FRANZIS PC & ELEKTRONIK

Transkript

1 FRANZIS PC & ELEKTRONIK li Sommer Mikrocontroller programmieren mit Bascom Basic Messen, Steuern, Regeln und Robotertechnik mit den AVR-Controllern Mit 161 Abbildungen

2 7 Inhaltsverzeichnis 1 Die CD-ROM zum Buch Inhalt der CD-ROM GPL (General Public License) Systemvoraussetzungen Updates und Support 13 2 Mikrocontroller-Grundlagen Aufbau und Funktionsweise Die CPU Arbeits- und Programmspeicher Peripherie 17 3 Mikrocontroller-Programmierung im Allgemeinen Was ist ein Programm? Programmierung in Basic Konzept von Basic Vor- und Nachteile von Basic Programmierung in Assembler 20 4 Übersicht über die Atmel-8-Bit-Mikrocontroller AT90Sxxx ATmega ATTiny XMega 24 5 Der ATmega88 für die Experimente und seine Grundbeschaltung für den Betrieb Speicher Die interessantesten Pins des ATmega88 auf einen Blick Grundschaltung für den Betrieb ADC (Analog Digital Converter) PWM (Pulse Width Modulation) UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) IRQ (Interrupt) Stromversorgung des Controllers Resetbeschaltung 29

3 8 Inhaltsverzeichnis 5.10 Oszillator ISP-Anschluss zur Programmierung 30 6 Programmiergeräte 33 7 Interessante AVR-Boards für den Einstieg RN-CONTROL RN-Mega8PLUS RN-MINICONTROL 40 8 BASCOM installieren Al 9 Der Basic-Compiler - BASCOM Landessprache auswählen Die BASCOM-IDE BASCOM-Hilfe BASCOM-Einstellungen Der erste Hardware-Test»Es blinkt« Was haben wir getan? Grundlagen des Programmierens Bits und Bytes Grundsätzlicher Aufbau eines Programms Sequenzieller Programmablauf Interrupt-gesteuerter Programmablauf BASCOM-AVR Basic - Programmierkurs Der Aufbau eines BASCOM-Programms Testaufbau mit MAX Testaufbau mit FTDI FT232RL Test der seriellen Ausgabe Der Simulator Die Hardware-Simulation Kommentare im Quelltext Datentypen und Variablen Lokale und globale Variablen Variablen-Zuweisung Arrays Operatoren Kontrollstrukturen If Then - End if If Then - Else - End if If und Elself 77

4 Inhaltsverzeichnis Select Case Schleifen For Next Do Loop und Do Until While Wend Funktionen, Prozeduren und Labels Subroutinen Funktionen Gosub Goto On String und String-Bearbeitung Strings Ucase Lcase Bin Hex Hexval Val Str String Space Fusing Format Len Instr Mid Split Left Right Ltrim Rtrim Trim Input/Output-Konfiguration und Port-Setzen Timer als Timer verwenden Timer als Counter verwenden Der Analog-Digital-Wandler (ADC) Verwendung des ADC

5 10 Inhaltsverzeichnis 17 Externe Interrupts Die UART-Schnittstelle 18.1 Ein- und Ausgeben von Daten (Input, Inkey, Print) 18.2 Software-UART Steep Modes Weitere Experimente und praktische Anwendungen Taster entprellen Einschaltverzögerung Ausschaltverzögerung LEDs an den Pins des Mikrocontrollers Größere Verbraucher mit Transistoren schalten Tonerzeugung mit dem Befehl Sound Töne über den 8-Bit-TimerO erzeugen Morsecode-Generator Impulszähler mit dem 8-Bit-TimerO Impulslängenmessung PWM (Pulse Width Modulation) DAC mit PWM-Ports Transistor-LED-Dimmer LED-Dimmer mit dem 8-Bit-TimerO Softer Blinker Zufallszahlen mit BASCOM Überwachung des Personalausgangs RTC (Real Time Clock) Lüftersteuerung Dämmerungsschalter Alarmanlage Digitales Codeschloss Kapazitätsmesser mit Autorange Potenziometer professionell auslesen State Machine 6-Kanal-Vottmeter Spannungs-Plotter selbst programmiert StampPlot - der Profi-Daten logger zum Nulltarif Steuern über VB.NET Leuchtdiodentester GPS-Mäuse auslesen Temperaturschalter Temperaturmessung mit dem LM335 MIN/MAX-Thermometer Temperatur-Logger

6 Inhaltsverzeichnis LCDs und ihre Verwendung LC-Display - Grundlagen Polarisation von Displays Statische Ansteuerung, Multiplexbetrieb Blickwinkel 6 Uhr/12 Uhr Reflektiv, transflektiv, transmissiv Der Controller des LC-Displays Display vom Displaycontroller ansteuern Kontrasteinstellung des Displays Der Befehlssatz der HD und KS0066- Controllerund kompatibler Typen Der Zeichensatz Pin-Belegung der gängigen LCDs So wird das Display mit dem MikroController angesteuert Initialisierung der Displays Der Anschluss am MikroController Der erste Test mit BASCOM Die LCD-Routinen von BASCOM Eigene Zeichen mit BASCOM erstellen Der l 2 C-Bus LCDs überden PC-Bus verbinden l 2 C-TemperatursensorLM Temperatursensor DS l 2 C-Portexpander mit PCF Ultraschaltsensoren zur Entfernungsbestimmung DerSRF02-Ultraschallsensor Auslesen der Entfernungsdaten Die l 2 C-Adresse des SRF02 ändern Ultraschallsensor SRF Servos Schrittmotoransteuerung Impulsgeber mit der Lichtschranke CNY Impulsgeber mit Reflexlichtschranke SFH Ein GPS-Navigationssystem für Roboter ATmega32 als Navigator Motoransteuerung Track-Points programmieren Mikrocontrollergesteuerter Rasenmähroboter Das Chassis Das Mähwerk Sensoren Der elektronische Gartenzaun RC5-4-Kanal-Relaiskarte 304

7 12 Inhaltsverzeichnis Wie funktioniert die IR-Fernbedienung? Der Aufbau des RC5-Codes So werden die einzelnen Bits übertragen RC5-Code mit BASCOM einlesen Verwirklichung der IR-Relaisplatine Telemetriesystem für eine Modellflugdrohne 313 Schlusswort 324 A Anhang 327 A.l Schaltzeichen 327 A.2 Escape-Sequenzen 328 A.2.1 Terminal-Ausgaben 328 A.2.2 Terminal-Befehle 328 A.3 ASCII-Tabelle 329 A.4 Reservierte Worte in BASCOM 333 A.5 Bezugsquellen 335 A.6 Links 336