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microcontrollertechnik:7._uhr_und_zeitraster [2020/05/23 20:18]
tfischer
microcontrollertechnik:7._uhr_und_zeitraster [2020/05/24 13:56] (aktuell)
tfischer
Zeile 1: Zeile 1:
 ====== 7. Uhr und Zeitraster ====== ====== 7. Uhr und Zeitraster ======
  
-<panel type="​warning"​ title="​ACHTUNG">​ +siehe [[11SPI-Schnittstelle]]
-{{fa>​spinner?​3x&​pulse}} (nbsp)(nbsp)(nbsp)(nbsp)Diese Seite ist gerade in Bearbeitung ​... +
-</​panel>​+
  
-==== Ziele ==== 
- 
-Nach dieser Lektion sollten Sie: 
- 
-  - wissen, wie man eine einfache Menüführung auf einem Display implementiert. 
- 
-==== Übung ==== 
- 
---> I. Vorarbeiten # 
-  - Laden Sie folgende Datei herunter: ​ 
-    - {{microcontrollertechnik:​mexleuhr_spi.simu}} 
-    - {{microcontrollertechnik:​mexleuhr_master.hex}} 
-    - {{microcontrollertechnik:​mexleuhr_master.zip}} 
- 
-<-- 
---> II. Analyse des fertigen Programms # 
-  - Initialisieren des Programms ​ 
-    - Öffnen Sie SimulIDE und öffnen Sie dort mittels {{microcontrollertechnik:​simulide_open.jpg?​25}} die Datei ''​mexleuhr_spi.simu''​. In der Simulation sind einige Änderungen zu finden: 
-      - Die Schalter sind an den Pins C0...C3 angeschlossen,​ statt an den Pins B1...B4. Viele der Pins haben - neben er Möglichkeit digitale Werte auszugeben - weitere Funktionen. Im [[http://​ww1.microchip.com/​downloads/​en/​DeviceDoc/​Atmel-7810-Automotive-Microcontrollers-ATmega328P_Datasheet.pdf#​page=3|Datenblatt]] ist diese Belegung beschrieben: ​ 
-        * Bei PB2 steht auch $\overline{SS}$ für "Slave Select"​ 
-        * Bei PB3 steht auch $MOSI$ für "​Master out, slave in" 
-        * Bei PB4 steht auch $MISO$ für "​Master in, slave out" 
-        * zusätzlich steht bei PB5 steht auch $SCK$ für "​serial clock" 
-      - Diese Anschlüsse sind an einem weiteren Display "​Pcd8544"​ angeschlossen. Zusätzlich ist PB1 an "​D/​C"​ des Displays angeschlossen 
-      - PB3 ($MOSI$) ist zusätzlich an einem Oszilloskop und einer Probe angeschlossen. Die Probe ist mit einem Plotterkanal verbunden. 
-    - Laden Sie ''​mexleuhr_master.hex''​ als firmware auf den 328 Chip 
-    - Zunächst wird eine Startanzeige mit dem Namen des Programms dargestellt. 
-    - Als nächstes ist im Display eine Uhr mit dem Format HH:MM:SS Menu zu sehen 
-    - Die Tasten $S2$ und $S3$ ermöglichen das Einstellen der Stunde und Minute. ​ 
-    - Bleibt die Taste $S1$ gedrückt, so werden die Zehntelsekunden auf dem Display Pcd8544 ausgegeben. 
-    - Beim Druck auf die Taste $S4$ wird eine Linie zwischen zwei zufälligen Punkten gezeichnet ​ 
-  - Das Programm zu diesem Hexfile soll nun erstellt und erklärt werden 
- 
-<-- 
---> III. Eingabe in Atmel Studio # 
-<WRAP group><​WRAP column 40%><​sxh c; first-line: 1> 
-/* ============================================================================ 
- 
-Experiment 7: MiniMEXLE-Uhr mit hh:​mm:​ss-Anzeige und SPI-Master 
-============= ========================================================= 
- 
-Dateiname:​ MEXLEuhr_Master.c 
- 
-Autoren:​ Prof. T. Fischer (Hochschule Heilbronn) 
- Prof. G. Gruhler (Hochschule Heilbronn) 
- D. Chilachava (Georgische Technische Universitaet) 
- 
-Version:​ 0.2 vom 23.05.2020 
- 
-Hardware:​ Simulide ​ 
- 
-Software:​ Atmel Studio Ver. 7.xx  
- 
-Funktion:​ Digitaluhr mit Anzeige von Stunden, Minuten und Sekunden. Eine 
- einfache Stellfunktion ist mit den Tasten S2 und S3 realisiert. 
- Mit S1 und S4 kann die SPI-Kommunikation mit einem Slave-Display 
- gestartet werden 
- 
-Displayanzeige:​ Start (fuer 2s):​ Betrieb:​ 
- +----------------+ +----------------+ 
- | MEXLEuhr - SPI | |=== 00:00:00 ===| 
- |     ​Master ​    ​| |10tl Std Min Lin| 
- +----------------+ +----------------+ 
- 
-Tastenfunktion:​ S1:​ uebertraegt die Zehntelsekunde vom Master zum Slave 
- S2:​ Std (zaehlt Stunden bei Flanke aufwaerts. Ueberlauf bei 24) 
- S3: Min (zaehlt Minuten bei Flanke aufwaerts. Ueberlauf bei 60) 
- (setzt Sekunden beim Druecken zurueck auf 00) 
- S4: uebertraegt die Info zum Darstellen einer Linie zum Master 
- 
-Fuses im uC: CKDIV8: Aus (keine generelle Vorteilung des Takts) 
- 
-Header-Files:​ lcd_lib_de.h (Library zur Ansteuerung LCD-Display Ver. 1.2) 
- 
-Libraries:​ pcd8544.c (Library fuer die Ansteuerung des Displays) 
- pcd8544.h (Header-Datei fuer die Ansteuerung des Displays) 
- 
-Module:​ 1) Taktgenerator 
- 2) Zaehler fuer Uhr (Takt: 1 s) 
- 3) Anzeigetreiber (Takt: 100 ms) 
- 4) Stellfunktion ​ (Takt: 10 ms) 
- 5) SPI-Funktionen 
-  
- 
- Die Kopplung der Module wird ueber global definierte Variable realisiert: 
- 
- ​ 1-Bit-Variable:​ takt10ms:​ Taktgenerator => Stellfunktion 
- takt100ms:​ Taktgenerator => Anzeigetreiber 
- takt1s:​ Taktgenerator => Zaehler fuer Uhr 
- 
- 8-Bit-Variable:​ sekunden Stellfunktion => Zaehler => Anzeige 
- minuten 
- stunden 
- 
-=============================================================================*/​ 
- 
- 
-// Deklarationen ============================================================== 
- 
-// Festlegung der Quarzfrequenz 
- 
-#ifndef F_CPU //​ optional definieren 
-#define F_CPU 6144000UL //​ MiniMEXLE mit 6,144 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 <​stdlib.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 
-#include "​pcd8544.h"​ //​ Header Datei des Displays 
- 
- 
-// Makros 
- 
-#​define SET_BIT(PORT,​ BIT) ((PORT) |=  (1 << (BIT))) // Port-Bit Setzen 
-#define CLR_BIT(PORT,​ BIT) ((PORT) &= ~(1 << (BIT))) // Port-Bit Loeschen 
-#define TGL_BIT(PORT,​ BIT) ((PORT) ^=  (1 << (BIT))) // Port-Bit Toggeln 
- 
-// Konstanten 
- 
-#define VORTEILER_WERT 30 // Faktor Vorteiler = 90 
-#define HUNDERTSTEL_WERT 10 // Faktor Hundertstel = 10 
-#define ZEHNTEL_WERT 10 // Faktor Zehntel = 10 
- 
-#define SPEAK_PORT PORTD //​ Port-Adresse fuer Lautsprecher 
-#define SPEAK_BIT 5 //​ Port-Bit fuer Lautsprecher 
-#define LED_PORT PORTB //​ Port-Adresse fuer LED 
-#define LED_BIT 0 //​ Port-Bit fuer gelbe LED an PB2 
- 
-// Variable 
- 
-unsigned char vorteiler = VORTEILER_WERT;​ //​ Zaehlvariable Vorteiler 
-unsigned char hundertstel = HUNDERTSTEL_WERT;​ // Zaehlvariable Hundertstel 
-unsigned char zehntel = ZEHNTEL_WERT;​ //​ Zaehlvariable Zehntel 
- 
-unsigned char zehntelSekunden = 0; // Variable Sekunden 
-unsigned char sekunden = 56; // Variable Sekunden 
-unsigned char minuten = 34; // Variable Minuten 
-unsigned char stunden = 12; // Variable Stunden 
- 
-unsigned char zeile = 0; // x-Koordinate 
-unsigned char pos = 0; // y-Koordinate 
-unsigned char zeichen ='​a'​-1;​ //​ auszugebendes Zeichen 
- 
-bool timertick;​ //​ Bit-Botschaft alle 0,111ms (bei Timer-Interrupt) 
-bool takt10ms;​ //​ Bit-Botschaft alle 10ms 
-bool takt100ms;​ //​ Bit-Botschaft alle 100ms 
-bool takt1s;​ //​ Bit-Botschaft alle 1s 
- 
-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 PcdSendMessage = 0; // Flag fuer sendebereite SPI-Nachricht 
- 
-// Funktionsprototypen 
- 
-void timerInt0(void);​ //​ Init Zeitbasis mit Timer 0 
-void uhrStellen(void);​ //​ Stellfunktion 
-void uhrAnzeigen(void);​ //​ Anzeigefunktion 
-void uhrZaehlen(void);​ //​ Uhrfunktion 
-void initDisplay(void);​ //​ Init Anzeige 
-void zehntelSekundenAufPcdAnzeigen(void);// ​ 
- 
-// Hauptprogramm ============================================================== 
- 
-int main() 
-{ 
- // Initialisierung 
-  
- initDisplay();​ //​ Initialisierung LCD-Anzeige 
- pcd_init();​ 
- 
- TCCR0A = 0; // Timer 0 auf "​Normal Mode" schalten 
- SET_BIT(TCCR0B,​ CS01);​ //​ mit Prescaler /8 betreiben 
- SET_BIT(TIMSK0,​ TOIE0);​ //​ Overflow-Interrupt aktivieren 
- 
- SET_BIT(DDRD,​ SPEAK_BIT);​ //​ Speaker-Bit auf Ausgabe 
- PORTC |= 0b00001111;​ //​ Taster Anschluesse auf Pullup R 
- SET_BIT(DDRB,​ LED_BIT);​ //​ LED-Bit auf Ausgabe 
- 
- sei();​ //​ generell Interrupts einschalten 
-  
- // Hauptprogrammschleife 
- 
- while(1) //​ unendliche Warteschleife mit Aufruf der 
- //​ Funktionen abhaengig von Taktbotschaften 
- { 
- if (takt10ms) //​ alle 10ms: 
- { 
- takt10ms = 0;​ //​ Botschaft "​10ms"​ loeschen 
- uhrStellen();​ //​ Tasten abfragen, Stellen, SPI-Komm. 
- } 
- 
- if (takt100ms) //​ alle 100ms: 
- { 
- takt100ms = 0;​ //​ Botschaft "​100ms"​ loeschen 
- if (PcdSendMessage) //​ wenn SPI-Nachricht gesendet werden soll: 
- {  
- PcdSendMessage = 0; // Botschaft loeschen 
- TGL_BIT(LED_PORT,​ LED_BIT);​ //​ LED Zustand wechseln 
- zehntelSekundenAufPcdAnzeigen();//​ Anzeige auf PCD Display 
- } 
- uhrAnzeigen();​ //​ Uhrzeit auf Anzeige ausgeben 
- uhrZaehlen();​ //​ Uhr weiterzaehlen 
- } 
- 
- if (takt1s) //​ alle Sekunden: 
- { 
- TGL_BIT(LED_PORT,​ LED_BIT);​ //​ LED Zustand wechseln 
- takt1s = 0;​ //​ Botschaft "​1s"​ loeschen 
- pcd_init();​ 
- }  
- } 
- return 0; 
-} 
- 
- 
-// Interrupt-Routine ========================================================== 
- 
-ISR (TIMER0_OVF_vect) 
- 
-/* In der Interrupt-Routine sind die Softwareteiler realisiert, die die Takt- 
- botschaften (10ms, 100ms, 1s) fuer die gesamte Uhr erzeugen. Die Interrupts 
- werden von Timer 0 ausgeloest (Interrupt Nr. 1) 
- 
- Veraenderte Variable: vorteiler 
-  ​ hunderstel 
-  ​ zehntel 
- 
- Ausgangsvariable:​  ​ takt10ms 
-  ​ takt100ms 
-  ​ takt1s 
-*/ 
- 
-{ 
- timertick = 1; // Botschaft 0,111ms senden 
- --vorteiler;​ //​ Vorteiler dekrementieren 
- if (vorteiler==0) //​ wenn 0 erreicht: 10ms abgelaufen 
- { 
- vorteiler = VORTEILER_WERT;​ // ​   Vorteiler auf Startwert 
- takt10ms = 1;​ // ​   Botschaft 10ms senden 
- --hundertstel;​ // ​   Hunderstelzaehler dekrementieren 
- 
- if (hundertstel==0) //​ wenn 0 erreicht: 100ms abgelaufen 
- { 
- hundertstel = HUNDERTSTEL_WERT;​ // Teiler auf Startwert 
- takt100ms = 1;​ // ​   Botschaft 100ms senden 
- --zehntel;​ // ​   Zehntelzaehler dekrementieren 
- 
- if (zehntel==0) //​ wenn 0 erreicht: 1s abgelaufen 
- { 
- zehntel = ZEHNTEL_WERT;​ // ​   Teiler auf Startwert 
- takt1s = 1;​ // ​   Botschaft 1s senden 
- } 
- } 
- } 
-} 
- 
-// Stellfunktion ============================================================== 
- 
-void uhrStellen(void) 
- 
-/* Die Stellfunktion der Uhr wird alle 10ms aufgerufen. Dadurch wir eine 
- ​ Entprellung der Tastensignale realisiert. Das Stellen wir bei einer  
- ​ fallenden Flanke des jeweiligen Tastensignals durchgefuehrt. Darum  
-  muss fuer einen weiteren Stellschritt die Taste erneut betaetigt werden. 
- Ebenso wird die SPI-Funktion hier aufgerufen. 
- 
-  Eine Flanke wird durch (alter Wert == 1) UND (aktueller Wert == 0) erkannt. 
- 
-  Mit der Taste S1 wird die Uebergabe der Zeit Master > Slave gestartet 
- Mit der Taste S2 werden die Stunden aufwaerts gestellt. 
-  Mit der Taste S3 werden die Minuten aufwaerts gestellt (kein Uebertrag) 
- ​ Solange Taste S3 gedrueckt ist werden die Sekunden auf 00 gehalten 
- Mit der Taste S4 wird die Uebergabe der Zeit Master < Slave gestartet 
- 
- ​ Veraenderte Variable: stunden 
-  ​ minuten 
-  ​ sekunden 
- 
- ​ Speicher fuer Bits:​  ​ sw1Alt 
-  ​ sw2Alt 
-  ​ sw3Alt 
-  ​ sw4Alt 
-*/ 
- 
-{  
- sw1_neu = (PINC & (1 << PC0)); // Tasten von Port einlesen 
- sw2_neu = (PINC & (1 << PC1)); 
- sw3_neu = (PINC & (1 << PC2)); 
- sw4_neu = (PINC & (1 << PC3)); 
- 
- if ((sw1_neu==0)) //​ wenn Taste 1 gedrueckt ist: 
- { 
- PcdSendMessage = 1;​ // ​   Senden der SPI-Nachricht aktivieren 
- } 
-  
- if ((sw2_neu==0)&​(sw2_alt==1)) //​ wenn Taste 2 eben gedrueckt wurde: 
- { 
- stunden++;​ // ​   Stunden hochzaehlen,​ Ueberlauf bei 23 
- if (stunden==24) 
- stunden = 00; 
- } 
- if ((sw3_neu==0)&​(sw3_alt==1)) //​ wenn Taste 3 eben gedrueckt wurde: 
- { 
- minuten++;​ // ​   Minuten hochzaehlen,​ Ueberlauf bei 59 
- if (minuten==60) 
- minuten = 00; 
- } 
- if (sw3_neu==0) //​ solange Taste 3 gedrueckt: 
- sekunden = 00; //   Sekunden auf 00 setzen 
- 
- if ((sw4_neu==0)&​(sw4_alt==1)) //​ wenn Taste 3 eben gedrueckt wurde: 
- { 
- pcd_putLine(rand()%83,​rand()%47,​rand()%83,​rand()%47);​ 
- pcd_updateDisplay();​ 
- } 
-  
- sw1_alt = sw1_neu;​ //​ aktuelle Tastenwerte speichern 
- sw2_alt = sw2_neu;​ // ​   in Variable fuer alte Werte 
- sw3_alt = sw3_neu; 
- sw4_alt = sw4_neu; 
-} 
- 
-// Anzeigefunktion Uhr ======================================================== 
- 
-void uhrAnzeigen(void) 
- 
-/* Die Umrechnung der binaeren Zaehlwerte auf BCD ist folgendermaßen geloest: ​ 
- Zehner: einfache Integer-Teilung (/10) 
- Einer: ​ Modulo-Ermittlung (%10), d.h. Rest bei der Teilung durch 10 
-*/ 
- 
-{ 
- lcd_gotoxy(0,​4);​ //​ Cursor auf Start der Zeitausgabe setzen 
- 
- lcd_putc(stunden/​10+0x30);​ //​ Stunden Zehner als ASCII ausgeben 
- lcd_putc(stunden%10+0x30);​ //​ Stunden Einer als ASCII ausgeben 
- lcd_putc(0x3A);​ //​ Doppelpunkt ausgeben 
- 
- lcd_putc(minuten/​10+0x30);​ //​ Minuten ausgeben 
- lcd_putc(minuten%10+0x30);​ 
- lcd_putc(0x3A);​ //​ Doppelpunkt 
- 
- lcd_putc(sekunden/​10+0x30);​ //​ Sekunden ausgeben 
- lcd_putc(sekunden%10+0x30);​ 
-} 
- 
-// Anzeigefunktion fuer PCD Display ======================================================== 
- 
-void zehntelSekundenAufPcdAnzeigen(void) 
- 
-/* Anzeigen der Zenhtelsekunden auf dem Display PCD8544 
-*/ 
- 
-{ 
- pcd_gotoxy(zeile,​ pos); // Setze Position am Display 
- pcd_putc(zehntelSekunden+0x30);​ //​ Schreibe Zehntelsekunden ​ 
- pcd_updateDisplay();​ //​ Aktualisiere das Display des PCD8544 
- if (++pos > 13) // naechste Position, und wenn diese ausserhalb der Anzeige 
- { 
- pos = 0; // zurueck auf erste Position 
- if (++zeile > 5) // naechste Zeile, und wenn diese ausserhalb der Anzeige 
- { 
- zeile = 0; // zurueck auf erste Zeile 
- pcd_clearDisplay();​ //​ loesche Anzeige 
- }; 
- } 
-} 
- 
-// 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 7a-"​);​ //​ Ausgabe Festtext: 16 Zeichen 
- 
- lcd_gotoxy(1,​0);​ // Cursor auf 2. Zeile, 1. Zeichen 
- lcd_putstr("​Uhr + SPI-Master"​);​ //​ Ausgabe Festtext: 16 Zeichen 
- 
- _delay_ms(1000);​ //​ Wartezeit nach Initialisierung 
- 
- lcd_gotoxy(0,​0);​  ​   // Cursor auf 1. Zeile, 1. Zeichen 
- lcd_putstr("​=== 00:00:00 ==="​);​ //​ Ausgabe Festtext: 16 Zeichen 
- 
- lcd_gotoxy(1,​0);​  ​       // Cursor auf 2. Zeile, 1. Zeichen 
- lcd_putstr("​10tl Std Min Lin."​);​ //​ Ausgabe Festtext: 16 Zeichen 
- 
-} //​ Ende der Funktion 
- 
- 
-// Zaehlfunktion Uhr ========================================================== 
- 
-void uhrZaehlen (void) //​ wird jede Sekunde gestartet 
- 
-/* Die Uhr wird im Sekundentakt gezaehlt. Bei jedem Aufruf wird auch ein  
- "​Tick"​ auf dem Lautsprecher ausgegeben. Ueberlaeufe der Sekunden zaehlen 
- die Minuten, die Ueberlaeufe der Minuten die Stunden hoch. 
- 
- Veraenderte Variable:​ sekunden 
- minuten 
- stunden 
-*/ 
- 
-{ 
- TGL_BIT (SPEAK_PORT,​ SPEAK_BIT);​ //​ "​Tick"​ auf Lautsprecher ausgeben 
- //​ durch Invertierung des Portbits 
- zehntelSekunden++;​ 
- if (zehntelSekunden==10) //​ bei Ueberlauf: 
- { 
- zehntelSekunden=0;​ 
- sekunden++;​ //​ Sekunden hochzaehlen 
- if (sekunden==60) //​ bei Ueberlauf: 
- { 
- sekunden = 0;​ // ​  ​Sekunden auf 00 setzen 
- minuten++;​ // ​  ​Minuten hochzaehlen 
- if (minuten==60) //​ bei Ueberlauf: 
- { 
- minuten = 0;​ //​  ​  ​Minuten auf 00 setzen 
- stunden++;​ //​  ​  ​Stunden hochzaehlen 
- if (stunden==24) //​  ​  bei Ueberlauf: 
- stunden = 0; // Stunden auf 00 setzen 
- } 
- } 
- } 
-} 
- 
-</​sxh>​ 
-</​WRAP><​WRAP column 55%> 
- 
-''/​*=============================================================================''​ 
- 
-Ändern Sie auch hier wieder die Beschreibung am Anfang des C-Files, je nachdem was Sie entwickeln ​ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ 
-''​Deklarationen ===================================''​ 
-\\ \\ 
-  - Hier wird wieder geprüft ob die Frequenz des Quarz bereits eingestellt wurde und - falls nicht - dessen Frequenz eingestellt. Die Frequenz ist diesmal merklich niedriger, da die Ansteuerung des Display keine höheren Raten erlaubt\\ \\ \\ \\ 
-  - Zusätzlich zu den bisherigen Header-Dateien sind nun folgende hinzugekommen:​ \\ \\ 
-    - <​stdlib.h>​ - Standard-Bibliothek für Typenumwandlung und mehr. Hiervon wird die Erstellung von Zufallswerten genutzt \\ \\ 
-    - "​pcd8544.h"​ - Bibliothek für das einbinden des neuen Displays \\ \\ \\  
-  - Die Makros entsprechen denen der letzten Programme. \\ \\ \\ \\  
-  - Die Konstanten entsprechen denen der letzten Programme. Der Vorteiler Wert entspricht aber hier der Hälfte des bisherigen Wertes, da die Taktfrequenz ebenso halb so groß ist.  \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\  ​ 
-  - Bei den Variablen entsprechen einige denen der letzten Programme. \\ \\ \\  
-  - Für die Uhr werden Stunden, Minuten, Sekunden und Zehntelsekunden mit Anfangswerten deklariert. \\ \\ \\ 
-  - Für das neue Display werden Variablen für die Textposition und für das auszugebenden Zeichen deklariert. \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ 
-  - Das Flag PcdSendMessage zeigt an, ob Zeichen regelmäßig zu übertragen sind.  \\ \\ \\ 
-  - Bei den Funktionsprototypen sind einige bekannte Unterprogramme vorhanden. Details werden weiter unten erklärt. \\ \\ \\ \\ \\  
- 
-''​Hauptprogramm =========================''​ 
- 
-  - 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 wir 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. 
-  - 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. 
-  - 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 =========================''​ 
-  - 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 $T_{ISR}= 0,​16\bar{6}ms$. 
-  - 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.  \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ 
-''​Taster initialisieren ==============''​ 
-  - Das Einstellen des Data Direction Registers und der Pullups wurde bereits in vorherigen Programmen erklärt. \\ \\ \\ 
-''​ Funktion Tasten einlesen ==============''​ 
-\\ \\ \\ 
-  - 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. \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ 
- 
-''​Initialisierung Display-Anzeige =========================''​ 
-  - Die Funktion ''​initDisplay()''​ wird zu Beginn des Programms aufgerufen und führt zunächst die Initialisierung des Displays aus. 
-  - Danach wird der erste Text auf den Bildschirm geschrieben und damit der Programmname dargestellt. 
-  - Nach zwei Sekunden wird der Auswahlbildschirm angezeigt. 
- 
-\\ \\ \\ \\ \\ \\ 
- 
-''​Anzeige Hauptmenu =========================''​ 
-  - Da der Auswahlbildschirm mit dem Hauptmenu nicht nur beim Start, sondern auch nach jeder Rückkehr aus Unterprogrammen dargestellt werden muss, wird der Auswahlbildschirm in einem neuen Unterprogramm angezeigt. 
- 
-\\ \\ \\ \\ \\ 
- 
-''/​* Teilprogramm 1: Blinkende LED =====''​ 
- 
-Hier ist das Programm der [[1._hello_blinking_world|Blinking LED]] etwas angepasst eingefügt. ​ 
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-  - Zunächst wird ein Unterprogramm zur Anzeige das Displays aufgerufen 
-  - ''​SET_BIT(DDRB,​ DDB0)''​ wandelt den Anschluss B0 in einen Ausgang um 
-  - Die Schleife wird solange ausgeführt,​ bis die Flanke des Schalters 1 über ''​sw1_slope''​ erkannt wurde 
-  - Beim Aktivieren der LED wird auch auf dem Display eine ''​1''​ geschrieben. ​ \\ \\ \\ \\ 
-  - Nach einer Sekunde wird die LED ausgeschalten und auf dem Display eine ''​0''​ geschrieben. ​ \\ \\ \\ \\ 
-  - Nach Beendigung der Schleife werden alle Flanken gelöscht. Damit wird verhindert, dass beim Aufruf des Hauptmenus sofort ein Sprung in ein Unterprogramm ausgeführt wird. 
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-''/​* Teilprogramm 2: Soundgenerierung ====''​ 
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-Hier ist das Programm [[2._sound_und_timer|Sound und Timer]] etwas angepasst eingefügt. ​ 
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-  - Die Port Initialisierung,​ um Lautsprecher und LED anzusteuern,​ wurde übernommen. 
-  - 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. 
-  - 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. \\ \\ \\ \\ \\  
-  - 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. \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ \\ 
-  - Das Heraufzählen der Frequenz gleich dem Herunterzählen,​ bis auf die Werte der for-Schleife. 
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-''/​* Teilprogramm 3: Logische Funktionen ====''​ 
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-Hier ist das Programm [[3._logische_funktionen|Logische Funktionen]] etwas angepasst eingefügt. ​ 
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-  - Durch den Anschluss des Tasters zwischen Port und Masse erzeugt ein geschlossener ein LOW Signal (logisch 0). Hier sollen aber nun der Tastendruck dem Wert HIGH (logisch 1) entsprechen. Aus diesem Grund sind die Tasterwerte in den Bedingungen negiert, z.B. ''​(__**!**__sw3_alt)&&​(__**!**__sw4_alt)''​ 
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-''/​* Teilprogramm 4: Up-Down-Counter ====''​ 
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-Hier ist das Programm [[4._up_down_counter|Up/​Down Counter]] etwas angepasst eingefügt. ​ 
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-  - Im wesentlichen gleicht das Programm dem bereits bekanntem. Es kann aber auf die bereits berechnete Flanken ''​sw2_slope''​ bis ''​sw4_slope''​ zurückgegriffen. 
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-''​Auswahl im Hauptmenu ermitteln ==========''​ 
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-  - Je nach gedrückter Taste wird hier die Variable ''​modus''​ gesetzt 
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-</​WRAP></​WRAP>​ 
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---> IV. Ausführung in Simulide # 
-  - Geben Sie die oben dargestellten Codezeilen ein und kompilieren Sie den Code. 
-  - Öffnen Sie Ihre hex-Datei in SimulIDE und testen Sie, ob diese die gleiche Ausgabe erzeugt 
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-Bitte arbeiten Sie folgende Aufgaben durch: 
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---> Aufgaben# 
-  - 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). 
-    - Der oben gezeigte Code wurde optimiert: {{microcontrollertechnik:​5_program_menu_opt.c}} . Aus funktionaler Sicht sind die beiden Programme gleich. Kompilieren Sie diesen Code und überprüfen Sie die Speicherauslastung. 
-    - Wie funktioniert die optimierte Funktionen ''​void getChoiceInMainMenu()''?​ 
-    - Für was wird der Array ''​DisplayText''​ verwendet? ​ 
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