Mikroprozessortechnik II

4 Zeilen mit 20 Zeichen

Real Time Clock (RTC)

• ASCII Zeichensatz von 20h bis 7fh
  • Buchstaben
  • Zahlen
  • Satzzeichen
• Sonderzeichen
  • deutsche Umlaute
  • griechische Buchstaben
• japanische Schriftzeichen
• 8 selbst definierte Zeichen

• Zeit: Stunden, Minuten, Sekunden
• Kalender: Jahr, Monat, Tag, Wochentag
• 12- oder 24-Stundenbetrieb
• Automatische Schaltjahr-Korrektur
• Eingebauter Quarz-Oszillator
• Batterie-Pufferung möglich
• An vielen µC-System anschließbar
• Verschiedene Interrupt-Perioden programmierbar
• Start-, Stop- und Reset-Funktionen

• Display löschen
• Display Ein/Aus
• Curser Ein/Aus/Blinkend
• Automatischer Curser-Shift

5V / 6mA

• 1-4 Zeilen
• bis zu 40 Zeichen je Zeile

Die führenden 4 Bits im normalerweise 8-Bit Datendigramm sind unerwünschte Daten, die auf 0 Gesetzt werden müssen. Dies gelingt über Maskierung. Hierbei werden die eingelesen Daten mit 0fh maskiert:

Eingelesen: xxxx xxxx
Maske:          0000 1111 =0fh
--------------------------------------
Ergebnis:     0000 xxxx

Integration der vom uC übermittelten Befehle, d.h. entsprechende Ansteuerung der LCD-Segmenttreiber zur Darstellung der gewünschten Zeichen und Ausführung der gewünschten Steuerfunktionen

Bild

• der Zeichensatzgenerator
• 8x8 Byte große Speicherbereich für selbstdefinierte Zeichen
• 80x1 Byte große Display-Speicher für die aktuell  auf dem Display darzustellenden Zeichen
• die Ablaufsteuerung für die verschiedenen Betriebsfunktionen des Displays
  • Display löschen
  • Curser Ein/Aus/Blinkend
  • usw.

Bemerkungen:

1. Die BAsisadresse des RTC-Chips auf dem 80C537er-TFH-Board lautet FFF0_H
2. *** beudetet, dass dieses Bit nicht existiert
3. Bit "Busy" kann nur gelesen werden
4. Bit "IRQ FLG" kann nur gelesen werden
5. Der INhalt des "WEEK" wird wie folgt interpretiert: 0=SO, 1=MO, ... , 6=SA

Der A/D-Wandler macht aus einer analogen Eingangsspannnung ein 8Bit (1Byte) bereites Datenwort

Bild

Ein AD-Wandler vergleicht die anliegende Eingangsspannung mit einer intern erzeugten Vergleichsspannungsstufe, die auch Spannungsstufe oder Spannungsschritt genannt wird. Dieser Vergleich wird prinzipiell so durchgefuhrt, daß die Eingangsspannung durch die Spannungsstufe geteilt und der ganzzahlige Teil des Ergebnisses (also des Quotienten) als Binärzahl dem µC zur Verfügung gestellt wird.

1. Es wird über das Instruc.-SFR der Curser an die zu beschreibende Stelle gelegt
   1. Dadurch wird der DD-RAM-Adresszeiger auf die Pos. im Bildspeicher gesetzt
2. Im Data-SFR wird das darzustellende Zeichen eingetragen
3. Der Controller schreibt den Hex-Wert in den Bildspeicher
4. Der Controller geht durch den gesamten Bildspeicher und liest aus welche Werte eingetragen wurden
5. Der Wert wird mit der Zeichentabelle abgeglichen
6. Das Symbol wird auf dem Display angezeigt

Die interne Vergleichsspannungsstufe des AD-Wandlers betrage 100 mV (0,1V). Man legt nun eine Spannung von 2V an den Eingang des AD-Wandlers und dieser ermittelt daraus das „Zahlen-Ergebnis: 2V/0,1V=20.
Dieser Wert wird dem µC zur Verfügung gestellt: der A/D-Wandler schreibt das Ergebnis in ein SFR und der µC liest diesen Wert aus. Nun kann µC-intern mit diesem Spannungsmeßwert 20 weiter gearbeitet werden:

• Durchführung von Berechnungen mit anderen Werten

• Vergleiche anderen gemessenen Spannungswerten oder mit fest vor gegebenen Grenzwerten

• Speicherung des Wertes.

• Übermittlung des Wertes an einen übergeordneten Rechner (PC)

• etc.

Umgekehrt ist natürlich jetzt auch die Bestimmung einer unbekannten Eingangsspannung möglich: der AD-Wandler ermittelt, mit der obigen Vergleichsspannungsstufe, einen Zahlen-Wert von 43 und damit kennt man den Wert der Spannung an seinem Eingang:

U_ein = 43* Vergleichsspannungsstufe = 43*0,1V = 4,3V

Der LCD-Controller verfügt daher über ein BUSY-Flag (BF), das dem µC mit log.'1' anzeigt, dass der LCD-Controller beschäftigt ist und keine neuen Anweisungen entgegen nehmen kann. Erst wenn der Controller BF=log.'0' setzt, kann er wieder auf Befehle des µC's reagieren.
Somit betreibt der µC das LC-Display im Polling-Betrieb: vor der Übermittlung von Befehlen (und den danach folgenden Daten) muß der µC zunächst das BF abfragen und erst bei BF=0 kann er eine neue Instruktion (einen Befehl und die zugehörigen Daten) an den LCD-Controller übermitteln.

Eine einfache Alternative zum Polling-Betrieb besteht darin, daß der uC einfach eine bestimmte Zeit nach der Übermittlung eines Befehls wartet, um dem LCD-Controller Gelegenheit zu geben, den Befehl auszuführen und die Zeichendarstellung zu realisieren.
Dieses Verfahren ist etwas einfacher und die einzuhaltenden Wartezeiten sind im Datenblatt des LC-Displays angegeben. Um z.B. das Display komplett zu löschen, benötigt der LCD-Controller 1,64 ms und während dieser Zeit darf er vom uC "nicht gestört" werden.

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Um jungen Menschen den Spaß an der Elektrotechnik nahezubringen.

Es wurde befürchtet, dass der Nachwuchs an Elektroingenieuren ausgeht.

In der Stadt Ivrea trafen sich der Prof. mit seinen Studenten, der den Arduino entwickelt hat, in der Bar di Re Arduino.

Nach der Bar wurde der Arduino benannt.

ATmega8-16PC

• Ein offenes System von verschiedenen Hard- und Softwarekomponenten
• Eine komplette Mikrocontroller-Entwicklungsumgebung / ein komplettes Mikrocontroller-Konzept unterschiedlicher Leistungsfähigkeit
• Die Summe vieler, aufeinander abgestimmter, Einzelkomponenten

• Verschiedensten Mikrocontroller-Boards unterschiedlichster Leistungsfähigkeit
• Einer unendlichen Vielzahl von Zusatzkomponenten und Zusatzboards
• Einer Vielzahl von bereits fertigen Funktionsbibliotheken zur Lösung verschiedenster Aufgaben
• Einer alles umfassenden Software-Entwicklungsumgebung (IDE), mit der sich alle Komponenten des Systems auf die gleiche Art und WEise, mit der immer gleichen Programmiersprache, programmieren lassen.

• Den Editor mit Syntaxcolorierung zur Eingabe des Programmtextes.
• Den Compiler zur Übersetzung des Programmtextes.
• Den Downloader zum Transfer des übersetzten Programms auf das jeweilige Board.
• Vielfältige Hilfsmittel zur Auswahl des jeweiligen Boards.
• Viele bereits fertig programmierte Funktionssammlungen (Bibliotheken, Libraries).
• Hilfsmittel zum Testen von Programmen (Serieller Monitor, Serieller Plotter)
• Etc.

C mit ein bisschen C++

Die Bibliotheken sind teilweise sehr schlecht dokumentiert, da von Profis geschrieben.

Arduino MKR FOX 1200

• hohe Rechnerleistung

• eine äußerst geringe Leistungsaufnahme im Sleep-Mode von 4 μA (SAMD21G) und 5 nA (ATA8520)

   

1. Anschluss über einen USB-Anschluss (5V)
2. 2x AA oder 2xAAA Batterien (3V)
3. Anschluss einer festen 5V Versorgung (VIN)

Das ist ein Ausgang. Hier werden vom Board aus 5 V (ungeregelt) ausgegeben, wenn das Board über die USB-Schnittstelle oder über VIN versorgt wird.
Die Spannung wird direkt von der USB-Schnittstelle bzw. von VIN durchgereicht.
Maximaler Ausgangsstrom: 500 mA.

Das ist ein Ausgang. Hierüber werden folgende Spannungen ausgegeben:

• 3,3V vom On-Board-Spannungsstabilisator, wenn das Board über die USB-Schnittstelle oder über VIN versorgt wird. Maximaler Ausgangsstrom: 500 mA.
• Wird das Board über die zwei Batterien versorgt, so wird hier direkt die Spannung der beiden Batterien ausgegeben.

Das MKR FOX1200 Board arbeitet, im Gegensatz zu den meisten anderen Arduino-Bords, mit einer Betriebsspannung von 3,3V. Das bedeutet, dass die I/O-Ports ebenfalls nur mit Ein-/Ausgangsspannungspegeln von 3,3V arbeiten!

Höhere Spannungen an den I/O-Ports können das Board beschädigen!