Programmieren von AVR-Schaltungen für Praktiker - Elliot Williams

Inhalt

Einführung (11)

TEIL I. GRUNDLAGEN

1. Einführung (19)

• Was ist ein Mikrocontroller? Gesamtbild (19)
  • Ein Computer in einem System ... (19)
  • ... ein richtig kleiner Computer (20)
  • Was können Mikrocontroller? (21)
• Hardware: Gesamtbild (21)
• Kern: Prozessor, Speicher und Ein-/Ausgangsschaltungen (23)
• Peripheriesysteme: Ihr Leben einfacher machen (25)

2. Programmierung von AVR-Schaltungen (29)

• AVR-Programmierung (29)
  • Werkzeugkette (29)
• Softwaretools (32)
  • Linux-Setup (33)
  • Windows-Setup (33)
  • Einrichtung auf Mac (34)
  • Arduino-Modulkonfiguration (34)
  • Make und Makefiles
• AVR und Arduino (35)
  • Vorteile der Arduino-Plattform (35)
  • Nachteile der Arduino-Plattform (35)
  • Arduino: Hardware oder Software? Und dies und das! (37)
  • Arduino zu AVR (37)
  • Arduino ist ein AVR-Programmierer (40)
• Andere Hardware-Programmierer (42)
  • Meine Lieblingsprogrammierer (42)
• Los geht's: blinkende LED-Leuchten (43)
• Verbindungen (44)
• ISP-Anschlüsse (46)
• AVRDUDE-Programm (48)
• Makefiles konfigurieren
• Flash-Speicher (53)
• Fehlerbehebung (53)

3. Digitale Ausgänge (55)

• blinkLED-Version 2.0 (56)
  • C-Sprachcodestruktur für das AVR-System
  • Hardwareregister (57)
  • BlinkLED-Zusammenfassung (60)
• Leichtes Spielzeug (61)
• Anlagenbau 61
• Hübsche Muster: Spielzeugcode (65)
• Experiment! (67)

4. Bitmanipulation (69)

• Arbeiten mit Code: Cylon Eyes (70)
• Beat-Manipulation und die Augen der zylonischen Spieler (71)
  • Bits verschieben (71)
• Fortgeschrittene Bit-Manipulation: Mehr als Zylonenaugen (74)
  • Drehen von Bits mit dem ODER-Operator (76)
  • Bitwechsel mit dem XOR-Operator
  • Deaktivieren von Bits mit den AND- und NOT-Operatoren
• Angeberei (81)
• Zusammenfassung (83)

5. Serielle Ein- und Ausgabe (85)

• Serielle Kommunikation (85)
• Implementieren der seriellen Kommunikation in einem AVR: Das Loopback-Design 88
  • Einrichten: der AVR-Chip (88)
  • Einrichten: Computer (90)
  • Einrichtung: USB-Seriell-Adapter (90)
  • Alles prüfen: Loopback-Test 91
  • Fehlerbehebung bei seriellen Verbindungen (94)
• Konfigurieren des USART-Moduls: Details 94
• Organe aus dem AVR-System (99)
  • Musik vom Mikrocontroller (101)
  • Musikbibliothek (103)
  • Code (104)
  • Superzusätze (106)
• Zusammenfassung (108)

6. Digitale Eingänge (109)

• Knöpfe, Schalter usw. (109)
  • Konfigurieren der Eingänge: DDR-, PORT- und PIN-Register (111)
  • Tastenanschläge interpretieren (113)
• Zustandsänderung (115)
• Eliminieren von Reflexionen (116)
• Ein Beispiel für einen Code, der Reflexionen verarbeitet
• Spieluhr (120)
  • Programmcode (120)
• Boss-Taste (122)
• Desktop-Skripte
• Verlängerungen (126)

7. Analog-Digital-Wandler - Teil 1. (129)

• AVR-Komponentenübersicht (130)
• Belichtungsmesser (133)
  • Muster (133)
  • Programmcode (137)
  • AC-Wandler-Initialisierung (140)
  • Verlängerungen (141)
• Langsames Oszilloskop (141)
  • Code für den AVR-Chip (143)
  • Code für den Computer (145)
  • Ähnlichkeiten (147)
• Nachtbeleuchtung und Multiplexer (147)
  • Multiplexer (147)
  • Konfigurieren von Multiplexer-Bits 148
  • Muster (149)
  • Code (150)
• Zusammenfassung (151)

TEIL II. MITTLERE

8. Hardware-Interrupts (155)

• Externe Unterbrechungen: Beispiele für die Verwendung der Schaltfläche
  • Beispiel mit externem INT0 Interrupt 158
  • Beispiel einer Unterbrechung aufgrund einer Pin-Änderung Rezept 163
• Kapazitiver Sensor (165)
  • Sensoren (167)
  • Programmcode (169)
  • Flüchtige und globale Variablen 171
• Debuggen des Layouts 173

9. Eine Einführung in die Hardware Uhr / Zähler 175

• Uhren und Zähler – wozu sollen sie dienen? (175)
• Testen Sie Ihre Reflexe (177)
• Verwenden von Timer 0 zum Korrigieren von 8-Bit-Organ 182
• AM-Radio (185)
  • Muster (187)
  • Prozessorgeschwindigkeit (187)
  • AM-Radio: Programmcode (191)
• Zusammenfassung (195)

10. Pulsweitenmodulation (197)

• Helle und dunkle LEDs: die PWM-Technik (198)
• Kraftvolle PWM-Lösung (200)
• Pulsmodulation mit Zählern (201)
  • Initialisieren der Zähler für den PWM-Modus (203)
• Modulation der Impulsbreite an einem beliebigen Pin
  • Beispiel für Pulsmodulation an einem beliebigen Pin (206)
• Terminierung: Weitere Möglichkeiten für PWM und Zählerchecklisten

11. Steuerung der Servomotoren (213)

• Servomotoren (214)
  • Das geheime Leben von Servomotoren (215)
  • Muster (216)
  • Programmcode (217)
• Sonnenuhr mit Stellmotor (220)
• Eine Uhr bauen 221
• Machen Sie Ihre Laser bereit! (223)
• Programmcode (225)
• Kalibrieren Sie den Sonnenuhr-Servomotor (232)

12. Analog-Digital-Wandler - Teil 2 (237)

• Voltmeter (238)
  • Muster (239)
  • Programmcode (242)
• Stufendetektor (246)
  • Muster (246)
  • Theorie (251)
  • Exponentiell gewichteter gleitender Durchschnitt (252)
  • Programmcode (255)
• Zusammenfassung (258)

TEIL III. FORTGESCHRITTENE THEMEN

13. Fortgeschrittene PWM-Tricks (263)

• Direkte digitale Synthese (264)
• Erstellen einer Sinuswelle 267
• Nächster Schritt: Mischung und Lautstärke (269)
  • Mischen (271)
  • Dynamische Lautstärkeregelung (273)
• Abfrage des USART-Ports 276
• ADSR-Umschlag (276)
• Ergänzende Dateien (277)

14. Schalter (279)

• Hochstromsteuerung: Schalter (280)
  • Bipolartransistoren (281)
  • Feldeffekttransistoren (MOSFET) (283)
  • Feldleistungstransistoren (284)
  • Relais (285)
  • Statische Triacs und Relais (286)
  • Schalter: Zusammenfassung (287)
• Gleichstrommotoren (288)

15. Erweiterte Motorsteuerung (295)

• Rückzug: H-Brücken (296)
• Programm: Lasst uns unsere Brücke drehen (299)
  • H-Brücke nur für Experten (301)
• H-Brücke und Pulsweitenmodulation (302)
  • Zeichenmodul-Antriebsmodus (303)
  • Lock-Antiphase-Antriebsmodus (304)
  • Vergleich der Fahrmodi (305)
• Schrittmotoren (307)
• Arten von Schrittmotoren (308)
• Ganze Schritte und halbe Schritte (308)
• Identifizieren der Schrittmotorverkabelung (311)
  • Zu viele Drähte! (312)
• Doppelte H-Brücke: SN754410-Chip (312)
• Programmcode (315)
• Beschleunigungskontrolle (318)
• Mikroschritte (320)

16. SPI (325)

• Wie funktioniert das SPI-Protokoll? (326)
  • Beispiel für Bitaustausch (328)
  • Schieberegister (328)
• Externes EEPROM (331)
  • Externer Speicher (332)
• Beispiel für elektrische Verbindung mit SPI-Protokoll 334
• Demonstrationsprogrammcode (335)
  • Bibliotheks-Header-Datei (337)
  • Bibliothekscode, der EEPROM-SPI-Speicher unterstützt (339)
  • Die initSPI()-Funktion 341
  • Die SPI_tradeByte()-Funktion 342
  • Hilfsfunktionen 343
• Zusammenfassung (344)

17. I2C (347)

• Wie funktioniert das I2C-Protokoll? (348)
• Verbindungen im Beispielprojekt (352)
• I2C-Bus-Bibliothek (353)
• Thermometer mit I2C-Schnittstelle (356)
• Datenprotokollierung mit I2C- und SPI-Protokollen 359
• Anzeigen im EEPROM (363)
• Serielle Menüs (363)
• Logging-Thermometer Hauptschleife (364)

18. Verwendung des Programmspeichers (367)

• Programmspeicherauslastung
  • Speicheradressen (368)
  • Adressoperator: & (369)
• Blinker (372)
  • Kennzahlen auf einen Blick
  • Zeiger als Funktionsparameter 376
  • Zusammenfassung (379)
  • Optional: Zeiger-Dereferenzierungen 380
• Sprechendes Voltmeter (381)
  • Programmspeicher-Datenstrukturen und Header-Datei 382
  • Ton abspielen und Spannungswerte lesen: .c-Datei (386)
• Generieren von Audiodaten (391)
• Differentielle Pulscodemodulation (391)
• Audiocodierung mit dem 2-Bit-DPCM-Verfahren 391
• DPCM-Codierung: wave2DPCM.py (394)

19. EEPROM (399)

• Verwendung von EEPROM (400)
  • Speichern von Daten im Speicher (400)
  • Lesen von Daten aus dem Speicher (405)
  • Schreiben und Lesen des EEPROM (407)
  • Daten im EEPROM organisieren (408)
• Projekt: Vigenere-Code-Encoder (412)

20. Schluss, Abschied und Ermutigung (421)

• AVR-Layout: Fehlende Kapitel 421
  • Watchdog-Timer (421)
  • Energieeinsparung (422)
  • Externe Oszillatoren und andere Timing-Quellen (422)
  • Bootprogramme (422)
  • Analogkomparator (423)
• Fehlersuche (423)
• Legen Sie das Buch weg und erstellen Sie! (423)

Index (425)