Mikrocontroller programmieren Vortrag von .... Modulfest am International Departement in Karlsruhe am 9. Juli 2011

Alltägliche Begegnung Modulfest 9. Juli 2011 Mikrocontroller programmieren

Mikrocontroller programmieren Mikrocontroller C Verwendung des Mikrocontrollers Eigenschaften des Mikrocontrollers Beispiel Ampel 7-Segment-Anzeige Unsere weiteren Projekte Danksagung Modulfest 9. Juli 2011 Mikrocontroller programmieren 3 3

Mikrocontroller in der Praxis http://www.vielfinden.com/images/mp3_player.jpg http://www.produkt-suchmaschine.com/images/products/82_ /samsung-wf-8604-ffw-waschmaschine-id570668.jpg http://www.early-adopter.info/wp-content/uploads/2009/07/nokia-6110.jpg /logitech-deluxe-250-tastatur-weiss-id635349.jpg http://www.produkt-suchmaschine.com/images/products/128_ http://www.verkehrslage.de/wp-content/uploads/2011/04/Wer-bei-Rot-%C3%BCber-d ie-Ampel-f%C3%A4hrt-muss-nicht-immer-den-F%C3%BChrerschein-abgeben.jpg http://www.daitronic.de/navigation/Garmin/bilder/Garmin-GPS-nuevi-255WT-Europa/Garmin-GPS-nuevi-255WT-Europa.jpg http://www.asurowiki.de/pmwiki/uploads/Main/hauppauge_mvp.jpg http://www.live-shops.com/bild/ativa-taschenrechner-at-709-18-2854550.jpg http://www.webbomb.de/shop/images/product_images/info_images/240_0.jpg Modulfest 9. Juli 2011 Mikrocontroller programmieren 4 4

Der Mikrocontroller stellt sich vor: Modulfest 9. Juli 2011 Mikrocontroller programmieren 5 5

Der Mikrocontroller stellt sich vor: Mikroprozessor <> Mikrocontroller Im Mikrocontroller: Prozessor, RAM, Flash 28 Pins davon 23 programmierbar Spezialfunktionen, wie Timer, Standby, etc Temperaturbereich: -55 bis +125 °C Eigenschaft AtMega8 PC Taktfrequenz Variabel, 1-16Mhz Fest, ca. 2x2Ghz - 6x3,5Ghz RAM 1KB 2 – 8 GB Speicher 8KB ca. 250-1000GB Modulfest 9. Juli 2011 Mikrocontroller programmieren 6 6

Vorteile von Mikrocontrollern - einfachere Schaltungen: - weniger Zeitaufwand - Projekt bleibt einfach - Möglichkeit der Programmierung: - Vermeidung fehleranfälliger analoger Schaltungen Projekte, die ohne C nur sehr aufwändig wären: - Ampelschaltung - Uhrschaltung - Temperaturmessung - Geschwindigkeits- messung Blinkschaltung mit C Analoge Blinkschaltung Quelle: http://www.etechnik.hs-mannheim.de/bet/tutorials/blink_a.pdf Modulfest 9. Juli 2011 Mikrocontroller programmieren 7 7

Unsere Fußgängerampel: Modulfest 9. Juli 2011 Mikrocontroller programmieren 8 8

Aufbau der Ampelschaltung: Taster LEDs Mikrocontroller Kabelbrücken Stromversorgung Modulfest 9. Juli 2011 Mikrocontroller programmieren 9 9

Ablauf bei der Ampelschaltung: Modulfest 9. Juli 2011 Mikrocontroller programmieren 10 10

Mikrocontroller programmieren 7-Segment-Anzeige Überall, wo Zahlen deutlich dargestellt werden: Taschenrechner Herd Uhrendisplay ... Innenleben: 7 Leuchtdioden (LEDs) a-g 1 LED für Dezimalpunkt Modulfest 9. Juli 2011 Mikrocontroller programmieren 11 11

7-Segment-Anzeige ansteuern Die Anschlüsse für die 7 LED können separat angesteuert werden (Eingänge a-g): bei gemeinsamer Kathode (CC) auf positives Potenzial (+ Pol) bei gemeinsamer Anode (CA) auf GND (- Pol) Ansteuerung durch die Ausgänge PD0 bis PD7 (Ports) des C Widerstände R1-R7 zum Schutz der LEDs Modulfest 9. Juli 2011 Mikrocontroller programmieren 12 12

Mehrfach 7-Segment-Anzeigen Bei vier 7-Segment-Bausteinen: Insgesamt 28 voneinander unabhängige Eingänge Man bräuchte 28 Ausgänge des C Beispiel: Aufbau einer Uhr mit 4fach 7-Segment-Anzeige Problem: zu wenige Ausgänge am C, maximal 19 beim ATmega8 Modulfest 9. Juli 2011 Mikrocontroller programmieren 13 13

Multiplexing-Verfahren Problem: zu wenige Ausgänge am C Lösung: Jede Ziffer (1fach-7-Segment) wird einzeln angesteuert über 7 Datenleitungen Alle Ziffern werden einzeln, aber sehr schnell nacheinander angesteuert Alle nicht aktiven Ziffern werden ausgeschaltet Modulfest 9. Juli 2011 Mikrocontroller programmieren 14 14

Mikrocontroller programmieren Weitere Projekte Uhr mit 4fach-7-Segment-Display Lichtschranke zur Geschwindigkeitsmessung Steuerung von Gleichstrommotoren Temperaturmessung Modulfest 9. Juli 2011 Mikrocontroller programmieren 15 15

Mikrocontroller programmieren Ausblick Zusammenfassend kann man sagen, dass Mikrocontroller viele Aufgaben im täglichen Leben erfüllen. In naher Zukunft wird der Mikrocontroller in Hard- und Software noch weiterentwickelt werden. http://www.yopi.de/image/prod_pics/5069/charts/5069230_l.jpg http://www.preis.de/preistracker.htm?ID=244966 Modulfest 9. Juli 2011 Mikrocontroller programmieren 16 16

Mikrocontroller programmieren Besonderen Dank an: Dr. Hans-Werner und Josephine Hector Prof. Jörg Best (Hochschule Mannheim) Dr. Rolf Piffer (Modulleiter) Inga Kristina Kerber (Mentorin) Mitarbeiter der Fakultät für Elektrotechnik der Hochschule Mannheim Modulfest 9. Juli 2011 Mikrocontroller programmieren 17 17

Ablauf bei der Ampelschaltung