AVR-Mikrocontroller: megaAVR-Entwicklung, Anwendung und Peripherie
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Berlin
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2015
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INHALT
VORWORTE 1
1 EINFUEHRUNG, AVR-HARDWARE 3
1.1 AUFBAU DER AVR-MCU 4
1.1.1 PROZESSORREGISTER 5
1.1.2 STATUSREGISTER, STATUSBITS 5
1.1.3 BEFEHLSSATZ UND ADRESSMODI 6
1.2 FUSEBITS 8
1.3 RESET 9
1.4 MCU-TAKT, TAKTQUELLEN, INTERNE TAKTE 10
1.4.1 TAKTQUELLEN, STARTUP-PHASE 13
1.4.2 INTERNE TAKTSIGNALE 13
1.4.3 SLEEP-MODI 14
1.5 INTERRUPTS 16
1.6 SPEICHERAUFBAU 24
1.6.1 ZUGRIFFE AUF DAS REGISTERFILE 25
1.6.2 ZUGRIFFE AUF DAS SRAM 26
1.6.3 ZUGRIFFE AUF I/O-REGISTER 27
1.6.4 ZUGRIFFE AUF DAS FLASH-ROM 28
1.6.5 ZUGRIFFE AUF DAS EEPROM 32
1.7 DEFAULT-EINSTELLUNGEN 33
1.8 GRUNDSCHALTUNG 34
1.8.1 MCU-HAUPTTAKTQUELLE 35
1.8.2 RESETSCHALTUNG 36
1.8.3 ISP- UND SERIELLE SCHNITTSTELLE 36
1.8.4 SPANNUNGSVERSORGUNG 37
1.8.5 BENOETIGTE HARDWARE 38
2 AVR-PROGRAMMLERUNG UNTER AVR-GCC 40
2.1 AUFBAU EINES C-PROGRAMMS 40
2.1.1 VARIABLENTYPEN UND -DEKLARATIONEN 44
2.1.2 SYMBOLE, KONSTANTEN, HEADERFILES 51
2.1.3 16 BIT-WERTE UND-REGISTER 58
2.1.4 INTERRUPTS UND-VEKTOREN 60
2.2 AUFBAU EINES REINEN ASSEMBLERPROGRAMMS 61
2.3 AUFBAU GEMISCHTERE- UND ASSEMBLERPROGRAMME 68
2.3.1 SPEICHERADRESSEN VS. I/O-ADRESSEN (REGISTERNUMMERN) -
2.3.2 UEBERGABE VON ARGUMENTEN, REGISTERNUTZUNG 71
2.3.3 DEKLARATIONEN VON FUNKTIONEN UND VARIABLEN 72
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VUEI *
INHALT
2.3.4 INLINE-ASSEMBLER 73
2.3.5 BEISPIEL 76
2.3.6 INTERRUPTHANDLER IN ASSEMBLER 79
3 PRAKTISCHER EINSTIEG
MIT ATMEL
STUDIO 80
3.1 ANLEGEN EINER LOESUNG UND EINES PROJEKTES 80
3.1.1 ERZEUGEN EINER SOLUTION 81
3.1.2 PROJEKTE FUER AUSFUEHRBARE C-PROGRAMME 83
3.1.3 PROJEKTE FUER STATISCHE BIBLIOTHEKEN 85
3.2 UEBERSETZEN UND LINKEN EINES PROGRAMMS 87
3.3 PROGRAMMIERUNG (FLASHEN) 89
3.3.1 DIE ATMEL STUDIO-KOMMANDOZEILE 90
3.3.2 DIE ATMEL STUDIO-GUI 93
3.4 UNTERSTUETZUNG DER QUELLCODEBEARBEITUNG, CODE SNIPPETS 97
3.5 GLIEDERUNG VON PROJEKTEN MIT LIBRARIES 99
3.5.1 ERSTELLUNG EINER BIBLIOTHEK 99
3.5.2 NUTZUNG EINER BIBLIOTHEK 99
3.5.3 MATHEMATISCHE UND ANDERE STANDARDBIBLIOTHEKEN 102
3.6 SIMULATION UND DEBUGGING 103
3.6.1 DEBUGGING EINES C-PROGRAMMS 104
3.6.2 DEBUGGEN VON ASSEMBLERPROGRAMMEN 108
3.7 ON-CHIP-DEBUGGING MIT DER JTAG-SCHNITTSTELLE 109
3.7.1 PROGRAMMIEREN VON FLASH-ROM UND
FUSEBITS UEBER JTAG 110
3.7.2 DEBUGGING 111
3.7.3 TRACING 112
3.8 WEITERE ENTWICKLUNGSUMGEBUNGEN 113
4 DLGITAL-I/O 114
4.1 PIN-ZUORDNUNG 114
4.2 REGISTERBESCHREIBUNG 115
4.2.1 DIGITALE EIN-UND AUSGABE 115
4.2.2 UMSCHALTUNG AUF AUSGAENGE, DEFINIERTE STARTZUSTAENDE 118
4.2.3 EXTERNE INTERRUPTS 120
4.3 COMPILERUNTERSTUETZUNG, SYMBOLISCHE NAMEN (AVR-GCC) 122
4.4 AUSGABEBESCHALTUNGEN 126
4.5 EINGABEBESCHALTUNGEN 129
4.6 EINFACHE DIGITALE EIN- UND AUSGABE, 2:4-DEKODER 130
4.6.1 EINLESEN VON TASTERN
UND SCHALTERN 131
4.6.2 AUSGABEN UEBER 7-SEGMENT-ANZEIGEN 132
4.7 AUSLESEN VON TASTERN MIT ENTPRELLUNG 134
4.7.1 BIBLIOTHEK ZUR ENTPRELLUNG LANGER/KURZER TASTENDRUECKE 138
4.7.2 CODESCHLOSS 151
INHALT * IX
4.7.3 EINLESEN EINER TASTATURMATRIX 155
4.7.4 BIBLIOTHEK ZUR ENTPRELLUNG WIEDERHOLTER TASTENDRUECKE 159
4.8 EMULATION EINES 8 BIT-BUSSYSTEMS 172
4.8.1 BIBLIOTHEK ZUR ANSTEUERUNG EINER LCD-PUNKTMATRIX-ANZEIGE 173
4.8.2 DIGITALUHR MIT LCD-ANZEIGE 179
4.8.3 METRONOM MIT INDUSTRIELLEM AUSGABEBAUSTEIN FUER 8 BIT-BUS 182
4.8.4 DIGITALER PORTEXPANDER MIT 8 BIT-DATENBUS 191
4.9 SOFTWARE-PWM VIA
DIGITALPORT 194
4.10 STIMMGABEL/SYNTHESIZER MIT NCO 199
4.10.1 NUMERISCH KONTROLLIERTER OSZILLATOR 206
4.10.2 NCO ALS GRUNDLAGE EINER WAVETABLE-SYNTHESE 207
4.11 ANALOGAUSGABE UEBER DIGITALPORTS UND R-2R-LEITER 210
4.12 EXTERNE INTERRUPTS 212
4.12.1 BIBLIOTHEK FUER EXTERNE INTERRUPTS 212
4.12.2 TREPPENHAUSLICHT 214
5 TLMER/COUNTER 216
5.1 PIN-ZUORDNUNG 216
5.2 REGISTERBESCHREIBUNG 217
5.3 BETRIEBSMODI 225
5.3.1 ZAEHLEN IM NORMALEN MODUS 226
5.3.2 CLEAR TIMER ON COMPARE MATCH/CTC-MODUS 228
5.3.3 PULSWEITENMODULATION PWM 230
5.3.4 INPUT CAPTURE-FUNKTION 237
5.4 ZAEHLUMFANG, FREQUENZBEREICHE UND IMPULSDAUER 241
5.5 BIBLIOTHEK FUER TIMER/COUNTER 244
5.6 ANWENDUNG DER EINFACHEN EREIGNISZAEHLUNG 254
5.6.1 MIKROSEKUNDENGENAUE STOPUHR 254
5.6.2 HOCHFREQUENZMESSUNG, ZEITGENAUE PULSERZEUGUNG 268
5.7 ANWENDUNG VON INPUT CAPTURE-EREIGNISSEN 274
5.7.1 ZEITMARKEN UND STOPUHR 274
5.7.2 FAHRRADTACHOMETER, BASIEREND AUF ICP-FREQUENZMESSUNG 278
5.7.3 NIEDERFREQUENZMESSUNG 283
5.8 ANWENDUNG DES CTC-MODUS, SIGNALERZEUGUNG,
STEUERUNGEN 287
5.8.1 RECHTECK-SIGNALGENERATOR 287
5.8.2 BLINKER 290
5.8.3 EINMALIGE IMPULSE DEFINIERTER DAUER, TREPPENHAUSLICHT 293
5.8.4 STEUERUNG MIT ZUSTANDSAUTOMAT (WASCHMASCHINE) 297
5.8.5 BIBLIOTHEK FUER 7-SEGMENT-ANZEIGEN IM MULTIPLEXBETRIEB 305
5.8.6 EINFACHE DIGITALUHR MIT 7-SEGMENT-ANZEIGE 311
5.8.7 DIGITALUHR MIT ZEITEINSTELLUNG UEBER TASTATUR 314
5.9 STUFENLOSE HELLIGKEITSSTEUERUNG MIT PWM, ELEKTRONISCHE KERZE 321
X INHALT
6 USART, SERIELLE SCHNITTSTELLE 323
6.1 PIN-ZUORDNUNG UND REGISTERBESCHREIBUNG 323
6.2 RS232 UND USB 326
6.3 BIBLIOTHEK ZUR MINIMALEN USART-NUTZUNG 327
6.4 SERIELL GESTEUERTER PORT-I/O 333
7 TWI, TWO WIRE-INTERFACE 340
7.1 PIN-ZUORDNUNG UND REGISTERBESCHREIBUNG 342
7.2 BIBLIOTHEK ZUR ANSTEUERUNG DES TWI-BUSSES (MASTER) 346
7.2.1 REALISIERUNG DES MASTER TRANSMIT-MODUS 346
7.2.2 REALISIERUNG DES MASTER RECEIVE-MODUS 347
7.3 TWI-NETZWERK MIT MASTER- UND SLAVE-MCUS 349
7.4 ANSTEUERUNG DES TWI-L/O-EXPANDERS PCF8574 353
7.5 ANSTEUERUNG DER TWI-RTC (ECHTZEITUHR) PCF8583P 356
8 SPI, SERIAL PERIPHERAL
INTERFACE 365
8.1 ABLAUF EINER SPI-DATENUEBERTRAGUNG 366
8.2 PIN-ZUORDNUNG, MEHRERE GERAETE AM SPI-BUS 367
8.3 REGISTERBESCHREIBUNG 369
8.4 BIBLIOTHEK ZUR SPI-NUTZUNG *371
8.4.1 KONFIGURATION DES MASTERMODUS 371
8.4.2 KONFIGURATION DES SLAVEMODUS 372
8.5 MASTER-SLAVE-SYSTEM VIA SPI-BUS 375
8.6 DATENLOGGER MIT DATENPERSISTENZ IN SPI-EEPROM 380
8.7 OUTPUT-PORTEXPANDER MIT 74HCT595 391
8.8 INPUT-PORTEXPANDER MIT 74HC165 395
8.9 ANSTEUERUNG MAX7219 DISPLAYCONTROLLER 399
9 ANALOG-I/O 404
9.1 PIN-ZUORDNUNG UND REGISTERBESCHREIBUNG 405
9.1.1 ANALOG-DIGITAL-WANDLER ADC 405
9.1.2 ANALOGKOMPARATOR 407
9.2 ELEKTRISCHE CHARAKTERISTIK, BESCHATTUNG, BERECHNUNGEN 408
9.3 ANALOGE EINGABEGERAETE 411
9.4 BIBLIOTHEK ZUM ADC- UND KOMPARATORHANDLING 412
9.5 ANALOGKOMPARATOR ALS DAEMMERUNGSSCHALTER 418
9.6 MESSUNG EINER ABKUEHLUNGSKURVE 422
LITERATUR 429
STICHWORTVERZEICHNIS 431 |
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| spelling | Klöckl, Ingo 1968- Verfasser (DE-588)123360072 aut AVR-Mikrocontroller megaAVR-Entwicklung, Anwendung und Peripherie Ingo Klöckl Berlin De Gruyter Oldenbourg 2015 X, 434 S. Ill., graph. Darst. 240 mm x 170 mm txt rdacontent n rdamedia nc rdacarrier Softwaretechnik 1 Literaturverz. S. [429] - 430 ATmega16 (DE-588)1077932456 gnd rswk-swf Mikrocontroller AVR (DE-588)4540630-3 gnd rswk-swf Mikrocontroller AVR (DE-588)4540630-3 s ATmega16 (DE-588)1077932456 s DE-604 Erscheint auch als Online-Ausgabe, EPUB 978-3-11-040941-3 Erscheint auch als Online-Ausgabe, PDF 978-3-11-040769-3 Softwaretechnik 1 (DE-604)BV042925647 1 text/html http://deposit.dnb.de/cgi-bin/dokserv?id=4805201&prov=M&dok_var=1&dok_ext=htm Inhaltstext DNB Datenaustausch application/pdf http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=028352866&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA Inhaltsverzeichnis |
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