Mikrocomputertechnik mit Controllern der AtmelAVR-RISC-Familie

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1 Mikrocomputertechnik mit Controllern der AtmelAVR-RISC-Familie Programmierung in Assembler und C - Schaltungen und Anwendungen von Prof. Dipl.-Ing. Günter Schmitt 4., korrigierte Auflage Oldenbourg Verlag München

2 Inhalt Vorwort 9 1 Einführung Grundlagen Rechnerstrukturen Rechenwerk und Registersatz Zahlendarstellungen Steuerwerk und Programmstrukturen Die Bausteine der Atmel-AVR-Familien Bauformen und Anschlüsse Der Programmspeicher (Flash) Der Arbeitsspeicher (SRAM) Der nichtflüchtige Speicher (EEPROM) Der Peripheriebereich Die programmierbaren Konfigurationsparameter Die Entwicklung von Anwendungen Einführende Beispiele 49 2 Assemblerprogrammierung Programmstrukturen Assembleranweisungen Operationen Byteoperationen Bitoperationen Wortoperationen (16 bit) Operationen mit SFR-Registern Multiplikation und Division Sprung- und Verzweigungsbefehle Unbedingte Sprungbefehle Bedingte Sprungbefehle Schleifen Verzweigungen 101

3 6 Inhalt Die Auswertung von Signalen Die Adressierung der Speicherbereiche Die Adressierung der Konstanten im Flash Die Adressierung der Variablen im SRAM Die Adressierung der Daten im EEPROM Makroanweisungen und Unterprogramme Makroan Weisungen Unterprogramme Makro- und Unterprogrammbibliotheken Interrupts Die Interruptsteuerung Die externen Interrupts Der Software-Interrupt Die Arbeit mit Zeichen und Zahlen Die Eingabe und Ausgabe von Zeichen Zeichenketten (Strings) Die Eingabe und Ausgabe von ganzen Zahlen Vorzeichenbehaftete ganzzahlige 16bit Arithmetik BCD-Arithmetik Festpunktarithmetik Ganzzahlige Funktionen C-Programmierung Allgemeiner Aufbau eines C-Programms Zeichensatz und Bezeichner Datentypen, Konstanten und Variablen Gültigkeitsbereich und Lebensdauer Präprozessoranweisungen Makro-Anweisungen und Funktionen Operationen Gemischte Ausdrücke Arithmetische und logische Operationen SFR-Register und Bitoperationen Vergleichsoperationen, Bitbedingungen und Schalter Zeigerund Operationen mit Zeigern Programmstrukturen Schleifenanweisungen Verzweigungen mit bedingten Anweisungen Anwendungsbeispiele Zusammengesetzte Datentypen Felder und Zeichenketten (Strings) Strukturen 242

4 Inhalt Die Adressierung des Flash- und EEPROM-Speichers Funktionen Funktionen mit Rückgabewert Die Übergabe von Werten als Argument Die Übergabe von Referenzen (Adressen) Die Eingabe und Ausgabe von Zahlen Die Interruptsteuerung Die externen Interrupts Der Software-Interrupt Die Peripherie Die Takt- und Resetsteuerung Digitale Schaltungstechnik Die Parallelschnittstellen Die Timereinheiten Der 8bit TimerO Der 16bit Timer Die erweiterten Timer-Betriebsarten Der 8bit Timer Der Watchdog Timer und Stromsparbetrieb Die seriellen Schnittstellen USART und UART Die serielle USART-Schnittstelle Die asynchrone UART-Schnittstelle Software-Emulation der asynchronen Schnittstelle Die serielle SPI-Schnittstelle Die serielle TWI-Schnittstelle (I 2 C) Analoge Schnittstellen Der Analogkomparator Der Analog/Digitalwandler Serielle analoge Schnittstellenbausteine Parallele analoge Schnittstellenbausteine Die serielle USI-Schnittstelle Anwendungsbeispiele Würfel mit dem ATtinyl2 (AT90S2343) Zufallszahlen mit ATtinyl2 (AT90S2343) Stoppuhr mit dem ATtiny2313 (90S2313) LCD-Anzeige und Tastatur mit dem ATmega Externer SRAM mit dem ATmega

5 8 Inhalt 5.6 Leuchtdioden-Matrixanzeige mit dem ATtiny Funktionsgenerator mit dem ATmega Der Boot-Programmspeicher Anhang Ergänzende und weiterführende Literatur Bezugsquellen und Internetadressen Assembleranweisungen Assemblerbefehle Zusätzliche Befehle der Mega-Familie Rangfolge der C-Operatoren (Auswahl) C-Schlüsselwörter und -Anweisungen (Auswahl) ASCII-Codetabellen (Schrift Courier New) Sinnbilder für Ablaufpläne und Struktogramme Verzeichnis der Programmbeispiele Assemblerprogramme Assembler-Unterprogramme Assembler-Makrodefinitionen Assembler-Headerdateien C-Programme C-Funktionen C-Headerdateien Register 531