Sie sind hier
E-Book

Mikrocontroller für Einsteiger

Schaltungen entwerfen und Software programmieren

AutorMichael Hofmann
VerlagFranzis
Erscheinungsjahr2009
Seitenanzahl240 Seiten
ISBN9783772338632
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis29,99 EUR
Das Buch bietet eine Einführung in die Programmierung von Mikrocontrollern und gibt viele Tipps, wie die entsprechende Hardware aufgebaut werden muss, sowie alle Antworten zu den häufigsten Fragen rund um die Programmierung und Schaltungsentwicklung eines Mikrocontrollers

Kaufen Sie hier:

Horizontale Tabs

Leseprobe
3 Die Programmierung mit MPLAB (S. 56-57)

Nachdem nun einige Grundlagen über den Aufbau eines Mikrocontrollers erklärt wurden, wird in diesem Kapitel die Entwicklungsumgebung MPLAB von Microchip vorgestellt. Es handelt sich dabei um ein professionelles Tool, bei dem man nichts vermisst, was für die Programmierung der Mikrocontroller benötigt wird. Die aktuelle Software kann man auf der Internetseite von Microchip (www.microchip.com) kostenfrei herunterladen und benutzen. Eine Version von MPLAB befindet sich auf der beiliegenden CD-ROM. Mit der Entwicklungsumgebung kann man die Controller von Microchip in Assembler programmieren.

Es können auch verschiedene C-Compiler integriert werden, für die aber von dem entsprechenden Hersteller eine kostenpflichtige Lizenz zu erwerben ist. Um den Mikrocontroller zu programmieren, steht ein Texteditor mit Syntax-Highlighting (farbliche Unterscheidung von Befehlen, Zahlen und Kommentaren) zur Verfügung. Es können über den Texteditor auch Breakpoints (Haltepunkte) definiert und der Code schrittweise abgearbeitet werden. Um sich den aktuellen Inhalt der Register anzusehen, kann man zwischen unterschiedlichen Anzeigearten wählen. Ein besonderes Feature ist der integrierte Simulator. Hiermit kann man die Software für einen Mikrocontroller schreiben, ohne einen solchen angeschlossen zu haben. Der PC simuliert so die Funktionsweise des Controllers. Man kann sich Signale über die Zeit anzeigen lassen, die Signalzustände der Eingangspins ändern oder eine Stoppuhr verwenden, um die Dauer einer Schleife zu bestimmen.

Um eine funktionierende Schaltung mit einem Mikrocontroller aufzubauen, müssen die Hardware und die Software ordnungsgemäß funktionieren. Durch den Simulator hat man eine sehr gute Möglichkeit, die Software von der Hardware zu trennen und so nur die Software zu untersuchen. Mögliche Fehler in der Beschaltung des Mikrocontrollers spielen dann keine Rolle und man lädt erst nach erfolgreicher Simulation die Software in den Mikrocontroller. Danach hat man dann die Möglichkeit, den Mikrocontroller über den In-Circuit-Debugger in echter Hardwareumgebung zu testen und die Fehler zu beseitigen. So können Schritt für Schritt die Fehler gesucht und berichtigt werden.

3.1 Installation von MPLAB

Die Version v8.10 von MPLAB befindet sich auf der beiliegenden CD-ROM im Verzeichnis ..MPLABInstallation. Die Installation wird gestartet durch den Aufruf der Datei Install_MPLAB_v810.exe. 3.2 Anpassung des Projektverzeichnisses Auf der beiliegenden CD-ROM findet man viele Beispiele, die sofort funktionieren und mit dem Simulator von MPLAB simuliert werden können. Um mit den Beispielen zu arbeiten, sollte man sie sich in ein Verzeichnis auf der Festplatte kopieren, da bei Änderungen im Programmcode die Dateien auch gespeichert werden müssen.

Bei allen Beispielen wurde die Arbeitsumgebung gespeichert, sodass beim Starten bereits die richtigen Einstellungen gemacht sind und man das Programm sofort ausführen kann. Allerdings ist es dazu nötig, das komplette Beispielverzeichnis auf die Festplatte in den Pfad C:PIC zu kopieren. In der Arbeitsumgebung sind die gesamten Pfadnamen gespeichert und werden bei einem abweichenden Verzeichnisnamen nicht mehr gefunden.

Es müssen in der Arbeitsumgebung dann die Pfadnamen umständlich angepasst werden. Um die Beispiele dennoch in einem anderen Verzeichnis zu bearbeiten, kann man die Anpassungen über den Project Wizard vornehmen. Das Beispiel wird durch einen Doppelklick auf die Datei mit der Endung .mcw geöffnet. Danach ruft man den Project Wizard über Project ->, Project Wizard auf. Man kann bis auf ein Fenster alle mit Weiter bestätigen. Nur bei Step Three muss man den Options-Button Reconfigure Active Project und Save changes to existing project file anklicken.
Inhaltsverzeichnis
Inhalt6
1 Überblick über die Mikrocontroller11
1.1 Feature-Vergleich der Mikrocontroller13
1.2 Aufbau und Funktionsweise des PIC 16F876A13
1.2.1 Blockschaltbild13
1.2.2 Der Flash-Programmspeicher14
1.2.3 Datenverarbeitung in der ALU16
1.2.4 Das Statusregister16
1.2.5 Adressierung des RAM oder des File-Registers17
1.2.6 Aufruf von Unterprogrammen17
1.2.7 Die indirekte Adressierung19
1.2.8 Lesen und Schreiben vom internen EEPROM21
2 Die Assemblerbefehle desPIC16F876A24
2.1 Befehlsübersicht25
2.2 Detailierte Beschreibung der Assemblerbefehle26
2.2.1 Allgemeines27
2.2.2 Zahlenformate28
2.2.2.1 Binärformat28
2.2.2.2 Oktalformat28
2.2.2.3 Hexadezimalformat29
2.2.2.4 Dezimalformat29
2.2.2.5 ASCII-Format29
2.2.2.6 Zusammenfassung30
2.2.3 Logische Verknüpfungen31
2.2.4 Schiebebefehle37
2.2.5 Arithmetische Befehle41
2.2.6 Sprungbefehle44
2.2.7 Sonstige Befehle53
3 Die Programmierung MPLAB56
3.1 Installation von MPLAB56
3.2 Anpassung des Projektverzeichnisses57
3.3 Anlegen eines Projekts58
3.4 Die Arbeitsoberfläche61
3.5 Das Menü View65
3.5.1 Hardware Stack66
3.5.2 Watches66
3.5.3 Disassembly Listing67
3.5.4 EEPROM67
3.6 Breakpoints68
3.7 Simulator69
3.7.1 Grundeinstellungen69
3.7.2 Asynchroner Stimulus70
3.7.3 Zyklischer Stimulus71
3.7.4 Sonstige Stimulus Tabs71
3.8 Logicanalyser72
3.9 In-Circuit-Debugger ICD273
3.10 Programmieren80
3.11 Texteditor81
4 DieProgrammierschnittstelle82
4.1 Programmierung mit dem ICD282
4.2 Ablauf der Programmierung84
4.3 Die Konfigurationsbits85
4.3.1 Oszillator86
4.3.2 Watchdog-Timer87
4.3.3 Power-Up-Timer87
4.3.4 Brown-Out Detect88
4.3.5 Low Voltage Program88
4.3.6 Data EE Read Protect88
4.3.7 Flash Program Write89
4.3.8 Code Protect89
4.3.9 Konfigurationsbits im Überblick90
4.4 OTP-Typ90
5 Das Entwicklungs-Board91
5.1 Schaltungsbeschreibung der Hardware91
5.1.1 Netzteil91
5.1.2 Programmierschnittstelle92
5.1.3 Taktgenerierung92
5.1.4 Analoge Spannungen93
5.1.5 Taster93
5.1.6 Ausgangstreiber mit Leuchtdioden94
5.1.7 Infrarotempfänger94
5.1.8 I²C-EEPROM95
5.1.9 RS-232-Schnittstelle96
5.1.10 Display96
5.1.11 Stiftleiste für Erweiterungen98
5.2 Software98
5.2.1 Eingebundene Dateien98
5.2.2 Konfigurationsbits99
5.2.3 Definitionen99
5.2.4 Variablen100
5.2.5 Makros100
5.2.6 Programmstart101
5.2.7 Initialisierung102
6 Die Ein- und Ausgänge103
6.1 Pinbelegung PIC16F876A103
6.2 Pinfunktionen im Überblick104
6.3 Digitale Ein- und Ausgänge107
6.4 Beispielprogramm: LED-Muster111
7 Die Timer112
7.1 Der 8-Bit-Timer (Timer0)112
7.2 Der 16-Bit-Timer (Timer1)114
7.3 Das Timer2-Modul118
8 Verarbeitung analogerSignale121
8.1 Die Analog-Digital-Wandlung121
8.1.1 A/D-Wandlung nach der sukzessiven Approximation (Wägeverfahren)122
8.1.2 Übertragungsfunktion des A/D-Wandlers124
8.1.3 Berechnung des Spannungswerts126
8.1.4 Aufteilung des digitalisierten Werts127
8.2 Beispielprogramm: Voltmeter127
8.3 Die 16-Bit-Addition130
8.4 Die 16-Bit-Subtraktion131
8.5 Analyse des digitalisierten Werts131
9 Anzeige von Daten aufeinem Display136
9.1 Der Displaycontroller136
9.1.1 Zeichensatz137
9.1.2 Display Ansteuervarianten138
9.2 Display-Initialisierung140
9.3 Die Hardwareschnittstelle142
9.3.1 Unterprogramm für das Schreiben eines Kommandos143
9.3.2 Unterprogramm für das Schreiben eines Zeichens144
9.3.3 Makro für die Initialisierung des Displays145
9.4 Beispielprogramm: Hello World146
10 Anzeigen einer analogenSpannung149
10.1 Berechnung der Spannung149
10.2 Unterprogramm AD_konvertieren151
10.3 Umwandlung der Binärzahl in eine Dezimalzahl153
10.4 Das Hauptprogramm155
11 Messung des Widerstandsund der Leistung159
11.1 Die Strommessung159
11.2 Die binäre Multiplikation160
11.3 Die binäre Division163
11.4 Anzeige der berechneten Leistung168
11.5 Anzeige des berechneten Widerstands171
12 Datenübertragung über die serielle Schnittstelle (RS-232)177
12.1 Die serielle Schnittstelle RS-232178
12.1.1 Anschluss der seriellen Schnittstelle178
12.1.2 Protokoll der RS-232-Schnittstelle179
12.2 Software zur Datenübertragung180
12.3 Verwendung der USART-Schnittstelle181
12.3.1 Einstellen der Baudrate182
12.3.2 Einstellung der Register TXSTA und RCSTA182
12.4 Beispielprogramm: PC-Steuerung184
13 Datenübertragung überden I²C-Bus189
13.1 Funktionsweise der I²C-Schnittstelle189
13.2 Ansteuerung eines EEPROM191
13.3 Beispielprogramm: Messwertspeicherung193
13.3.1 Das Unterprogramm Schreibe_EEPROM196
13.3.2 Das Unterprogramm Lese_EEPROM199
14 Schalten über eineInfrarot-Fernbedienung203
14.1 Das RC5-Protokoll203
14.2 Beispielprogramm: IR-Schalter208
15 Anhang215
Sachverzeichnis239

Weitere E-Books zum Thema: Elektronik - Elektrotechnik - Telekommunikation

Hochfrequenz-Messpraxis

E-Book Hochfrequenz-Messpraxis

Bei Entwicklung, Nachbau, Modifizierung oder Reparatur hochfrequenztechnischer Schaltungen und Geräte kommt man um Messungen nicht herum, allerdings hat die Hochfrequenz-Messtechnik diverse Tücken.

Das Internet der Dinge

E-Book Das Internet der Dinge

Mit dem 'Internet der Dinge' zeichnet sich ein fundamentaler Technik-Trend ab, dessen betriebswirtschaftliche Konsequenzen und Chancen hier erstmals erläutert werden. Das Buch stellt dabei nicht nur ...

Elektrotechnische Grundlagen

E-Book Elektrotechnische Grundlagen

Die Kenntnisse und Fertigkeiten, die für das systematische Einarbeiten in das Gebiet der Elektronik notwendig sind, werden hier vermittelt. Die Vorgänge sind praxisgerecht und so vereinfacht wie ...

Praktische Regeltechnik

E-Book Praktische Regeltechnik

Dies ist eine auf optimalen Lernerfolg ausgerichtete Einführung für Studierende der praxisorientierten technischen Fächer und ein Nachschlagewerk für Ingenieure im Beruf. Der Blick auf die ...

Weitere Zeitschriften

Card-Forum

Card-Forum

Card-Forum ist das marktführende Magazin im Themenbereich der kartengestützten Systeme für Zahlung und Identifikation, Telekommunikation und Kundenbindung sowie der damit verwandten und ...

CAREkonkret

CAREkonkret

Die Wochenzeitung für Entscheider in der Pflege CAREkonkret ist die Wochenzeitung für Entscheider in der Pflege. Ambulant wie stationär. Sie fasst topaktuelle Informationen und Hintergründe ...

Das Hauseigentum

Das Hauseigentum

Das Hauseigentum. Organ des Landesverbandes Haus & Grund Brandenburg. Speziell für die neuen Bundesländer, mit regionalem Schwerpunkt Brandenburg. Systematische Grundlagenvermittlung, viele ...

Deutsche Hockey Zeitung

Deutsche Hockey Zeitung

Informiert über das internationale, nationale und internationale Hockey. Die Deutsche Hockeyzeitung ist Ihr kompetenter Partner für Ihr Wirken im Hockeymarkt. Sie ist die einzige ...

rfe-Elektrohändler

rfe-Elektrohändler

rfe-Elektrohändler ist die Fachzeitschrift für die CE- und Hausgeräte-Branche. Wichtige Themen sind: Aktuelle Entwicklungen in beiden Branchen, Waren- und Verkaufskunde, Reportagen über ...