Inhoud. 1 De Microcontroller 1. 2 De taal C C in het kort Functies 31

Transcriptie

1 Inhoud 1 De Microcontroller Embedded Systemen De architectuur van de microprocessor en de microcontroller Geheugens en geheugenstructuur Harvard-architectuur RISC en CISC De keuze voor een microcontroller De taal C Hello World Het compilatietraject Compilers Foutmeldingen C in het kort Variabelen, declaraties en initialisatie Datatypen Samengestelde datatypen: arrays en strings Rekenkundige bewerkingen Afdrukken Voorwaardelijke opdrachten Herhalingsopdrachten Voorbeelden Functies Verdeel en heers De opbouw van een functie Formele en actuele parameters De scope van functies en variabelen Call by reference Blokschema s, stroomdiagrammen, pseudocode en algoritmes Voorbeeld: cijferprogramma Het verschil tussen == en = Functies en programmeervaardigheden

2 vi 5 In- en uitvoer Geformatteerde uitvoer Geformatteerde invoer Voorbeeld: invoer gegevens cijferprogramma Ongeformatteerde in- en uitvoer Alternatief voor het invoerprobleem Argumenten doorgeven aan een programma Declaratie en het gebruik van strings Voorwaardelijke opdrachten Het if-statement: de if-vorm De bloktoewijzing Het if-statement: de if-else vorm Het nesten van if-statements Het if-statement: de if-else-if vorm Het switch-statement Definities en macro s De conditionele operator Herhalingsopdrachten De for-lus De komma-operator De while-lus De do-while-lus of do-lus Het break-statement en het continue-statement Structuur en Opmaak Commentaar Opmaak Naamgeving Datatypen en Operatoren Gehele getallen Typecasting bij gehele getallen Gebroken getallen Typecasting bij gebroken getallen Constanten bij gebroken getallen Hexadecimaal, octaal en binair Rekenkundige operatoren Het karaktertype char en de speciale karakters Boolean De relationele bewerkingen Logische operatoren Bitbewerkingen Verkorte schrijfwijze bij toekenningen Bewerkingsvolgorde operatoren Voorbeeld: afdrukken binaire waarden Meer over operatoren, datatypen en declaraties

3 vii 10 Arrays De getallen van Fibonacci en de Gulden Snede Berekenen getallen van Fibonacci en de Gulden Snede Declaraties van arrays Toewijzingen bij arrays Lezen buiten het bereik van een array Schrijven buiten het bereik van een array Meerdimensionale arrays De driehoek van Pascal Berekening driehoek van Pascal en getallen van Fibonacci Dynamische geheugenallocatie Pointers Declaraties van pointers Toewijzingen met pointers Rekenen met pointers Fouten met pointers Getallen van Fibonacci en Gulden Snede met pointers Toepassingen pointers Voorbeelden met pointers Dynamische geheugenallocatie bij eendimensionale arrays VLA: variable length array Dynamische geheugenallocatie bij tweedimensionale arrays Strings Declaratie van en toekenningen aan strings Op veilige wijze strings gebruiken Stringfuncties Array van strings Advanced C Lezen en schrijven naar bestanden Recursie Pointers naar functies Samengestelde datatypes Datastructuren Functies met een variabele argumentenlijst Preprocessoropdrachten of compiler directives De Xmega De opbouw van de Xmega De behuizing van de Xmega De geheugenorganisatie bij de Xmega De systeemklok en klokopties Het programmeren van de Xmega De ontwikkelomgeving voor de Xmega

4 viii 15 Generieke IO De schakeling voor Led Blink De generieke IO van de Xmega De software voor Led Blink Led Blink met _delay_ms Bitbewerkingen Led Blink in de Xmega-stijl De generieke IO als ingang gebruiken Het aan- en uitzetten van een led met een drukknop Contactdender Hardwarematige antidendermaatregelen Softwarematige antidendermaatregelen Interrupts Het interruptmechanisme De interrupts en het interruptmechanisme bij de Xmega Een voorbeeld met externe interrupt Timer/counters Een tijdvertraging maken met een timer/counter Een antidenderalgoritme met een externe interrupt en TCC Groepsconfiguratie, groepsmasker, groepspositie, bitmasker en bitpositie Displays De ledbar Aansturing leds Een tweedimensionale ledarray of dotmatrix Cijfers afbeelden op een dotmatrix Cijfers afbeelden op een dotmatrix met interrupt en timer Cijfers afbeelden op een dotmatrix met de gegevens in flash Een 4-digit 7-segmentdisplay aansturen Het uitlezen van zes drukknoppen Conclusie Liquid Crystal Display Het aansluiten van een HD44780 op de Xmega Het karaktergeoriënteerde display op basis van HD Toepassing LCD met 8-bit modus en tijdvertraging Toepassing met bewegende tekst Toepassing LCD met 4-bit modus en busy flag Toepassing met een LCD-bibliotheek Geformatteerd afdrukken op een LCD Het weergeven van gebroken getallen op een LCD

5 ix 19 Analog-to-Digital Converter Analoog-digitaalconversie De opbouw van de ADC bij de Xmega De conversiemethoden Fouten bij AD-conversie Toepassing: handmatige unsigned single ended conversie Toepassing: handmatige signed single ended conversie Toepassing: handmatige conversie met differentiële modus Toepassing: differentiële conversie met een interrupt Toepassing: differentiële conversie op vaste tijdstippen Toepassing: differentiële conversie in de freerunningmodus Kalibratie van de ADC Resumé ADC UART Opbouw USART en het instellen van baudsnelheid Instelling protocol Ontvangen en verzenden van data Het versturen van karakters via de UART Het ontvangen, converteren en versturen van karakters Toepassing met gebruik van een interrupt Het gebruik van een circulaire buffer Circulaire buffers bij de communicatie met een UART De USART-driver van Atmel en een bijbehorende wrapper Het versturen van getallen via de UART Het creëren van een stream voor printf en scanf Seriële communicatie SPI Toepassing: aansturing van een extern EEPROM via de SPI Toepassing: aansturing van een schuifregister via een SPI De USART als SPI I2C I2C of TWI voor de Xmega Eenvoudige I2C-bibliotheek voor de Xmega in mastermodus Toepassing: eenvoudige I2C-bibliotheek bij een DS Levelshifting voor I2C De TWI-masterdriver van Atmel De TWI-slavedriver van Atmel Resumé TWI Pulsbreedtemodulatie De timer/counters van de Xmega Bespreking PWM-mogelijkheden De single-slope-modus: intensiteitsregeling voor een led De single-slope-modus: intensiteitsregeling voor een rgb-led De dual-slope-modus: een robotwagen met DC-motoren De dual-slope-modus: aansturing servomotor

6 x 22.7 AWeX: advanced waveform extension De frequentiemodus: het afspelen van muziek Nog meer Xmega Digitaal-analoogconverter Analoge comparator Input capture Het kloksysteem van de Xmega De realtime-counter Het EEPROM De slaapstanden De mogelijkheden om de Xmega128a4u te herstarten Watchdog Het atomic block Bijlagen A Stroomdiagrammen 443 A.1 Symbolen voor een stroomdiagram A.2 Programmacode representeren met flowcharts B RS C JTAG 455 D CMOS 459 D.1 De MOS-transistor als schakelaar D.2 De CMOS-inverter D.3 CMOS-logica D.4 De D-latch D.5 De D-flipflop D.6 De tristatebuffer en de tristate-inverter D.7 De transmissiepoort D.8 De pulluptransistor en de pulldowntransistor D.9 De schmitttrigger E Headerbestanden 473 F Application notes 481 G ASCII 483 H Xmega-bord 485 Index 487