Makros sind Textersetzungen, welche vom Präprozessor aufgelöst werden. Dies Passiert bevor der Compiler die Datein verarbeitet.
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- Margarethe Langenberg
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1 U4 4. Übung U4 4. Übung Besprechung Aufgabe 2 Makros Register I/O-Ports U4.1 U4-1 Makros U4-1 Makros Makros sind Textersetzungen, welche vom Präprozessor aufgelöst werden. Dies Passiert bevor der Compiler die Datein verarbeitet. Aufbau: #define Suchwort Ersetzung Anweisungsende ist der Zeilenumbruch (kein Strichpunkt!) Ersetzung: #define MEINE_KONST 7 a = b + MEINE_KONST; // a = b + 7 #define MEINE_ERSETZUNG = b + 7 a MEINE_ERSETZUNG; // a = b + 7 U4.2
2 U4-1 Makros (2) U4-1 Makros Funktionen: #define POW2(a) (a * a) a = POW2(4); // a = (4 * 4); Achtung: #define ADD(a, b) a + b a = ADD(7, 5) * 5; // a = * 5 = 32 Berechnungen bei Makros in Klammern setzen #define ADD(a, b) (a + b) a = ADD(7, 5) * 5; // a = (7 + 5) * 5 = 60 U4.3 U4-2 Register beim AVR-μC U4-2 Register beim AVR-mC Beim AVR-μC sind die Register in den Speicher eingebettet am Anfang des Adressbereichs angeordnet Adressen sind der Dokumentation zu entnehmen vollständige Dokumentation für "unseren" Mikrokontroller ATMega32: Für die Aufgaben benötigte Register sind auf den Folien erwähnt Die Bibliothek (avr-libc), die wir verwenden, definiert bereits sinnvolle Makros für alle Register des AVR μc (#include <avr/io.h>) U4.4
3 1 Makros für Register-Zugriffe U4-2 Register beim AVR-mC Makros mit aussagekräftigen Namen können den Umgang mit Registern deutlich vereinfachen Beispiel: Makro für Register an Adresse 0x3b (PORTA beim ATmega32): #define PORTA (*(volatile uint8_t *)0x3b) Verwenden dieses Registers: volatile uint8_t *portptr = &PORTA; PORTA = 0; /* schreibender Zugriff */... if (PORTA == 0x04) /* lesender Zugriff */ PORTA &= ~4; /* lesender und schreibender Zugriff */ *portptr = 1; /* Zugriff über Zeiger */ Das volatile-schlüsselwort verhindert, dass der Compiler Zugriffe auf das Register wegoptimiert. U4.5 U4-3 I/O-Ports des AVR-μC U4-3 I/O-Ports des AVR-mC Jeder I/O-Port des AVR-μC wird durch drei 8-bit Register gesteuert: Datenrichtungsregister (DDRx = data direction register) Datenregister (PORTx = port output register) Port Eingabe Register (PINx = port input register, nur-lesbar) Jedem Anschluss-Pin ist ein Bit in jedem der 3 Register zugeordnet Beispiel: DDR von Port A: 7 0 DDRA PA7 bis PA0 AVR μc U4.6
4 1 I/O-Port-Register U4-3 I/O-Ports des AVR-mC DDRx: hier konfiguriert man einen Pin i von Port x als Ein- oder Ausgang Bit i = 1 Pin i als Ausgang verwenden Bit i = 0 Pin i als Eingang verwenden PORTx: Auswirkung abhängig von DDRx: ist Pin i als Ausgang konfiguriert, so steuert Bit i im PORTx Register ob am Pin i ein high- oder ein low-pegel erzeugt werden soll Bit i = 1 high-pegel an Pin i Bit i = 0 low-pegel an Pin i ist Pin i als Eingang konfiguriert, so kann man einen internen pull-up- Widerstand aktivieren Bit i = 1 pull-up-widerstand an Pin i (Pegel wird auf high gezogen) Bit i = 0 Pin i als tri-state konfiguriert PINx: Bit i gibt den aktuellen Wert des Pin i von Port x an (nur lesbar) U4.7 2 Beispiel: Initialisierung eines Ports U4-3 I/O-Ports des AVR-mC Pin 3 von Port B (PB3) als Ausgang konfigurieren und auf V cc schalten: DDRB = 0x08; /* =(1 << 3); PB3 als Ausgang nutzen... */ PORTB = 0x08; /*...und auf 1 (=high) setzen */ Pin 2 von Port D (PD2) als Eingang nutzen, pull-up-widerstand aktivieren und prüfen ob ein low-pegel anliegt: DDRD &= ~0x04; /* PD2 als Eingang nutzen... */ PORTD = 0x04; /*...und den pull-up-widerstand aktivieren*/ if ( (PIND & 0x04) == 0) { /* den Zustand auslesen */ /* ein low Pegel liegt an, der Taster ist gedrückt */ } Die Initialisierung der Hardware wird in der Regel einmalig zum Programmstart durchgeführt U4.8
5 Das LED-Modul der SPiCboard-Bibliothek selbst implementieren Das eigene Modul dann mit einem Testprogramm linken Andere Teile der Bibliothek können für den Test benutzt werden 1 LEDs des SPiCboard Die Anschlüsse und Namen der einzelnen LEDs können dem Übersichtsbildchen entnommen werden Alle LEDs sind active low, d.h. leuchten wenn ein Low-Pegel auf dem Pin angelegt wird. PD7 = Port D, Pin 7 U4.9 (2) LED Reihe (active low) LED 0 (Red 0, PD7) JTAG Anschluss Taster 1 (prellt, PD3) Taster 0 (entprellt, PD2) LED 1 (Yellow 0, PC0) LED 2 (Green 0, PC1) Stromversorgung LED 3 (Blue 0, PC6) LED 4 (Red 1, PC7) LED 5 (Yellow 1, PA7) LED 6 (Green 1, PA6) LED 7 (Blue 1, PA5) 7 Segment Anzeigen Einer (Connector PD1) Zehner (Connector PD0) Potentiometer (POTI) an ADC1 Fotowiderstand an ADC0 ISP Anschluss PB1 PB3 PB4 PB2 PB0 PB5 PB6 (active low) U4.10
6 2 Toolchain test.c led.c Übersetzen C-Quelltext test.o led.o libspicboard.a AVR-Objektcode test.elf Binden AVR-ELF Binärabbild (test.hex) Flashen U AVR-Studio Projekteinstellungen Projekt wie gehabt anlegen Initiale Quelldatei: test.c Optimierung: Os (zum Debuggen gegebenenfalls auf O0 setzen) alle sonstigen Einstellungen wie bisher Dann weitere Quelldatei led.c hinzufügen Wenn nun übersetzt wird, wird das eigene LED-Modul verwendet Andere Teile der Bibliothek werden nach Bedarf hinzugebunden Zum Test mit der Referenzimplementierung led.c aus der Liste der Quelldateien löschen U4.12
Wer möchte, kann sein Programm auch auf echter Hardware testen
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