Praktikum DST (MRT Teil) 1. Termin

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1 Praktikum DST (MRT Teil) 1. Termin Praktikum DST MRT 1.Termin Inhalt Praktikum DST MRT 1.Termin Rechneranmeldung Einfachste Ein-/ Ausgabe ( 1_01_In_Out ) Code aus der Vorlesung einfügen Programm übersetzen File (Hex File) in den Prozessor downloaden Das Programm testen Das Programm modifizieren Alle Funktionen in eigene Files auslagern Das Programm modifizieren ( 1_02_Tastenzähler ) Zwei Taster zählen lassen ( 1_03_Zwei Taster ) Interrupt Timer ( 1_04_Taster fertig ) Rechneranmeldung In den Praktikumsräumen E322 und E315 sind die Rechner serverbasiert. Das DST-Praktikum läuft über die Domäne FH-DNV.de. Anmeldename: Mustermann (Ihr Nachname) Passwort: (Ihre MatrNr 6 o. 7 Ziffern) Nach einiger Zeit wird der Desktop erscheinen. Zwei Laufwerke stehen für DST zur Verfügung. M: für Ihre persönlichen Daten und P: auf denen die Files, die man so im Praktikum braucht zu finden sind! Kopieren Sie bitte die, für das jeweilige Praktikum benötigten Files von P: in Ihren Ordner M:\MRT\T1\.... Erstellen Sie den Ordner M:\MRT\T1\1_01_In_Out_ _Praktikum_1_DST_MRT.doc 1 of Zielinski

2 Termin Praktikum DST (MRT Teil) 1.1 Einfachste Ein-/ Ausgabe ( 1_01_In_Out ) Starten der Entwicklungsumgebung Atmel Studio über das Icon Im Mitteilungsfenster erscheint Welcome to Atmel Studio 7. auf dem Dektop. Über [Start] [New Project...], Installed [C/C++] [GCC C Executable Project] Name: Location: Solution name: MRT_2016 m:\mrt\t1\1_01_in_out_1 MRT_2016t Device Selection: ATmega32 Das Project wird erstellt und es erscheint der Rumpf des main.c. Immer zwischendurch speichern Versuch 1.1 vom Praktikumsnetzwerk Netzlaufwerk (Public) den Ordner File aus dem Ordner P:\MRT\T1\utils in Ihren persönlichen Ordner M:\MRT\T1\ kopieren Code aus der Vorlesung einfügen Öffnen Sie den Textfile M:\MRT\T1\1_01_In_Out_1.txt. Kopieren Sie den Inhalt dieses Textfiles an das Ende von main.c. Löschen Sie den Code der doppelt ist Programm übersetzen Übersetzen Sie Ihr Projekt mit (Build MRT_2016) oder (Build Solution F7). Im Output sollte folgender Text erscheinen: Build succeeded. ========== Build: 1 succeeded or up-to-date, 0 failed, 0 skipped ========== Falls Fehler auftreten wie z.b. Kein Output erstellt Hier ist der Fehler (Doppeklick) Cursor steht auf dem Fehler. PORTX => PORTC! Zielinski 2 of _Praktikum_1_DST_MRT.doc

3 Praktikum DST (MRT Teil) 1. Termin File (Hex File) in den Prozessor downloaden Das Entwicklungsboard muss mit einer 6V-Stromversorgung und mit einem USB-Kabel verbunden sein! Durch vom Desktop wird der Programmer aktiviert. Einstellungen: - über (siehe rechts) muss evtl. nebenstehende Einstellung noch vorgenommen werden! Wenn alles Ok Write und dann Close betätigen (s.r.)! Im AVRprog - Fenster noch den Hexfile vorgeben M:\MRT\T1\1_01_In_Out\MRT_2016\Debug\MRT_2016.hex und öffnen.!! Der Pfad muss natürlich bei jedem neuen Projekt aktualisiert werden! Jetzt nur noch anklicken und das Programm sollte in den Prozessor übertragen und gestartet werden (Download & Start). Das System ist auf Data_Verify eingestellt! Das Programm testen Das Testen von Programmen ist so eine Sache für sich! Hier im ersten Beispiel ist der Test sehr einfach, da alle Parameteränderungen nur an PORTA, also den 4 Tastern und dem Joystick, vorgenommen werden und das Ergebnis an den Leuchtdioden von PORTC sofort sichtbar ist! Wenn man also den Taster0, der mit Port PA0 verbunden ist, betätigt, leuchtet die LED 0 an PC0 auf. Sie können mit dem aktuellen Programm nicht feststellen ob Taster oder LEDs hardwaremäßig als positive oder negative Logik angeschlossen sind. Durch eine kleine Softwareänderung sollen Sie dies feststellen können. => Taster und Schalter sind als Logik implementiert! _Praktikum_1_DST_MRT.doc 3 of Zielinski

4 Termin Praktikum DST (MRT Teil) Das Programm modifizieren Da wir festgestellt haben, dass Taster und LEDs mit negativer Logik arbeiten, die aber u.a. Projektleiter, meist in positiver Logik denken, sollten wir auf jeden Fall LEDs_Out(); in pos. Logik aufrufen. Also Änderungen vornehmen und testen! (Bit Complement in C ist der ~ Operator!) Alle Funktionen in eigene Files auslagern Damit wir, eventuell mit mehreren Entwicklern an diesem Projekt weiterarbeiten müssen und damit das Projekt übersichtlich bleibt, müssen wir alle Funktionen in geeignete C-Files ausgliedern. Taster.c, LEDs.c und Algo.c sollten mit ihren Headerfiles *.h die Namen sein an denen dann die Experten den optimalen Code schreiben und testen können. Da das Projekt 1_01_In_Out aber funktioniert sollten wir den gesamten Ordner nach 1_01_In_Out_fertig kopieren und dort die Änderungen vornehmen! Also alles speichern. Unter [Close Solution] das akt. Projekt beenden. Im Windows-Explorer den Ordner kopieren und umbenennen und das Projekt aus dem neuen Ordner wieder öffnen.!!! beim Testen an den neuen Pfad des Projektes denken! Erstellen Sie die Files mit [File] [New] [File] [C File] bzw. [File] [New] [File] [Include File]. Tipp: Fangen Sie mit LEDs an, dann haben Sie sofort eine optische Kontrolle. VS (Visual Studio) nennt den ersten File. Speichern unter einem anderen Namen mit [rechte Maustaste] [Save CFile ] und den gewünschten Filenamen angeben. Der File erscheint noch nicht im. Mit [rechte Maustaste] auf [Add] [Existing Item] und doppelt auf den gewünschten File klicken. Beide LED-Routinen auslagern => LEDs.c und übersetzen. Portfehler: #include <avr/io.h> Die Deklarationen der beiden Routinen aus main.c nach LEDs.h verschieben und #include "LEDs.h" in main.c einfügen. Der Name von Solution-Headerfiles muss in "" stehen! Wiederholen Sie mit Taster und Algo Zielinski 4 of _Praktikum_1_DST_MRT.doc

5 Praktikum DST (MRT Teil) 1. Termin Das Programm modifizieren ( 1_02_Tastenzähler ) Bei jedem Tastendruck an Taste A0 soll die LED-Anzeige an PORTC im Binär-Code um 1 erhöht werden. Das evtl. Prellen Falls Sie größere Änderungen an Ihrem Programm vorhaben, ist es sehr Sinnvoll, dies in einem neuen Projekt zu realisieren. Kopieren Sie also die Dateien des Ordners 1_01_In_Out_fertig in einen neuen Ordner 1_02_Taste_Zaehlen. Laden Sie jetzt das neue Projekt, und beginnen Sie mit Ihren Modifikationen! Denken Sie daran im Programmier-Fenster AVRprog auch den aktuellen neuen Hex- File anzugeben! Lösung: um die Aufgabe zu lösen (siehe Einführungsveranstaltungen => Tastenabfrage) benötigen wir auf jeden Fall noch eine globale Zähl-Variable T0_cnt, mit der Datenbreite von PORTC (LED s) also 8- Bit, das wäre mit unserem Controller also unsigned char. Jetzt aber los! 1.3 Zwei Taster zählen lassen ( 1_03_Zwei Taster ) Jetzt sollen zwei Taster die Änderungen der LED s bewirken. Taste T0 (A0) soll die rechten 4 LED s (PC0-PC3) zählen lassen und Taste T1 (A1) die linken vier (PC4-PC7). dummy = (((T1_cnt&0b1111)<<4) (T0_cnt&0b1111)); bitte verstehen! Das Hauptprogramm main() soll, die Initialisierungen der Funktionen, und dann in einer Endlosschleife die Funktionen Taste0(), Taste1() und LEDs_Out() aufrufen. In den drei letzten Funktionen soll alles erledigt werden! T0_cnt und T1_cnt sollen als globale Variablen für alle andere Anwendungen zur Verfügung stehen! Diskutieren Sie mit Ihren Nachbarn eine mögliche Lösung. Falls es keine theoretische Lösung geben kann, gehen Sie weiter zum Punkt Interrupt Timer ( 1_04_Taster fertig ) bitte erst komplett durchlesen! Neues Project 1.4 aus 1.2. oder 1.3 1_04_Taster_fertig: Um die Sache mit den Tasten endgültig sauber hinzukriegen müssen die Taster noch entprellt werden. Beginnen wir jetzt mit der State-Programmierung. Wir brauchen einen Interrupt der uns jede Taste als State-Maschine realisieren lässt. Fügen Sie die beiden Files Tim0.h und Tim0.c aus P:\T1\utils in Ihren aktuellen Project-Ordner ein. Im AVR-Studio im Fenster GCC unter Source den c-file und unter Header den h-file einfügen (Rechte Maus-Taste). Im main.c unter includes die Zeile #include Tim0.h und unter Initialisierungen die Zeile timer0_init(); Wenn Sie das Project jetzt übersetzen, werden die fünf fehlenden Zeitfunktionen als Fehler ausgegeben. z.b. void int10khz(void) {} Diese müssen Sie als Funktionen s.o. in Ihr Programm einfügen. Weiterhin fehlt noch die generelle Interrupt- Freigabe am Ende Ihrer Initialisierungen sei(); und der Interrupt-System-Headerfile #include <avr/interrupt.h>. Ihr Programm müsste jetzt wieder so funktionieren wie unter 1.2 oder 1.3!! Variable in Int.-Routinen oder schnellen Schleifen, sollten immer den aktuellen Wert beinhalten z.b.: volatile static int state = 0; Der Wert wird nach Änderung immer sofort vom Register in den Speicher geschrieben _Praktikum_1_DST_MRT.doc 5 of Zielinski

6 Termin Praktikum DST (MRT Teil) Zum Interrupt - Test: deaktivieren Sie die LED-Ausgabe (mit // Algorithm();) und fügen Sie die Zeile PORTC ^= 0b ; in die Int10Hz Funktion ein => und testen! Die LEDs müssten jetzt 5 x in der Sekunde blinken! Wenn ok, dann alles wieder zurück! Tasten jetzt auch entprellen. Da wir bei Miniaturschalten von einer Prellzeit << 20ms ausgehen können, würden wir die Tasten-State-Maschine in den 100Hz Interrupt (10ms) einbauen. Der Basiscode ist unter Taster.txt aus P:\T1\utils zu importieren Also werden die beiden Aufrufe von Tast0_SM (); und Tast1_SM(); im Timerinterrupt int100hz() { } implementiert (Aufruf also alle 10 ms). Denken Sie an die Initialisierung der State-Machines im main() (siehe Einführungsveranstaltung & P:\MRT\T1\utils\Taster.*). Daten, die im Int-Programm geändert werden könnten, müssen unbedingt im Datenspeicher aktualisiert werden (volatile). In main.c müssen die entsprechenden Headerfiles Taster.h... als #include eingefügt werden. #include <avr/io.h> muss in beide hardwarenahen Routinen implementiert werden. Die beiden (vier) Tastenzähler Tx-cnt müssen in Taster.c als globale und in Algo.c als volatile extern Variable deklariert werden! Wenn alles klappt, bringen Sie Ihre Routinen in eine entgültige Form. In 14 Tagen kommen dann neue Funktionen hinzu. Achtung: Die Inialisierung der Taster mit Taster_init(); nicht vergessen! - Ende des ersten Termins Zielinski 6 of _Praktikum_1_DST_MRT.doc