1. Hello Blinking World

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.

Nach dieser Lektion sollten Sie:

  1. die verschiedenen Pins von AVR Chips kennen.
  2. die verschiedenen Arten von Speichern in Chips kennen.
  3. wissen was Register sind.
  4. wissen für was das Spezialregister DDRx (x={A, B, C, D}) nützlich ist.

Nach dieser Lektion sollten Sie:

  1. wissen, wie man im Atmel Studio ein Projekt anlegt.
  2. wissen, wie der Programmierumgebung die Taktfrequenz des Microcontrollers festgelegt wird.
  3. die wichtigsten Bitmanipulationen (Bitmaske zum setzten und löschen eines einzelnen Bits, togglen) kennen und anwenden können.
I. Vorarbeiten
  1. installieren Sie SimulIDE und Atmel Studio
  2. falls es Probleme bei der Programmierung gibt: nutzen Sie die Tipps für die Fehlersuche
II. Eingabe in Atmel Studio
  1. öffnen Sie Atmel Studio
  2. Anlegen eines neuen Projekts
    1. File » New » Project…
    2. Wählen Sie „GCC C Executable Project“, da ein ausführbares C Code Beispiel erstellt werden soll
    3. Geben Sie bei Name Einfuehrung_v01 und drücken Sie auf Ok
    4. Der Cursor sollte nun im Eingabefeld des Suchfenster für die Microcontroller stehen. Geben Sie dort 328 ein
    5. Wählen Sie den ATmega328 aus den möglichen Chips aus und drücken Sie auf Ok
  3. Eingabe und Kompilieren des Code
    1. Ersetzen Sie den vorhandenen Code, durch den rechts stehenden Code
    2. Kompilieren Sie den Code durch Build » Build solution
      (oder dem Button „Build Solution“build_solution_button.jpg oder <F7>)
    3. 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
  4. Auswählen der hex-Datei
    1. im Atmel Studio finden Sie rechts im Fenster den „Solution Explorer“
    2. gehen Sie dort im Solution Explorer zu Solution » Einfuehrung_v01 » Output Files
    3. klicken Sie mit rechter Maustaste auf Einfuehrung_v01.hex und wählen Sie Pfad und Name aus
III. Ausführung in Simulide
  1. Öffnen Sie SimulIDE (unter …\bin\simulide.exe)
    1. links in SimulIDE sollten Sie den Komponenten Browser finden. Wählen Sie dort Micro»AVR»atmega»atmega328
    2. Ziehen Sie den Eintrag atmega328 per Drag and Drop in den Arbeitsbereich (rechter, beiger Teil des Fensters)
    3. Es sollte nun ein Chip names atmega328-1 dargestellt sein
  2. Erstellen der Ausgangsschaltung
    1. 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
    2. Fügen Sie eine LED (im Komponenten Browser über Output LED) und ein Massepotential ein (Sources Ground)
    3. Die Komponenten können mit dem Kontextmenu (Rechtsklick) gedreht und gespiegelt werden. Außerdem ist mit der Auswahl von Properties im Kontextmenu die Änderung von
    4. 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.
  3. Flashen der Software
    1. Klicken Sie rechts auf den Microcontroller und wählen Sie Load firmware
    2. Fügen Sie hier den Pfad und Name des oben erstellten Einfuehrung_v01.hex ein und öffnen Sie dieses
  4. Starten der Simulation
    1. klicken Sie im Menu den Power-on Button
    2. Die Simulation startet
  5. Bugfixing
    1. 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 Aufgaben an:

Aufgaben
  1. Welche Vorgaben für die Softwareentwicklung wurden verletzt, trotzdem das Programm lauffähig ist? (Interrupts werden erst in späteren Übungen erklärt)
  2. 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?
  3. Lesen Sie auf Mikrocontroller.net im Kapitel Warteschleifen die „erste Seite“, also bis:
Abhängig von der Version der Bibliothek verhalten sich die Bibliotheksfunktionen etwas unterschiedlich.

#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);	
    }
}

Abb. 1: einfache Diodenschaltung in SimulIDE microcontrollertechnik:simulide_einfache_diodenschaltung.png