bibliothek 3.5.2 Nutzung einer Bibliothek 3.5.3 Mathematische und andere Standardbibliotheken 3.6 Simulation und Debugging 3.6.1 Debugging eines C-Programms 3.6.2 Debuggen von Assemblerprogrammen 3.7 On-chip-Debuggingmit der JTAG-Schnittstelle 3.7.1 Programmieren von Flash-ROM und Fusebits über JTAG 3.7.2 Debugging 3.7.3 Tracing 3.8 Weitere Entwicklungsumgebungen

4 Digital-I/O

4.1 Pin-Zuordnung 4.2 Registerbeschreibung 4.2.1 Digitale Ein-und Ausgabe 4.2.2 Umschaltung auf Ausgänge, definierte Startzustände 4.2.3 Externe Interrupts 4.3 Compilerunterstützung, symbolische Namen (AVR-GCC) 4.4 Ausgabebeschaltungen 4.5 Eingabebeschaltungen 4.6 Einfache digitale Ein- und Ausgabe, 2:4-Dekoder 4.6.1 Einlesen von Tastern und Schaltern 4.6.2 Ausgaben über 7-Segment-Anzeigen 4.7 Auslesen von Tastern mit Entprellung 4.7.1 Bibliothek zur Entprellung langer/kurzer Tastendrücke 4.7.2 Codeschloss 4.7.3 Einlesen einer Tastaturmatrix 4.7.4 Bibliothek zur Entprellung wiederholter Tastendrücke 4.8 Emulation eines 8 bit-Bussystems 4.8.1 Bibliothek zur Ansteuerung einer LCD-Punktmatrix-Anzeige 4.8.2 Digitaluhr mit LCD-Anzeige 4.8.3 Metronom mit industriellem Ausgabebaustein für 8 bit-Bus 4.8.4 Digitaler Portexpander mit 8 bit-Datenbus 4.9 Software-PWM via Digitalport 4.10 Stimmgabel/Synthesizer mit NCO 4.10.1 Numerisch kontrollierter Oszillator 4.10.2 NCO als Grundlage einer Wavetable-Synthese 4.11 Analogausgabe über Digitalports und R-2R-Leiter 4.12 Externe Interrupts 4.12.1 Bibliothek für externe Interrupts 4.12.2 Treppenhauslicht

5 Timer/Counter

5.1 Pin-Zuordnung 5.2 Registerbeschreibung 5.3 Betriebsmodi - 5.3.1 Zählen im normalen Modus 5.3.2 Clear Timer on Compare Match/CTC-Modus 5.3.3 Pulsweitenmodulation PWM - 5.3.4 Input Capture-Funktion 5.4 Zählumfang, Frequenzbereiche und Impulsdauer 5.5 Bibliothek für Timer/Counter 5.6 Anwendung der einfachen Ereigniszählung 5.6.1 Mikrosekundengenaue Stopuhr 5.6.2 Hochfrequenzmessung, zeitgenaue Pulserzeugung 5.7 Anwendung von Input Capture-Ereignissen 5.7.1 Zeitmarken und Stopuhr 5.7.2 Fahrradtachometer, basierend auf ICP-Frequenzmessung 5.7.3 Niederfrequenzmessung 5.8 Anwendung des CTC-Modus, Signalerzeugung, Steuerungen 5.8.1 Rechteck-Signalgenerator 5.8.2 Blinker 5.8.3 Einmalige Impulse definierter Dauer, Treppenhauslicht 5.8.4 Steuerung mit Zustandsautomat (Waschmaschine) 5.8.5 Bibliothek für 7-Segment-Anzeigen im Multiplexbetrieb 5.8.6 Einfache Digitaluhr mit 7-Segment-Anzeige 5.8.7 Digitaluhr mit Zeiteinstellung über Tastatur 5.9 Stufenlose Helligkeitssteuerung mit PWM, elektronische Kerze

6 USART, Serielle Schnittstelle

6.1 Pin-Zuordnung und Registerbeschreibung 6.2 RS232 und USB 6.3 Bibliothek zur minimalen USART-Nutzung 6.4 Seriell gesteuerter Port-I/O

7 TWI, TwoWire-Interface

7.1 Pin-Zuordnung und Registerbeschreibung 7.2 Bibliothek zur Ansteuerung des TWI-Busses (Master) 7.2.1 Realisierung des Master Transmit-Modus 7.2.2 Realisierung des Master Receive-Modus 7.3 TWI-Netzwerk mit Master- und Slave-MCUs 7.4 Ansteuerung des TWI-I/O-Expanders PCF8574 7.5 Ansteuerung der TWI-RTC (Echtzeituhr) PCF8583P

8 SPI, Serial Peripheral Interface

8.1 Ablauf einer SPI-Datenübertragung 8.2 Pin-Zuordnung, mehrere Geräte am SPI-Bus 8.3 Registerbeschreibung 8.4 Bibliothek zur SPI-Nutzung 8.4.1 Konfiguration des Mastermodus 8.4.2 Konfiguration des Slavemodus 8.5 Master-Slave-System via SPI-Bus 8.6 Datenlogger mit Datenpersistenz in SPI-EEPROM 8.7 Output-Portexpander mit 74HCT595 8.8 Input-Portexpander mit 74HC165 8.9 Ansteuerung MAX7219 Displaycontroller

9 Analog-I/O

9.1 Pin-Zuordnung und Registerbeschreibung 9.1.1 Analog-Digital-WandlerADC 9.1.2 Analogkomparator 9.2 Elektrische Charakteristik, Beschaltung, Berechnungen 9.3 Analoge Eingabegeräte 9.4 Bibliothek zum ADC- und Komparatorhandling 9.5 Analogkomparator als Dämmerungsschalter 9.6 Messung einer Abkühlungskurve

Literatur Stichwortverzeichnis