Atmel AVR Mikrocontroller

Mikrocontroller Einführung

Sie möchten wissen,wie ein Mikrocontroller arbeitet und wie man mit einem solchen Gerät Steuerungs- und Regelungsaufgaben lösen kann? Die nachfolgenden Seiten begleiten Sie bei ...

 

a.) der Einrichtung einer Entwicklungsumgebung

b.) dem Selbstbau eines Mikrocontrollerboards

c.) dem Erlernen der Programmiersprache C für Atmel AVR Prozessoren

d.) der Entwicklung von verschiedenen Anwendungen

 

Was ist ein Einchipcomputer?

Einchipcomputer nennt man Bauelemente, bei denen ein ganzer Computer auf einem Chip integriert wurde. Der Preis für einen solchen Baustein ist gering und durchblickt man einen solchen Baustein, lassen sich aufwendige Steuerung in sehr einfacher Weise aufbauen.
Mikrocontroller gesteuerte Geräte sind praktisch überall vorhanden, ohne dass man ihnen diese Technologie von aussen ansieht.
ABS-Bremsen, Waschmaschinen, Ladegeräte für Batterien, Fernseher, Taschenrechner, Geräte der Medizinelektronik und der Flugzeugtechnik usw. seien als Beispiele genannt.

Die Bausteine in denen sich die Einchipcomputer befinden sind unscheinbar. Aufgrund der hohen Integrationsdichte befindet sich dennoch ein vollständiger Computer mit Prozessor, RAM, ROM und Schnittstellen auf dem Baustein.
Die Leistungsfähigkeit solcher Computer entspricht etwa der, von den bekannten Apple II oder Comodore C64-Computern (Tendenz stetig fortschreitend).

 

Wo liegt das Problem?

Um einen solchen Computer zu erklären bedarf es einer Menge an grundlegender Information, bei dessen Anblick viele Menschen den Mut verlieren und bereits aufgeben, bevor sie begonnen haben.
Die meiste Litaratur beschäftigt sich anfangs mit dem Aufbau von CPU, Speicher, Schnittstellen usw., bei denen man rasch den Durchblick verliert. Daher ist es auf „normalem“ Weg oft sehr schwer, die Mikrocontrollertechnik im Selbststudium zu erlernen.
Daher verwenden wir auf unserer Webseite einen etwas anderen Ansatz und erklären nicht sofort den gesamten Aufbau, sondern erweitern unser Wissen schrittweise durch praktische Übungen.

Man muss glücklicherweise nicht sofort alles wissen, was Mikrocomputer so vielseitig macht. Die meisten Informationen müssen erst dann genau gelesen werden, wenn man durch eine Steuerungsaufgabe dazu gezwungen wird. Zugegeben, es bleibt am Anfang eine Menge Arbeit um sich zunächst einen Überblick zu verschaffen und die ersten Schritte zu gehen.

Der Grund, warum sich Mikrocontroller in der Steuerungs- und Regelungstechnik durchgesetzt haben liegt darin, dass digitale oder analoge Steuerungen nicht mehr mit dem Lötkolben auf Platinen entworfen werden müssen, sondern ihre Eigenschaften über ein Programm bestimmt werden.

 

Aber es gibt doch viele verschiedene Mikrocontroller!

Das stimmt. Es gibt jedoch nur wenige grosse Controllerfamlien, deren Maschinensprache bei allen Familienmitgliedern gleich ist. Die Familienmitglieder (Derivate) unterscheiden sich nur durch Besonderheiten ihres PinOut, die relativ schnell zu erfassen sind. Benutzt der Konstrukteur bei der Programmierung eine Hochsprache wie C, reduziert sich das Sprachproblem selbst in Bezug auf die Controllerfamilien noch einmal.

In diesem Kapitel geht es um die Anwendung der 8-Bit Mikrocontrollerserie von ATMEL. Die Prozessoren sind weit verbreitet und erlauben eine rasche Realisierung verschiedenster Anwendungen.
Die schnelle RISC-Architektur sowie der einheitliche Aufbau der gesamten Prozessorfamilie und der günstige Preis machen diese Prozessoren für den Hobbyentwickler sehr attraktiv. Ebenso findet man im Internet ein reichhaltiges Angebot von Beispielen und Informationen zu diesen Prozessortypen.

 

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