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AVR-Tutorial: Equipment

2007-11-26T12:48:35Z

RoToe: /* Keramikschwinger/Oszillator statt Quarz/Oszillator */

= AVR-Tutorial - Benötigte Ausrüstung =
==Hardware==

Ein Mikrocontroller alleine ist noch zu nichts nützlich.

Damit man etwas damit anfangen kann, braucht man eine Schaltung in die der Controller eingesetzt wird. Dazu werden bei Elektronikhändlern Platinen angeboten, die alles nötige (Taster, LEDs, Steckverbinder...) enthalten, wie z.B. das STK500.

http://www.mikrocontroller.net/images/stk500.jpg

Das STK500 kostet ca. 100 Euro.

Bei Pollin Elektronik gibt es für 15 Euro ein Evaluation Board zum selbstlöten (mit Platine und Bauteilen aber ohne Microcontroller). Siehe: [http://www.pollin.de http://www.pollin.de]

Eine weitere Möglichkeit ist die [http://shop.mikrocontroller.net/csc_article_details.php?nPos=0&saArticle%5BID%5D=29 ATmega8-Entwicklungsplatine von shop.mikrocontroller.net]. Diese enthält eine Fassung für den Controller, einen Spannungswandler, die Beschaltung für die serielle Schnittstelle und einen Anschluss für den Programmieradapter; die restliche Hardware wie LEDs und Taster kann man sich selber nach belieben auf das Lochrasterfeld löten.

Aber ein fertiges Board ist gar nicht nötig, man kann die benötigte Schaltung auch selbst auf einem kleinen Steckbrett oder einer Lochrasterplatine aufbauen. So kompliziert wie das STK500 wird es nicht, es reichen eine Hand voll Bauteile. Wie man das macht wird im folgenden beschrieben.

===Der Mikrocontroller===

Die folgende Schaltung baut man am besten auf einem '''Breadboard''' (Steckbrett) auf. Solche Breadboards gibt's z.B. bei [http://www.reichelt.de Reichelt], [http://www.conelek.com/Steckplatinen ConeleK], [http://www.elv.de/ ELV] oder [http://www.conrad.de/ Conrad].

[[Bild:Avr-schaltplan-1.gif]]

Über den Takteingang '''XTAL1''' ist der Mikrocontroller mit dem '''Quarzoszillator''' verbunden, der den benötigten Takt von 4 MHz liefert (siehe unten). Achtung: die Pins werden, wenn man den Oszillator mit der Schrift nach oben vor sich liegen hat, von unten links aus abgezählt. Unten links ist Pin 1, unten rechts Pin 7, oben rechts Pin 8 und oben links Pin 14 (natürlich hat der Oszillator nur 4 Pins, die Nummerierung kommt daher, dass bei einem normalen IC dieser Größe an den gleichen Positionen die Pins Nr. 1, 7, 8 und 14 wären).

'''PD0-PD7''' und '''PB0-PB5''' sind die '''IO-Ports''' des Mikrocontrollers. Hier können Bauteile wie LEDs, Taster oder LCDs angeschlossen werden.
Der '''Port C (PC0-PC5)''' spielt beim Atmega8/AT90S4433 eine Sonderrolle: mit diesem Port können Analog-Spannungen gemessen werden. Aber dazu später mehr!
An '''Pin 17-19''' ist die Stiftleiste zur Verbindung mit dem ISP-Programmer angeschlossen, über den der AVR vom PC programmiert wird.
Die Resetschaltung, bestehend aus '''R1''' und '''C1''' sorgt dafür, dass der Reseteingang des Controllers standardmäßig auf Vcc=5V liegt.
Zum Programmieren zieht der ISP-Adapter die Resetleitung auf Masse (GND), die Programmausführung wird dadurch unterbrochen und der interne Speicher des Controllers kann neu programmiert werden.
Zwischen Vcc und GND kommt noch ein 100nF Keramik- oder Folienkondensator, um Störungen in der Versorgungsspannung zu unterdrücken.

Hier die Liste der benötigten Bauteile:

* R1 Widerstand 10 kOhm
* C1 Keramikkondensator 47 nF
* C2 Keramik- oder Folienkondensator 100 nF
* Stiftleiste 6-polig
* Mikrocontroller ATmega8 oder AT90S4433 (kann auf [http://shop.mikrocontroller.net/ http://shop.mikrocontroller.net/] bestellt werden)
* Quarzoszillator 4 MHz

Fertig aufgebaut könnte das etwa so aussehen:

http://www.mikrocontroller.net/images/breadboard.jpg

Beim Breadboard ist darauf zu achten, dass man die parallel laufenden Schienen für GND (blau) und Vcc (rot) jeweils mit Drähten verbindet (nicht Vcc und GND miteinander!).

Eine Zusammenstellung der der benötigten Bauteile befindet sich in der [[AVR-Tutorial_Bestellliste|Bestellliste]].

<div style="border: 1px solid grey; padding: 1ex;">

===Ergänzende Hinweise zur Taktversorgung (kann übersprungen werden) ===

Ein Mikrocontroller benötigt, wie jeder Computer, eine Taktversorgung. Der Takt ist notwendig, um die internen Abläufe im Prozessor in einer geordneten Reihenfolge ausführen zu können. Die Frequenz des Taktes bestimmt im wesentlichen wie schnell ein Computer arbeitet.

Bei einem ATMega8 gibt es 2 Möglichkeiten zur Taktversorgung
* interner Takt
* externer Takt

====interner Takt====
Dies ist der Auslieferungszustand bei einem Mega8. Dabei wird der Takt von einem internen Schwingkreis geliefert.

'''Vorteil''': keine externe Beschaltung notwendig. Die Pins, an denen ansonsten ein Quarz oder ein Quarzoszillator angeschlossen wird, sind daher als normale Portpins für Ein/Ausgaben verwendbar.

'''Nachteil''': Der Schwingkreis ist nicht sehr genau. Bei Temperaturänderungen verändert er seine Frequenz. Nur 4 Frequenzen (1MHz, 2MHz, 4MHz und 8MHz) sind bei einem Mega8 realisierbar. Es gibt zwar die Möglichkeit, die interne Frequenz in Grenzen noch zu verändern, dies ist aber aufwändig und erfordert mindestens einen Frequenzzähler, wenn man eine bestimmte Frequenz erreichen will.

====externer Takt====
Hier gibt es diesmal drei Möglichkeiten
* Quarz
* Quarzoszillator
* Keramikschwinger/Resonator

'''Vorteil''': Die Taktfrequenz ist so stabil, wie es der Quarz, Oszillator oder Keramikschwinger vorgibt. Und das ist wesentlich genauer als der interne Oszillator. Kein Abgleich notwendig, wenn eine bestimmte Frequenz erreicht werden soll, solange es einen Quarz bzw. Oszillator oder Keramikschwinger in dieser Frequenz gibt.
Ein spezieller Vorteil des Keramikschwingers ist, dass dieser keine Kondensatoren nach Masse braucht, weil er die schon eingebaut hat.
Es muss lediglich ein dritter Pin mit Masse verbunden werden.

'''Nachteil''': Die Pins an denen der Quarz bzw. Oszillator oder Keramikschwinger angeschlossen wird, sind nicht mehr als I/O Pins nutzbar.

Spätestens dann, wenn eine RS232-Verbindung zu einem anderen Computer aufgebaut werden soll, ist eine exakte Taktversorgung einer der Schlüssel, um diese Verbindung auch stabil halten zu können. Aus diesem Grund wird in diesem Tutorial von vorne herein mit einem externen Takt gearbeitet. Es spielt dabei keine Rolle ob dafür ein Quarzoszillator, ein Quarz oder ein Keramikschwinger benutzt wird.

<font color="FF0000">Achtung: Ein ATMega8 wird mit aktiviertem internen Takt ausgeliefert. Um einen Quarzoszillator oder einen Quarz zu aktivieren, müssen die Fuse-Bits des Prozessors verändert werden. Details dazu finden sich [[AVR_Fuses|hier]]</font>

==== Quarz statt Quarzoszillator ====

Wird anstelle eines Quarzoszillators ein Quarz eingesetzt, so sieht die Anbindung des Quarzes so aus:

[[Bild:tutorial-quarz-schaltplan.png]]

Die beiden Kondensatoren '''C3''' und '''C4''' sind zum Betrieb des Quarzes notwendig. Ihre Größe ist abhängig von den Daten des Quarzes. 22pF sind ein Wert, der bei den meisten Quarzen funktionieren sollte.

==== Keramikschwinger/Oszillator statt Quarz/Oszillator ====

Wird anstelle eines Quarz/Oszillators ein Kermaikschwinger eingesetzt, so sieht die Anbindung des Keramikschwingers so aus:

[[Bild:Resonator.png]]

Es werden keine Kondensatoren benötigt, daher ist der Anschluss eines Keramikschwingers kinderleicht.

</div>

=== Stromversorgung ===

Die Versorgungsspannung '''Vcc''' beträgt 5V und kann z.B. mit folgender Schaltung erzeugt werden:

[[Bild:V_Regler.gif]]

* IC1: 5V-Spannungsregler 7805
* C1: Elko 10µF (Polung beachten!)
* C2,C3: 2x Kondensator 100nF (kein Elektrolyt)
* D1: Diode 1N4001

An den Eingang (+ und - im Schaltplan) wird ein Steckernetzteil mit einer Spannung von 9 - 12V angeschlossen.

Eine Stromversorgung mit Batterien ist grundsätzlich auch möglich, wenn die elektrischen Grenzdaten des µC eingehalten werden (max. Spannung, min. Spannung). Bei der geregelten Stromversorgung oben sollte die Batteriespannung ca. 1.5-2.5V (= Dropout-Spannung des Linearreglers) grösser sein als die Versorgungsspannung des µC. Die [[Versorgung aus einer Zelle]] ist ein Thema für Fortgeschrittene.
</div>

=== Der ISP-Programmierer ===

Dann braucht man nur noch den '''ISP-Programmieradapter''', über den man die Programme vom PC in den Controller übertragen kann. Eine Übersicht über mögliche ISP-Programmer Varianten findet sich [http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR_In_System_Programmer hier].

Fertige ISP-Programmer zum Anschluss an den Parallelport oder USB gibt es z.B. auf http://shop.mikrocontroller.net/.

Eine Bauanleitung gibt es u.a. auf [http://rumil.de/hardware/avrisp.html http://rumil.de/hardware/avrisp.html].

Den ISP-Adapter schließt man an den Parallelport an und verbindet ihn mit der Stiftleiste SV1 über ein 6-adriges Kabel (siehe Schaltplan).

So sieht die Anordnung also aus:

http://www.mikrocontroller.net/images/mikrocontroller.gif

=== Sonstiges ===

Für die anderen Teile des Tutorials sollte man sich noch die folgenden Bauteile besorgen:

---------------------------
Teil 2 (I/O-Grundlagen)
* 5 LEDs 5mm
* 5 Taster
* 5 Widerstände 1k
* 5 Widerstände 10k

---------------------------
Teil 4 (LCD-Display)
* 1 Potentiometer 10k
* 1 HD44780-kompatibles LCD, z.B. 4x20 oder 2x16 Zeichen

---------------------------
Teil 6 (Der UART)
* 1 Pegelwandler MAX232 oder MAX202
* 5 Elektrolytkondensatoren 22µF
* 1 9-polige SUBD-Buchse (female)
* 1 dazu passendes Modem(nicht Nullmodem!)-Kabel

Für andere, öfter benötigte, Bauteile, die man als angehender µC Bastler auch des öfteren mal benötigt, empfiehlt sich ein Blick in die Liste der [[Standardbauelemente]] bzw. in die [[Absolute_beginner|Grundausstattung]]

== Software ==

In diesem Tutorial wird nur auf die Programmierung in Assembler eingegangen, da Assembler für das Verständnis der Hardware am besten geeignet ist.

=== Assembler ===

Zuerst braucht man einen '''Assembler''', der in Assemblersprache geschriebene Programme in Maschinencode übersetzt. Windows-User können das [http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=2725 AVR-Studio] von Atmel verwenden, das neben dem Assembler auch einen Simulator enthält, mit dem sich die Programme vor der Übertragung in den Controller testen lassen; für Linux gibt es [http://www.tavrasm.org/ tavrasm], [http://avra.sourceforge.net/ avra] und [http://avr-asm-tutorial.net/gavrasm/index_de.html gavrasm].

Um die vom Assembler erzeugte ".hex"-Datei über den ISP-Adapter in den Mikrocontroller zu programmieren, kann man unter Windows z.B. das Programm [http://www.myplace.nu/avr/yaap/ yaap] verwenden, für Linux gibt es [http://savannah.nongnu.org/projects/uisp/ uisp], für beide avrdude.

=== C ===
Wer in C programmieren möchte, kann den kostenlosen GNU-C-Compiler AVR-GCC ("WinAVR") ausprobieren. Dieser C-Compiler kann auch in das für Assembler-Programmierung notwendige AVR-Studio integriert werden. In der Artikelsammlung gibt es ein umfangreiches [[AVR-GCC-Tutorial|Tutorial]] zu diesem Compiler; Fragen dazu stellt man am besten hier im [http://www.mikrocontroller.net/forum/list-2-1.html GCC-Forum].

=== Pascal ===
Wer in Pascal programmieren möchte, kann [http://www.e-lab.de AVRPascal] ausprobieren. Dieser Pascalcompiler ist kostenfrei bis 4kb Code und bietet viele ausgereifte Bibliotheken. [http://www.e-lab.de E-LAB].

=== Basic ===
Auch Basic-Fans kommen nicht zu kurz, für die gibt es z.B. [[Bascom AVR]] ($69, Demo verfügbar).

== Literatur ==
Bevor man anfängt, sollte man sich die folgenden PDF-Dateien runterladen und zumindest mal reinschauen:

* [http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2486.pdf Datenblatt des ATmega8 (4,54 MB)]
* [http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc0856.pdf Befehlssatz der AVRs (422 kB)]

Das Datenblatt eines Controllers ist das wichtigste Dokument für einen Entwickler. Es enthält Informationen über die Pinbelegung, Versorgungsspannung, Beschaltung, Speicher, die Verwendung der IO-Komponenten, und vieles mehr.

Im Befehlssatz sind alle Assemblerbefehle der AVR-Controllerfamilie aufgelistet und erklärt.

{{Navigation_hochvor|
hochtext=Inhaltsverzeichnis|
hochlink=AVR-Tutorial|
vortext=I/O Grundlagen|
vorlink=AVR-Tutorial: IO-Grundlagen}}

[[Category:AVR]][[Category:AVR-Tutorial]]

AVR-Tutorial: Equipment

2007-11-26T12:48:10Z

RoToe: /* Keramikschwinger/Oszillator statt Quarz/Oszillator */

= AVR-Tutorial - Benötigte Ausrüstung =
==Hardware==

Ein Mikrocontroller alleine ist noch zu nichts nützlich.

Damit man etwas damit anfangen kann, braucht man eine Schaltung in die der Controller eingesetzt wird. Dazu werden bei Elektronikhändlern Platinen angeboten, die alles nötige (Taster, LEDs, Steckverbinder...) enthalten, wie z.B. das STK500.

http://www.mikrocontroller.net/images/stk500.jpg

Das STK500 kostet ca. 100 Euro.

Bei Pollin Elektronik gibt es für 15 Euro ein Evaluation Board zum selbstlöten (mit Platine und Bauteilen aber ohne Microcontroller). Siehe: [http://www.pollin.de http://www.pollin.de]

Eine weitere Möglichkeit ist die [http://shop.mikrocontroller.net/csc_article_details.php?nPos=0&saArticle%5BID%5D=29 ATmega8-Entwicklungsplatine von shop.mikrocontroller.net]. Diese enthält eine Fassung für den Controller, einen Spannungswandler, die Beschaltung für die serielle Schnittstelle und einen Anschluss für den Programmieradapter; die restliche Hardware wie LEDs und Taster kann man sich selber nach belieben auf das Lochrasterfeld löten.

Aber ein fertiges Board ist gar nicht nötig, man kann die benötigte Schaltung auch selbst auf einem kleinen Steckbrett oder einer Lochrasterplatine aufbauen. So kompliziert wie das STK500 wird es nicht, es reichen eine Hand voll Bauteile. Wie man das macht wird im folgenden beschrieben.

===Der Mikrocontroller===

Die folgende Schaltung baut man am besten auf einem '''Breadboard''' (Steckbrett) auf. Solche Breadboards gibt's z.B. bei [http://www.reichelt.de Reichelt], [http://www.conelek.com/Steckplatinen ConeleK], [http://www.elv.de/ ELV] oder [http://www.conrad.de/ Conrad].

[[Bild:Avr-schaltplan-1.gif]]

Über den Takteingang '''XTAL1''' ist der Mikrocontroller mit dem '''Quarzoszillator''' verbunden, der den benötigten Takt von 4 MHz liefert (siehe unten). Achtung: die Pins werden, wenn man den Oszillator mit der Schrift nach oben vor sich liegen hat, von unten links aus abgezählt. Unten links ist Pin 1, unten rechts Pin 7, oben rechts Pin 8 und oben links Pin 14 (natürlich hat der Oszillator nur 4 Pins, die Nummerierung kommt daher, dass bei einem normalen IC dieser Größe an den gleichen Positionen die Pins Nr. 1, 7, 8 und 14 wären).

'''PD0-PD7''' und '''PB0-PB5''' sind die '''IO-Ports''' des Mikrocontrollers. Hier können Bauteile wie LEDs, Taster oder LCDs angeschlossen werden.
Der '''Port C (PC0-PC5)''' spielt beim Atmega8/AT90S4433 eine Sonderrolle: mit diesem Port können Analog-Spannungen gemessen werden. Aber dazu später mehr!
An '''Pin 17-19''' ist die Stiftleiste zur Verbindung mit dem ISP-Programmer angeschlossen, über den der AVR vom PC programmiert wird.
Die Resetschaltung, bestehend aus '''R1''' und '''C1''' sorgt dafür, dass der Reseteingang des Controllers standardmäßig auf Vcc=5V liegt.
Zum Programmieren zieht der ISP-Adapter die Resetleitung auf Masse (GND), die Programmausführung wird dadurch unterbrochen und der interne Speicher des Controllers kann neu programmiert werden.
Zwischen Vcc und GND kommt noch ein 100nF Keramik- oder Folienkondensator, um Störungen in der Versorgungsspannung zu unterdrücken.

Hier die Liste der benötigten Bauteile:

* R1 Widerstand 10 kOhm
* C1 Keramikkondensator 47 nF
* C2 Keramik- oder Folienkondensator 100 nF
* Stiftleiste 6-polig
* Mikrocontroller ATmega8 oder AT90S4433 (kann auf [http://shop.mikrocontroller.net/ http://shop.mikrocontroller.net/] bestellt werden)
* Quarzoszillator 4 MHz

Fertig aufgebaut könnte das etwa so aussehen:

http://www.mikrocontroller.net/images/breadboard.jpg

Beim Breadboard ist darauf zu achten, dass man die parallel laufenden Schienen für GND (blau) und Vcc (rot) jeweils mit Drähten verbindet (nicht Vcc und GND miteinander!).

Eine Zusammenstellung der der benötigten Bauteile befindet sich in der [[AVR-Tutorial_Bestellliste|Bestellliste]].

<div style="border: 1px solid grey; padding: 1ex;">

===Ergänzende Hinweise zur Taktversorgung (kann übersprungen werden) ===

Ein Mikrocontroller benötigt, wie jeder Computer, eine Taktversorgung. Der Takt ist notwendig, um die internen Abläufe im Prozessor in einer geordneten Reihenfolge ausführen zu können. Die Frequenz des Taktes bestimmt im wesentlichen wie schnell ein Computer arbeitet.

Bei einem ATMega8 gibt es 2 Möglichkeiten zur Taktversorgung
* interner Takt
* externer Takt

====interner Takt====
Dies ist der Auslieferungszustand bei einem Mega8. Dabei wird der Takt von einem internen Schwingkreis geliefert.

'''Vorteil''': keine externe Beschaltung notwendig. Die Pins, an denen ansonsten ein Quarz oder ein Quarzoszillator angeschlossen wird, sind daher als normale Portpins für Ein/Ausgaben verwendbar.

'''Nachteil''': Der Schwingkreis ist nicht sehr genau. Bei Temperaturänderungen verändert er seine Frequenz. Nur 4 Frequenzen (1MHz, 2MHz, 4MHz und 8MHz) sind bei einem Mega8 realisierbar. Es gibt zwar die Möglichkeit, die interne Frequenz in Grenzen noch zu verändern, dies ist aber aufwändig und erfordert mindestens einen Frequenzzähler, wenn man eine bestimmte Frequenz erreichen will.

====externer Takt====
Hier gibt es diesmal drei Möglichkeiten
* Quarz
* Quarzoszillator
* Keramikschwinger/Resonator

'''Vorteil''': Die Taktfrequenz ist so stabil, wie es der Quarz, Oszillator oder Keramikschwinger vorgibt. Und das ist wesentlich genauer als der interne Oszillator. Kein Abgleich notwendig, wenn eine bestimmte Frequenz erreicht werden soll, solange es einen Quarz bzw. Oszillator oder Keramikschwinger in dieser Frequenz gibt.
Ein spezieller Vorteil des Keramikschwingers ist, dass dieser keine Kondensatoren nach Masse braucht, weil er die schon eingebaut hat.
Es muss lediglich ein dritter Pin mit Masse verbunden werden.

'''Nachteil''': Die Pins an denen der Quarz bzw. Oszillator oder Keramikschwinger angeschlossen wird, sind nicht mehr als I/O Pins nutzbar.

Spätestens dann, wenn eine RS232-Verbindung zu einem anderen Computer aufgebaut werden soll, ist eine exakte Taktversorgung einer der Schlüssel, um diese Verbindung auch stabil halten zu können. Aus diesem Grund wird in diesem Tutorial von vorne herein mit einem externen Takt gearbeitet. Es spielt dabei keine Rolle ob dafür ein Quarzoszillator, ein Quarz oder ein Keramikschwinger benutzt wird.

<font color="FF0000">Achtung: Ein ATMega8 wird mit aktiviertem internen Takt ausgeliefert. Um einen Quarzoszillator oder einen Quarz zu aktivieren, müssen die Fuse-Bits des Prozessors verändert werden. Details dazu finden sich [[AVR_Fuses|hier]]</font>

==== Quarz statt Quarzoszillator ====

Wird anstelle eines Quarzoszillators ein Quarz eingesetzt, so sieht die Anbindung des Quarzes so aus:

[[Bild:tutorial-quarz-schaltplan.png]]

Die beiden Kondensatoren '''C3''' und '''C4''' sind zum Betrieb des Quarzes notwendig. Ihre Größe ist abhängig von den Daten des Quarzes. 22pF sind ein Wert, der bei den meisten Quarzen funktionieren sollte.

==== Keramikschwinger/Oszillator statt Quarz/Oszillator ====

Wird anstelle eines Quarz/Oszillators ein Kermaikschwinger eingesetzt, so sieht die Anbindung des Keramikschwingers so aus:

[[Bild:Resonator.png]]

Es werden keine Kondensatoren benötigt, daher ist der Anschluss einen Keramikschwinger kinderleicht.

</div>

=== Stromversorgung ===

Die Versorgungsspannung '''Vcc''' beträgt 5V und kann z.B. mit folgender Schaltung erzeugt werden:

[[Bild:V_Regler.gif]]

* IC1: 5V-Spannungsregler 7805
* C1: Elko 10µF (Polung beachten!)
* C2,C3: 2x Kondensator 100nF (kein Elektrolyt)
* D1: Diode 1N4001

An den Eingang (+ und - im Schaltplan) wird ein Steckernetzteil mit einer Spannung von 9 - 12V angeschlossen.

Eine Stromversorgung mit Batterien ist grundsätzlich auch möglich, wenn die elektrischen Grenzdaten des µC eingehalten werden (max. Spannung, min. Spannung). Bei der geregelten Stromversorgung oben sollte die Batteriespannung ca. 1.5-2.5V (= Dropout-Spannung des Linearreglers) grösser sein als die Versorgungsspannung des µC. Die [[Versorgung aus einer Zelle]] ist ein Thema für Fortgeschrittene.
</div>

=== Der ISP-Programmierer ===

Dann braucht man nur noch den '''ISP-Programmieradapter''', über den man die Programme vom PC in den Controller übertragen kann. Eine Übersicht über mögliche ISP-Programmer Varianten findet sich [http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR_In_System_Programmer hier].

Fertige ISP-Programmer zum Anschluss an den Parallelport oder USB gibt es z.B. auf http://shop.mikrocontroller.net/.

Eine Bauanleitung gibt es u.a. auf [http://rumil.de/hardware/avrisp.html http://rumil.de/hardware/avrisp.html].

Den ISP-Adapter schließt man an den Parallelport an und verbindet ihn mit der Stiftleiste SV1 über ein 6-adriges Kabel (siehe Schaltplan).

So sieht die Anordnung also aus:

http://www.mikrocontroller.net/images/mikrocontroller.gif

=== Sonstiges ===

Für die anderen Teile des Tutorials sollte man sich noch die folgenden Bauteile besorgen:

---------------------------
Teil 2 (I/O-Grundlagen)
* 5 LEDs 5mm
* 5 Taster
* 5 Widerstände 1k
* 5 Widerstände 10k

---------------------------
Teil 4 (LCD-Display)
* 1 Potentiometer 10k
* 1 HD44780-kompatibles LCD, z.B. 4x20 oder 2x16 Zeichen

---------------------------
Teil 6 (Der UART)
* 1 Pegelwandler MAX232 oder MAX202
* 5 Elektrolytkondensatoren 22µF
* 1 9-polige SUBD-Buchse (female)
* 1 dazu passendes Modem(nicht Nullmodem!)-Kabel

Für andere, öfter benötigte, Bauteile, die man als angehender µC Bastler auch des öfteren mal benötigt, empfiehlt sich ein Blick in die Liste der [[Standardbauelemente]] bzw. in die [[Absolute_beginner|Grundausstattung]]

== Software ==

In diesem Tutorial wird nur auf die Programmierung in Assembler eingegangen, da Assembler für das Verständnis der Hardware am besten geeignet ist.

=== Assembler ===

Zuerst braucht man einen '''Assembler''', der in Assemblersprache geschriebene Programme in Maschinencode übersetzt. Windows-User können das [http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=2725 AVR-Studio] von Atmel verwenden, das neben dem Assembler auch einen Simulator enthält, mit dem sich die Programme vor der Übertragung in den Controller testen lassen; für Linux gibt es [http://www.tavrasm.org/ tavrasm], [http://avra.sourceforge.net/ avra] und [http://avr-asm-tutorial.net/gavrasm/index_de.html gavrasm].

Um die vom Assembler erzeugte ".hex"-Datei über den ISP-Adapter in den Mikrocontroller zu programmieren, kann man unter Windows z.B. das Programm [http://www.myplace.nu/avr/yaap/ yaap] verwenden, für Linux gibt es [http://savannah.nongnu.org/projects/uisp/ uisp], für beide avrdude.

=== C ===
Wer in C programmieren möchte, kann den kostenlosen GNU-C-Compiler AVR-GCC ("WinAVR") ausprobieren. Dieser C-Compiler kann auch in das für Assembler-Programmierung notwendige AVR-Studio integriert werden. In der Artikelsammlung gibt es ein umfangreiches [[AVR-GCC-Tutorial|Tutorial]] zu diesem Compiler; Fragen dazu stellt man am besten hier im [http://www.mikrocontroller.net/forum/list-2-1.html GCC-Forum].

=== Pascal ===
Wer in Pascal programmieren möchte, kann [http://www.e-lab.de AVRPascal] ausprobieren. Dieser Pascalcompiler ist kostenfrei bis 4kb Code und bietet viele ausgereifte Bibliotheken. [http://www.e-lab.de E-LAB].

=== Basic ===
Auch Basic-Fans kommen nicht zu kurz, für die gibt es z.B. [[Bascom AVR]] ($69, Demo verfügbar).

== Literatur ==
Bevor man anfängt, sollte man sich die folgenden PDF-Dateien runterladen und zumindest mal reinschauen:

* [http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2486.pdf Datenblatt des ATmega8 (4,54 MB)]
* [http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc0856.pdf Befehlssatz der AVRs (422 kB)]

Das Datenblatt eines Controllers ist das wichtigste Dokument für einen Entwickler. Es enthält Informationen über die Pinbelegung, Versorgungsspannung, Beschaltung, Speicher, die Verwendung der IO-Komponenten, und vieles mehr.

Im Befehlssatz sind alle Assemblerbefehle der AVR-Controllerfamilie aufgelistet und erklärt.

{{Navigation_hochvor|
hochtext=Inhaltsverzeichnis|
hochlink=AVR-Tutorial|
vortext=I/O Grundlagen|
vorlink=AVR-Tutorial: IO-Grundlagen}}

[[Category:AVR]][[Category:AVR-Tutorial]]

AVR-Tutorial: Equipment

2007-11-26T12:47:40Z

RoToe: /* Keramikschwinger/Oszillator statt Quarz/Oszillator */

= AVR-Tutorial - Benötigte Ausrüstung =
==Hardware==

Ein Mikrocontroller alleine ist noch zu nichts nützlich.

Damit man etwas damit anfangen kann, braucht man eine Schaltung in die der Controller eingesetzt wird. Dazu werden bei Elektronikhändlern Platinen angeboten, die alles nötige (Taster, LEDs, Steckverbinder...) enthalten, wie z.B. das STK500.

http://www.mikrocontroller.net/images/stk500.jpg

Das STK500 kostet ca. 100 Euro.

Bei Pollin Elektronik gibt es für 15 Euro ein Evaluation Board zum selbstlöten (mit Platine und Bauteilen aber ohne Microcontroller). Siehe: [http://www.pollin.de http://www.pollin.de]

Eine weitere Möglichkeit ist die [http://shop.mikrocontroller.net/csc_article_details.php?nPos=0&saArticle%5BID%5D=29 ATmega8-Entwicklungsplatine von shop.mikrocontroller.net]. Diese enthält eine Fassung für den Controller, einen Spannungswandler, die Beschaltung für die serielle Schnittstelle und einen Anschluss für den Programmieradapter; die restliche Hardware wie LEDs und Taster kann man sich selber nach belieben auf das Lochrasterfeld löten.

Aber ein fertiges Board ist gar nicht nötig, man kann die benötigte Schaltung auch selbst auf einem kleinen Steckbrett oder einer Lochrasterplatine aufbauen. So kompliziert wie das STK500 wird es nicht, es reichen eine Hand voll Bauteile. Wie man das macht wird im folgenden beschrieben.

===Der Mikrocontroller===

Die folgende Schaltung baut man am besten auf einem '''Breadboard''' (Steckbrett) auf. Solche Breadboards gibt's z.B. bei [http://www.reichelt.de Reichelt], [http://www.conelek.com/Steckplatinen ConeleK], [http://www.elv.de/ ELV] oder [http://www.conrad.de/ Conrad].

[[Bild:Avr-schaltplan-1.gif]]

Über den Takteingang '''XTAL1''' ist der Mikrocontroller mit dem '''Quarzoszillator''' verbunden, der den benötigten Takt von 4 MHz liefert (siehe unten). Achtung: die Pins werden, wenn man den Oszillator mit der Schrift nach oben vor sich liegen hat, von unten links aus abgezählt. Unten links ist Pin 1, unten rechts Pin 7, oben rechts Pin 8 und oben links Pin 14 (natürlich hat der Oszillator nur 4 Pins, die Nummerierung kommt daher, dass bei einem normalen IC dieser Größe an den gleichen Positionen die Pins Nr. 1, 7, 8 und 14 wären).

'''PD0-PD7''' und '''PB0-PB5''' sind die '''IO-Ports''' des Mikrocontrollers. Hier können Bauteile wie LEDs, Taster oder LCDs angeschlossen werden.
Der '''Port C (PC0-PC5)''' spielt beim Atmega8/AT90S4433 eine Sonderrolle: mit diesem Port können Analog-Spannungen gemessen werden. Aber dazu später mehr!
An '''Pin 17-19''' ist die Stiftleiste zur Verbindung mit dem ISP-Programmer angeschlossen, über den der AVR vom PC programmiert wird.
Die Resetschaltung, bestehend aus '''R1''' und '''C1''' sorgt dafür, dass der Reseteingang des Controllers standardmäßig auf Vcc=5V liegt.
Zum Programmieren zieht der ISP-Adapter die Resetleitung auf Masse (GND), die Programmausführung wird dadurch unterbrochen und der interne Speicher des Controllers kann neu programmiert werden.
Zwischen Vcc und GND kommt noch ein 100nF Keramik- oder Folienkondensator, um Störungen in der Versorgungsspannung zu unterdrücken.

Hier die Liste der benötigten Bauteile:

* R1 Widerstand 10 kOhm
* C1 Keramikkondensator 47 nF
* C2 Keramik- oder Folienkondensator 100 nF
* Stiftleiste 6-polig
* Mikrocontroller ATmega8 oder AT90S4433 (kann auf [http://shop.mikrocontroller.net/ http://shop.mikrocontroller.net/] bestellt werden)
* Quarzoszillator 4 MHz

Fertig aufgebaut könnte das etwa so aussehen:

http://www.mikrocontroller.net/images/breadboard.jpg

Beim Breadboard ist darauf zu achten, dass man die parallel laufenden Schienen für GND (blau) und Vcc (rot) jeweils mit Drähten verbindet (nicht Vcc und GND miteinander!).

Eine Zusammenstellung der der benötigten Bauteile befindet sich in der [[AVR-Tutorial_Bestellliste|Bestellliste]].

<div style="border: 1px solid grey; padding: 1ex;">

===Ergänzende Hinweise zur Taktversorgung (kann übersprungen werden) ===

Ein Mikrocontroller benötigt, wie jeder Computer, eine Taktversorgung. Der Takt ist notwendig, um die internen Abläufe im Prozessor in einer geordneten Reihenfolge ausführen zu können. Die Frequenz des Taktes bestimmt im wesentlichen wie schnell ein Computer arbeitet.

Bei einem ATMega8 gibt es 2 Möglichkeiten zur Taktversorgung
* interner Takt
* externer Takt

====interner Takt====
Dies ist der Auslieferungszustand bei einem Mega8. Dabei wird der Takt von einem internen Schwingkreis geliefert.

'''Vorteil''': keine externe Beschaltung notwendig. Die Pins, an denen ansonsten ein Quarz oder ein Quarzoszillator angeschlossen wird, sind daher als normale Portpins für Ein/Ausgaben verwendbar.

'''Nachteil''': Der Schwingkreis ist nicht sehr genau. Bei Temperaturänderungen verändert er seine Frequenz. Nur 4 Frequenzen (1MHz, 2MHz, 4MHz und 8MHz) sind bei einem Mega8 realisierbar. Es gibt zwar die Möglichkeit, die interne Frequenz in Grenzen noch zu verändern, dies ist aber aufwändig und erfordert mindestens einen Frequenzzähler, wenn man eine bestimmte Frequenz erreichen will.

====externer Takt====
Hier gibt es diesmal drei Möglichkeiten
* Quarz
* Quarzoszillator
* Keramikschwinger/Resonator

'''Vorteil''': Die Taktfrequenz ist so stabil, wie es der Quarz, Oszillator oder Keramikschwinger vorgibt. Und das ist wesentlich genauer als der interne Oszillator. Kein Abgleich notwendig, wenn eine bestimmte Frequenz erreicht werden soll, solange es einen Quarz bzw. Oszillator oder Keramikschwinger in dieser Frequenz gibt.
Ein spezieller Vorteil des Keramikschwingers ist, dass dieser keine Kondensatoren nach Masse braucht, weil er die schon eingebaut hat.
Es muss lediglich ein dritter Pin mit Masse verbunden werden.

'''Nachteil''': Die Pins an denen der Quarz bzw. Oszillator oder Keramikschwinger angeschlossen wird, sind nicht mehr als I/O Pins nutzbar.

Spätestens dann, wenn eine RS232-Verbindung zu einem anderen Computer aufgebaut werden soll, ist eine exakte Taktversorgung einer der Schlüssel, um diese Verbindung auch stabil halten zu können. Aus diesem Grund wird in diesem Tutorial von vorne herein mit einem externen Takt gearbeitet. Es spielt dabei keine Rolle ob dafür ein Quarzoszillator, ein Quarz oder ein Keramikschwinger benutzt wird.

<font color="FF0000">Achtung: Ein ATMega8 wird mit aktiviertem internen Takt ausgeliefert. Um einen Quarzoszillator oder einen Quarz zu aktivieren, müssen die Fuse-Bits des Prozessors verändert werden. Details dazu finden sich [[AVR_Fuses|hier]]</font>

==== Quarz statt Quarzoszillator ====

Wird anstelle eines Quarzoszillators ein Quarz eingesetzt, so sieht die Anbindung des Quarzes so aus:

[[Bild:tutorial-quarz-schaltplan.png]]

Die beiden Kondensatoren '''C3''' und '''C4''' sind zum Betrieb des Quarzes notwendig. Ihre Größe ist abhängig von den Daten des Quarzes. 22pF sind ein Wert, der bei den meisten Quarzen funktionieren sollte.

==== Keramikschwinger/Oszillator statt Quarz/Oszillator ====

Wird anstelle eines Quarz/Oszillators ein Kermaikschwinger eingesetzt, so sieht die Anbindung des Quarzes so aus:

[[Bild:Resonator.png]]

Es werden keine Kondensatoren benötigt, daher ist der Anschluss einen Keramikschwinger kinderleicht.

</div>

=== Stromversorgung ===

Die Versorgungsspannung '''Vcc''' beträgt 5V und kann z.B. mit folgender Schaltung erzeugt werden:

[[Bild:V_Regler.gif]]

* IC1: 5V-Spannungsregler 7805
* C1: Elko 10µF (Polung beachten!)
* C2,C3: 2x Kondensator 100nF (kein Elektrolyt)
* D1: Diode 1N4001

An den Eingang (+ und - im Schaltplan) wird ein Steckernetzteil mit einer Spannung von 9 - 12V angeschlossen.

Eine Stromversorgung mit Batterien ist grundsätzlich auch möglich, wenn die elektrischen Grenzdaten des µC eingehalten werden (max. Spannung, min. Spannung). Bei der geregelten Stromversorgung oben sollte die Batteriespannung ca. 1.5-2.5V (= Dropout-Spannung des Linearreglers) grösser sein als die Versorgungsspannung des µC. Die [[Versorgung aus einer Zelle]] ist ein Thema für Fortgeschrittene.
</div>

=== Der ISP-Programmierer ===

Dann braucht man nur noch den '''ISP-Programmieradapter''', über den man die Programme vom PC in den Controller übertragen kann. Eine Übersicht über mögliche ISP-Programmer Varianten findet sich [http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR_In_System_Programmer hier].

Fertige ISP-Programmer zum Anschluss an den Parallelport oder USB gibt es z.B. auf http://shop.mikrocontroller.net/.

Eine Bauanleitung gibt es u.a. auf [http://rumil.de/hardware/avrisp.html http://rumil.de/hardware/avrisp.html].

Den ISP-Adapter schließt man an den Parallelport an und verbindet ihn mit der Stiftleiste SV1 über ein 6-adriges Kabel (siehe Schaltplan).

So sieht die Anordnung also aus:

http://www.mikrocontroller.net/images/mikrocontroller.gif

=== Sonstiges ===

Für die anderen Teile des Tutorials sollte man sich noch die folgenden Bauteile besorgen:

---------------------------
Teil 2 (I/O-Grundlagen)
* 5 LEDs 5mm
* 5 Taster
* 5 Widerstände 1k
* 5 Widerstände 10k

---------------------------
Teil 4 (LCD-Display)
* 1 Potentiometer 10k
* 1 HD44780-kompatibles LCD, z.B. 4x20 oder 2x16 Zeichen

---------------------------
Teil 6 (Der UART)
* 1 Pegelwandler MAX232 oder MAX202
* 5 Elektrolytkondensatoren 22µF
* 1 9-polige SUBD-Buchse (female)
* 1 dazu passendes Modem(nicht Nullmodem!)-Kabel

Für andere, öfter benötigte, Bauteile, die man als angehender µC Bastler auch des öfteren mal benötigt, empfiehlt sich ein Blick in die Liste der [[Standardbauelemente]] bzw. in die [[Absolute_beginner|Grundausstattung]]

== Software ==

In diesem Tutorial wird nur auf die Programmierung in Assembler eingegangen, da Assembler für das Verständnis der Hardware am besten geeignet ist.

=== Assembler ===

Zuerst braucht man einen '''Assembler''', der in Assemblersprache geschriebene Programme in Maschinencode übersetzt. Windows-User können das [http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=2725 AVR-Studio] von Atmel verwenden, das neben dem Assembler auch einen Simulator enthält, mit dem sich die Programme vor der Übertragung in den Controller testen lassen; für Linux gibt es [http://www.tavrasm.org/ tavrasm], [http://avra.sourceforge.net/ avra] und [http://avr-asm-tutorial.net/gavrasm/index_de.html gavrasm].

Um die vom Assembler erzeugte ".hex"-Datei über den ISP-Adapter in den Mikrocontroller zu programmieren, kann man unter Windows z.B. das Programm [http://www.myplace.nu/avr/yaap/ yaap] verwenden, für Linux gibt es [http://savannah.nongnu.org/projects/uisp/ uisp], für beide avrdude.

=== C ===
Wer in C programmieren möchte, kann den kostenlosen GNU-C-Compiler AVR-GCC ("WinAVR") ausprobieren. Dieser C-Compiler kann auch in das für Assembler-Programmierung notwendige AVR-Studio integriert werden. In der Artikelsammlung gibt es ein umfangreiches [[AVR-GCC-Tutorial|Tutorial]] zu diesem Compiler; Fragen dazu stellt man am besten hier im [http://www.mikrocontroller.net/forum/list-2-1.html GCC-Forum].

=== Pascal ===
Wer in Pascal programmieren möchte, kann [http://www.e-lab.de AVRPascal] ausprobieren. Dieser Pascalcompiler ist kostenfrei bis 4kb Code und bietet viele ausgereifte Bibliotheken. [http://www.e-lab.de E-LAB].

=== Basic ===
Auch Basic-Fans kommen nicht zu kurz, für die gibt es z.B. [[Bascom AVR]] ($69, Demo verfügbar).

== Literatur ==
Bevor man anfängt, sollte man sich die folgenden PDF-Dateien runterladen und zumindest mal reinschauen:

* [http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2486.pdf Datenblatt des ATmega8 (4,54 MB)]
* [http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc0856.pdf Befehlssatz der AVRs (422 kB)]

Das Datenblatt eines Controllers ist das wichtigste Dokument für einen Entwickler. Es enthält Informationen über die Pinbelegung, Versorgungsspannung, Beschaltung, Speicher, die Verwendung der IO-Komponenten, und vieles mehr.

Im Befehlssatz sind alle Assemblerbefehle der AVR-Controllerfamilie aufgelistet und erklärt.

{{Navigation_hochvor|
hochtext=Inhaltsverzeichnis|
hochlink=AVR-Tutorial|
vortext=I/O Grundlagen|
vorlink=AVR-Tutorial: IO-Grundlagen}}

[[Category:AVR]][[Category:AVR-Tutorial]]

AVR-Tutorial: Equipment

2007-11-26T12:47:20Z

RoToe: /* Stromversorgung */

= AVR-Tutorial - Benötigte Ausrüstung =
==Hardware==

Ein Mikrocontroller alleine ist noch zu nichts nützlich.

Damit man etwas damit anfangen kann, braucht man eine Schaltung in die der Controller eingesetzt wird. Dazu werden bei Elektronikhändlern Platinen angeboten, die alles nötige (Taster, LEDs, Steckverbinder...) enthalten, wie z.B. das STK500.

http://www.mikrocontroller.net/images/stk500.jpg

Das STK500 kostet ca. 100 Euro.

Bei Pollin Elektronik gibt es für 15 Euro ein Evaluation Board zum selbstlöten (mit Platine und Bauteilen aber ohne Microcontroller). Siehe: [http://www.pollin.de http://www.pollin.de]

Eine weitere Möglichkeit ist die [http://shop.mikrocontroller.net/csc_article_details.php?nPos=0&saArticle%5BID%5D=29 ATmega8-Entwicklungsplatine von shop.mikrocontroller.net]. Diese enthält eine Fassung für den Controller, einen Spannungswandler, die Beschaltung für die serielle Schnittstelle und einen Anschluss für den Programmieradapter; die restliche Hardware wie LEDs und Taster kann man sich selber nach belieben auf das Lochrasterfeld löten.

Aber ein fertiges Board ist gar nicht nötig, man kann die benötigte Schaltung auch selbst auf einem kleinen Steckbrett oder einer Lochrasterplatine aufbauen. So kompliziert wie das STK500 wird es nicht, es reichen eine Hand voll Bauteile. Wie man das macht wird im folgenden beschrieben.

===Der Mikrocontroller===

Die folgende Schaltung baut man am besten auf einem '''Breadboard''' (Steckbrett) auf. Solche Breadboards gibt's z.B. bei [http://www.reichelt.de Reichelt], [http://www.conelek.com/Steckplatinen ConeleK], [http://www.elv.de/ ELV] oder [http://www.conrad.de/ Conrad].

[[Bild:Avr-schaltplan-1.gif]]

Über den Takteingang '''XTAL1''' ist der Mikrocontroller mit dem '''Quarzoszillator''' verbunden, der den benötigten Takt von 4 MHz liefert (siehe unten). Achtung: die Pins werden, wenn man den Oszillator mit der Schrift nach oben vor sich liegen hat, von unten links aus abgezählt. Unten links ist Pin 1, unten rechts Pin 7, oben rechts Pin 8 und oben links Pin 14 (natürlich hat der Oszillator nur 4 Pins, die Nummerierung kommt daher, dass bei einem normalen IC dieser Größe an den gleichen Positionen die Pins Nr. 1, 7, 8 und 14 wären).

'''PD0-PD7''' und '''PB0-PB5''' sind die '''IO-Ports''' des Mikrocontrollers. Hier können Bauteile wie LEDs, Taster oder LCDs angeschlossen werden.
Der '''Port C (PC0-PC5)''' spielt beim Atmega8/AT90S4433 eine Sonderrolle: mit diesem Port können Analog-Spannungen gemessen werden. Aber dazu später mehr!
An '''Pin 17-19''' ist die Stiftleiste zur Verbindung mit dem ISP-Programmer angeschlossen, über den der AVR vom PC programmiert wird.
Die Resetschaltung, bestehend aus '''R1''' und '''C1''' sorgt dafür, dass der Reseteingang des Controllers standardmäßig auf Vcc=5V liegt.
Zum Programmieren zieht der ISP-Adapter die Resetleitung auf Masse (GND), die Programmausführung wird dadurch unterbrochen und der interne Speicher des Controllers kann neu programmiert werden.
Zwischen Vcc und GND kommt noch ein 100nF Keramik- oder Folienkondensator, um Störungen in der Versorgungsspannung zu unterdrücken.

Hier die Liste der benötigten Bauteile:

* R1 Widerstand 10 kOhm
* C1 Keramikkondensator 47 nF
* C2 Keramik- oder Folienkondensator 100 nF
* Stiftleiste 6-polig
* Mikrocontroller ATmega8 oder AT90S4433 (kann auf [http://shop.mikrocontroller.net/ http://shop.mikrocontroller.net/] bestellt werden)
* Quarzoszillator 4 MHz

Fertig aufgebaut könnte das etwa so aussehen:

http://www.mikrocontroller.net/images/breadboard.jpg

Beim Breadboard ist darauf zu achten, dass man die parallel laufenden Schienen für GND (blau) und Vcc (rot) jeweils mit Drähten verbindet (nicht Vcc und GND miteinander!).

Eine Zusammenstellung der der benötigten Bauteile befindet sich in der [[AVR-Tutorial_Bestellliste|Bestellliste]].

<div style="border: 1px solid grey; padding: 1ex;">

===Ergänzende Hinweise zur Taktversorgung (kann übersprungen werden) ===

Ein Mikrocontroller benötigt, wie jeder Computer, eine Taktversorgung. Der Takt ist notwendig, um die internen Abläufe im Prozessor in einer geordneten Reihenfolge ausführen zu können. Die Frequenz des Taktes bestimmt im wesentlichen wie schnell ein Computer arbeitet.

Bei einem ATMega8 gibt es 2 Möglichkeiten zur Taktversorgung
* interner Takt
* externer Takt

====interner Takt====
Dies ist der Auslieferungszustand bei einem Mega8. Dabei wird der Takt von einem internen Schwingkreis geliefert.

'''Vorteil''': keine externe Beschaltung notwendig. Die Pins, an denen ansonsten ein Quarz oder ein Quarzoszillator angeschlossen wird, sind daher als normale Portpins für Ein/Ausgaben verwendbar.

'''Nachteil''': Der Schwingkreis ist nicht sehr genau. Bei Temperaturänderungen verändert er seine Frequenz. Nur 4 Frequenzen (1MHz, 2MHz, 4MHz und 8MHz) sind bei einem Mega8 realisierbar. Es gibt zwar die Möglichkeit, die interne Frequenz in Grenzen noch zu verändern, dies ist aber aufwändig und erfordert mindestens einen Frequenzzähler, wenn man eine bestimmte Frequenz erreichen will.

====externer Takt====
Hier gibt es diesmal drei Möglichkeiten
* Quarz
* Quarzoszillator
* Keramikschwinger/Resonator

'''Vorteil''': Die Taktfrequenz ist so stabil, wie es der Quarz, Oszillator oder Keramikschwinger vorgibt. Und das ist wesentlich genauer als der interne Oszillator. Kein Abgleich notwendig, wenn eine bestimmte Frequenz erreicht werden soll, solange es einen Quarz bzw. Oszillator oder Keramikschwinger in dieser Frequenz gibt.
Ein spezieller Vorteil des Keramikschwingers ist, dass dieser keine Kondensatoren nach Masse braucht, weil er die schon eingebaut hat.
Es muss lediglich ein dritter Pin mit Masse verbunden werden.

'''Nachteil''': Die Pins an denen der Quarz bzw. Oszillator oder Keramikschwinger angeschlossen wird, sind nicht mehr als I/O Pins nutzbar.

Spätestens dann, wenn eine RS232-Verbindung zu einem anderen Computer aufgebaut werden soll, ist eine exakte Taktversorgung einer der Schlüssel, um diese Verbindung auch stabil halten zu können. Aus diesem Grund wird in diesem Tutorial von vorne herein mit einem externen Takt gearbeitet. Es spielt dabei keine Rolle ob dafür ein Quarzoszillator, ein Quarz oder ein Keramikschwinger benutzt wird.

<font color="FF0000">Achtung: Ein ATMega8 wird mit aktiviertem internen Takt ausgeliefert. Um einen Quarzoszillator oder einen Quarz zu aktivieren, müssen die Fuse-Bits des Prozessors verändert werden. Details dazu finden sich [[AVR_Fuses|hier]]</font>

==== Quarz statt Quarzoszillator ====

Wird anstelle eines Quarzoszillators ein Quarz eingesetzt, so sieht die Anbindung des Quarzes so aus:

[[Bild:tutorial-quarz-schaltplan.png]]

Die beiden Kondensatoren '''C3''' und '''C4''' sind zum Betrieb des Quarzes notwendig. Ihre Größe ist abhängig von den Daten des Quarzes. 22pF sind ein Wert, der bei den meisten Quarzen funktionieren sollte.

==== Keramikschwinger/Oszillator statt Quarz/Oszillator ====

Wird anstelle eines Quarz/Oszillators ein Kermaikschwinger eingesetzt, so sieht die Anbindung des Quarzes so aus:

[[Bild:Resonator.png]]

Es werden keine Kondensatoren benötigt, daher ist der Anschluss einen Keramikschwinger kinderleicht.

=== Stromversorgung ===

Die Versorgungsspannung '''Vcc''' beträgt 5V und kann z.B. mit folgender Schaltung erzeugt werden:

[[Bild:V_Regler.gif]]

* IC1: 5V-Spannungsregler 7805
* C1: Elko 10µF (Polung beachten!)
* C2,C3: 2x Kondensator 100nF (kein Elektrolyt)
* D1: Diode 1N4001

An den Eingang (+ und - im Schaltplan) wird ein Steckernetzteil mit einer Spannung von 9 - 12V angeschlossen.

Eine Stromversorgung mit Batterien ist grundsätzlich auch möglich, wenn die elektrischen Grenzdaten des µC eingehalten werden (max. Spannung, min. Spannung). Bei der geregelten Stromversorgung oben sollte die Batteriespannung ca. 1.5-2.5V (= Dropout-Spannung des Linearreglers) grösser sein als die Versorgungsspannung des µC. Die [[Versorgung aus einer Zelle]] ist ein Thema für Fortgeschrittene.
</div>

=== Der ISP-Programmierer ===

Dann braucht man nur noch den '''ISP-Programmieradapter''', über den man die Programme vom PC in den Controller übertragen kann. Eine Übersicht über mögliche ISP-Programmer Varianten findet sich [http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR_In_System_Programmer hier].

Fertige ISP-Programmer zum Anschluss an den Parallelport oder USB gibt es z.B. auf http://shop.mikrocontroller.net/.

Eine Bauanleitung gibt es u.a. auf [http://rumil.de/hardware/avrisp.html http://rumil.de/hardware/avrisp.html].

Den ISP-Adapter schließt man an den Parallelport an und verbindet ihn mit der Stiftleiste SV1 über ein 6-adriges Kabel (siehe Schaltplan).

So sieht die Anordnung also aus:

http://www.mikrocontroller.net/images/mikrocontroller.gif

=== Sonstiges ===

Für die anderen Teile des Tutorials sollte man sich noch die folgenden Bauteile besorgen:

---------------------------
Teil 2 (I/O-Grundlagen)
* 5 LEDs 5mm
* 5 Taster
* 5 Widerstände 1k
* 5 Widerstände 10k

---------------------------
Teil 4 (LCD-Display)
* 1 Potentiometer 10k
* 1 HD44780-kompatibles LCD, z.B. 4x20 oder 2x16 Zeichen

---------------------------
Teil 6 (Der UART)
* 1 Pegelwandler MAX232 oder MAX202
* 5 Elektrolytkondensatoren 22µF
* 1 9-polige SUBD-Buchse (female)
* 1 dazu passendes Modem(nicht Nullmodem!)-Kabel

Für andere, öfter benötigte, Bauteile, die man als angehender µC Bastler auch des öfteren mal benötigt, empfiehlt sich ein Blick in die Liste der [[Standardbauelemente]] bzw. in die [[Absolute_beginner|Grundausstattung]]

== Software ==

In diesem Tutorial wird nur auf die Programmierung in Assembler eingegangen, da Assembler für das Verständnis der Hardware am besten geeignet ist.

=== Assembler ===

Zuerst braucht man einen '''Assembler''', der in Assemblersprache geschriebene Programme in Maschinencode übersetzt. Windows-User können das [http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=2725 AVR-Studio] von Atmel verwenden, das neben dem Assembler auch einen Simulator enthält, mit dem sich die Programme vor der Übertragung in den Controller testen lassen; für Linux gibt es [http://www.tavrasm.org/ tavrasm], [http://avra.sourceforge.net/ avra] und [http://avr-asm-tutorial.net/gavrasm/index_de.html gavrasm].

Um die vom Assembler erzeugte ".hex"-Datei über den ISP-Adapter in den Mikrocontroller zu programmieren, kann man unter Windows z.B. das Programm [http://www.myplace.nu/avr/yaap/ yaap] verwenden, für Linux gibt es [http://savannah.nongnu.org/projects/uisp/ uisp], für beide avrdude.

=== C ===
Wer in C programmieren möchte, kann den kostenlosen GNU-C-Compiler AVR-GCC ("WinAVR") ausprobieren. Dieser C-Compiler kann auch in das für Assembler-Programmierung notwendige AVR-Studio integriert werden. In der Artikelsammlung gibt es ein umfangreiches [[AVR-GCC-Tutorial|Tutorial]] zu diesem Compiler; Fragen dazu stellt man am besten hier im [http://www.mikrocontroller.net/forum/list-2-1.html GCC-Forum].

=== Pascal ===
Wer in Pascal programmieren möchte, kann [http://www.e-lab.de AVRPascal] ausprobieren. Dieser Pascalcompiler ist kostenfrei bis 4kb Code und bietet viele ausgereifte Bibliotheken. [http://www.e-lab.de E-LAB].

=== Basic ===
Auch Basic-Fans kommen nicht zu kurz, für die gibt es z.B. [[Bascom AVR]] ($69, Demo verfügbar).

== Literatur ==
Bevor man anfängt, sollte man sich die folgenden PDF-Dateien runterladen und zumindest mal reinschauen:

* [http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2486.pdf Datenblatt des ATmega8 (4,54 MB)]
* [http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc0856.pdf Befehlssatz der AVRs (422 kB)]

Das Datenblatt eines Controllers ist das wichtigste Dokument für einen Entwickler. Es enthält Informationen über die Pinbelegung, Versorgungsspannung, Beschaltung, Speicher, die Verwendung der IO-Komponenten, und vieles mehr.

Im Befehlssatz sind alle Assemblerbefehle der AVR-Controllerfamilie aufgelistet und erklärt.

{{Navigation_hochvor|
hochtext=Inhaltsverzeichnis|
hochlink=AVR-Tutorial|
vortext=I/O Grundlagen|
vorlink=AVR-Tutorial: IO-Grundlagen}}

[[Category:AVR]][[Category:AVR-Tutorial]]

AVR-Tutorial: Equipment

2007-11-26T12:47:14Z

RoToe: /* Quarz statt Quarzoszillator */

= AVR-Tutorial - Benötigte Ausrüstung =
==Hardware==

Ein Mikrocontroller alleine ist noch zu nichts nützlich.

Damit man etwas damit anfangen kann, braucht man eine Schaltung in die der Controller eingesetzt wird. Dazu werden bei Elektronikhändlern Platinen angeboten, die alles nötige (Taster, LEDs, Steckverbinder...) enthalten, wie z.B. das STK500.

http://www.mikrocontroller.net/images/stk500.jpg

Das STK500 kostet ca. 100 Euro.

Bei Pollin Elektronik gibt es für 15 Euro ein Evaluation Board zum selbstlöten (mit Platine und Bauteilen aber ohne Microcontroller). Siehe: [http://www.pollin.de http://www.pollin.de]

Eine weitere Möglichkeit ist die [http://shop.mikrocontroller.net/csc_article_details.php?nPos=0&saArticle%5BID%5D=29 ATmega8-Entwicklungsplatine von shop.mikrocontroller.net]. Diese enthält eine Fassung für den Controller, einen Spannungswandler, die Beschaltung für die serielle Schnittstelle und einen Anschluss für den Programmieradapter; die restliche Hardware wie LEDs und Taster kann man sich selber nach belieben auf das Lochrasterfeld löten.

Aber ein fertiges Board ist gar nicht nötig, man kann die benötigte Schaltung auch selbst auf einem kleinen Steckbrett oder einer Lochrasterplatine aufbauen. So kompliziert wie das STK500 wird es nicht, es reichen eine Hand voll Bauteile. Wie man das macht wird im folgenden beschrieben.

===Der Mikrocontroller===

Die folgende Schaltung baut man am besten auf einem '''Breadboard''' (Steckbrett) auf. Solche Breadboards gibt's z.B. bei [http://www.reichelt.de Reichelt], [http://www.conelek.com/Steckplatinen ConeleK], [http://www.elv.de/ ELV] oder [http://www.conrad.de/ Conrad].

[[Bild:Avr-schaltplan-1.gif]]

Über den Takteingang '''XTAL1''' ist der Mikrocontroller mit dem '''Quarzoszillator''' verbunden, der den benötigten Takt von 4 MHz liefert (siehe unten). Achtung: die Pins werden, wenn man den Oszillator mit der Schrift nach oben vor sich liegen hat, von unten links aus abgezählt. Unten links ist Pin 1, unten rechts Pin 7, oben rechts Pin 8 und oben links Pin 14 (natürlich hat der Oszillator nur 4 Pins, die Nummerierung kommt daher, dass bei einem normalen IC dieser Größe an den gleichen Positionen die Pins Nr. 1, 7, 8 und 14 wären).

'''PD0-PD7''' und '''PB0-PB5''' sind die '''IO-Ports''' des Mikrocontrollers. Hier können Bauteile wie LEDs, Taster oder LCDs angeschlossen werden.
Der '''Port C (PC0-PC5)''' spielt beim Atmega8/AT90S4433 eine Sonderrolle: mit diesem Port können Analog-Spannungen gemessen werden. Aber dazu später mehr!
An '''Pin 17-19''' ist die Stiftleiste zur Verbindung mit dem ISP-Programmer angeschlossen, über den der AVR vom PC programmiert wird.
Die Resetschaltung, bestehend aus '''R1''' und '''C1''' sorgt dafür, dass der Reseteingang des Controllers standardmäßig auf Vcc=5V liegt.
Zum Programmieren zieht der ISP-Adapter die Resetleitung auf Masse (GND), die Programmausführung wird dadurch unterbrochen und der interne Speicher des Controllers kann neu programmiert werden.
Zwischen Vcc und GND kommt noch ein 100nF Keramik- oder Folienkondensator, um Störungen in der Versorgungsspannung zu unterdrücken.

Hier die Liste der benötigten Bauteile:

* R1 Widerstand 10 kOhm
* C1 Keramikkondensator 47 nF
* C2 Keramik- oder Folienkondensator 100 nF
* Stiftleiste 6-polig
* Mikrocontroller ATmega8 oder AT90S4433 (kann auf [http://shop.mikrocontroller.net/ http://shop.mikrocontroller.net/] bestellt werden)
* Quarzoszillator 4 MHz

Fertig aufgebaut könnte das etwa so aussehen:

http://www.mikrocontroller.net/images/breadboard.jpg

Beim Breadboard ist darauf zu achten, dass man die parallel laufenden Schienen für GND (blau) und Vcc (rot) jeweils mit Drähten verbindet (nicht Vcc und GND miteinander!).

Eine Zusammenstellung der der benötigten Bauteile befindet sich in der [[AVR-Tutorial_Bestellliste|Bestellliste]].

<div style="border: 1px solid grey; padding: 1ex;">

===Ergänzende Hinweise zur Taktversorgung (kann übersprungen werden) ===

Ein Mikrocontroller benötigt, wie jeder Computer, eine Taktversorgung. Der Takt ist notwendig, um die internen Abläufe im Prozessor in einer geordneten Reihenfolge ausführen zu können. Die Frequenz des Taktes bestimmt im wesentlichen wie schnell ein Computer arbeitet.

Bei einem ATMega8 gibt es 2 Möglichkeiten zur Taktversorgung
* interner Takt
* externer Takt

====interner Takt====
Dies ist der Auslieferungszustand bei einem Mega8. Dabei wird der Takt von einem internen Schwingkreis geliefert.

'''Vorteil''': keine externe Beschaltung notwendig. Die Pins, an denen ansonsten ein Quarz oder ein Quarzoszillator angeschlossen wird, sind daher als normale Portpins für Ein/Ausgaben verwendbar.

'''Nachteil''': Der Schwingkreis ist nicht sehr genau. Bei Temperaturänderungen verändert er seine Frequenz. Nur 4 Frequenzen (1MHz, 2MHz, 4MHz und 8MHz) sind bei einem Mega8 realisierbar. Es gibt zwar die Möglichkeit, die interne Frequenz in Grenzen noch zu verändern, dies ist aber aufwändig und erfordert mindestens einen Frequenzzähler, wenn man eine bestimmte Frequenz erreichen will.

====externer Takt====
Hier gibt es diesmal drei Möglichkeiten
* Quarz
* Quarzoszillator
* Keramikschwinger/Resonator

'''Vorteil''': Die Taktfrequenz ist so stabil, wie es der Quarz, Oszillator oder Keramikschwinger vorgibt. Und das ist wesentlich genauer als der interne Oszillator. Kein Abgleich notwendig, wenn eine bestimmte Frequenz erreicht werden soll, solange es einen Quarz bzw. Oszillator oder Keramikschwinger in dieser Frequenz gibt.
Ein spezieller Vorteil des Keramikschwingers ist, dass dieser keine Kondensatoren nach Masse braucht, weil er die schon eingebaut hat.
Es muss lediglich ein dritter Pin mit Masse verbunden werden.

'''Nachteil''': Die Pins an denen der Quarz bzw. Oszillator oder Keramikschwinger angeschlossen wird, sind nicht mehr als I/O Pins nutzbar.

Spätestens dann, wenn eine RS232-Verbindung zu einem anderen Computer aufgebaut werden soll, ist eine exakte Taktversorgung einer der Schlüssel, um diese Verbindung auch stabil halten zu können. Aus diesem Grund wird in diesem Tutorial von vorne herein mit einem externen Takt gearbeitet. Es spielt dabei keine Rolle ob dafür ein Quarzoszillator, ein Quarz oder ein Keramikschwinger benutzt wird.

<font color="FF0000">Achtung: Ein ATMega8 wird mit aktiviertem internen Takt ausgeliefert. Um einen Quarzoszillator oder einen Quarz zu aktivieren, müssen die Fuse-Bits des Prozessors verändert werden. Details dazu finden sich [[AVR_Fuses|hier]]</font>

==== Quarz statt Quarzoszillator ====

Wird anstelle eines Quarzoszillators ein Quarz eingesetzt, so sieht die Anbindung des Quarzes so aus:

[[Bild:tutorial-quarz-schaltplan.png]]

Die beiden Kondensatoren '''C3''' und '''C4''' sind zum Betrieb des Quarzes notwendig. Ihre Größe ist abhängig von den Daten des Quarzes. 22pF sind ein Wert, der bei den meisten Quarzen funktionieren sollte.

==== Keramikschwinger/Oszillator statt Quarz/Oszillator ====

Wird anstelle eines Quarz/Oszillators ein Kermaikschwinger eingesetzt, so sieht die Anbindung des Quarzes so aus:

[[Bild:Resonator.png]]

Es werden keine Kondensatoren benötigt, daher ist der Anschluss einen Keramikschwinger kinderleicht.

=== Stromversorgung ===

Die Versorgungsspannung '''Vcc''' beträgt 5V und kann z.B. mit folgender Schaltung erzeugt werden:

[[Bild:V_Regler.gif]]

* IC1: 5V-Spannungsregler 7805
* C1: Elko 10µF (Polung beachten!)
* C2,C3: 2x Kondensator 100nF (kein Elektrolyt)
* D1: Diode 1N4001

An den Eingang (+ und - im Schaltplan) wird ein Steckernetzteil mit einer Spannung von 9 - 12V angeschlossen.

Eine Stromversorgung mit Batterien ist grundsätzlich auch möglich, wenn die elektrischen Grenzdaten des µC eingehalten werden (max. Spannung, min. Spannung). Bei der geregelten Stromversorgung oben sollte die Batteriespannung ca. 1.5-2.5V (= Dropout-Spannung des Linearreglers) grösser sein als die Versorgungsspannung des µC. Die [[Versorgung aus einer Zelle]] ist ein Thema für Fortgeschrittene.

=== Der ISP-Programmierer ===

Dann braucht man nur noch den '''ISP-Programmieradapter''', über den man die Programme vom PC in den Controller übertragen kann. Eine Übersicht über mögliche ISP-Programmer Varianten findet sich [http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR_In_System_Programmer hier].

Fertige ISP-Programmer zum Anschluss an den Parallelport oder USB gibt es z.B. auf http://shop.mikrocontroller.net/.

Eine Bauanleitung gibt es u.a. auf [http://rumil.de/hardware/avrisp.html http://rumil.de/hardware/avrisp.html].

Den ISP-Adapter schließt man an den Parallelport an und verbindet ihn mit der Stiftleiste SV1 über ein 6-adriges Kabel (siehe Schaltplan).

So sieht die Anordnung also aus:

http://www.mikrocontroller.net/images/mikrocontroller.gif

=== Sonstiges ===

Für die anderen Teile des Tutorials sollte man sich noch die folgenden Bauteile besorgen:

---------------------------
Teil 2 (I/O-Grundlagen)
* 5 LEDs 5mm
* 5 Taster
* 5 Widerstände 1k
* 5 Widerstände 10k

---------------------------
Teil 4 (LCD-Display)
* 1 Potentiometer 10k
* 1 HD44780-kompatibles LCD, z.B. 4x20 oder 2x16 Zeichen

---------------------------
Teil 6 (Der UART)
* 1 Pegelwandler MAX232 oder MAX202
* 5 Elektrolytkondensatoren 22µF
* 1 9-polige SUBD-Buchse (female)
* 1 dazu passendes Modem(nicht Nullmodem!)-Kabel

Für andere, öfter benötigte, Bauteile, die man als angehender µC Bastler auch des öfteren mal benötigt, empfiehlt sich ein Blick in die Liste der [[Standardbauelemente]] bzw. in die [[Absolute_beginner|Grundausstattung]]

== Software ==

In diesem Tutorial wird nur auf die Programmierung in Assembler eingegangen, da Assembler für das Verständnis der Hardware am besten geeignet ist.

=== Assembler ===

Zuerst braucht man einen '''Assembler''', der in Assemblersprache geschriebene Programme in Maschinencode übersetzt. Windows-User können das [http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=2725 AVR-Studio] von Atmel verwenden, das neben dem Assembler auch einen Simulator enthält, mit dem sich die Programme vor der Übertragung in den Controller testen lassen; für Linux gibt es [http://www.tavrasm.org/ tavrasm], [http://avra.sourceforge.net/ avra] und [http://avr-asm-tutorial.net/gavrasm/index_de.html gavrasm].

Um die vom Assembler erzeugte ".hex"-Datei über den ISP-Adapter in den Mikrocontroller zu programmieren, kann man unter Windows z.B. das Programm [http://www.myplace.nu/avr/yaap/ yaap] verwenden, für Linux gibt es [http://savannah.nongnu.org/projects/uisp/ uisp], für beide avrdude.

=== C ===
Wer in C programmieren möchte, kann den kostenlosen GNU-C-Compiler AVR-GCC ("WinAVR") ausprobieren. Dieser C-Compiler kann auch in das für Assembler-Programmierung notwendige AVR-Studio integriert werden. In der Artikelsammlung gibt es ein umfangreiches [[AVR-GCC-Tutorial|Tutorial]] zu diesem Compiler; Fragen dazu stellt man am besten hier im [http://www.mikrocontroller.net/forum/list-2-1.html GCC-Forum].

=== Pascal ===
Wer in Pascal programmieren möchte, kann [http://www.e-lab.de AVRPascal] ausprobieren. Dieser Pascalcompiler ist kostenfrei bis 4kb Code und bietet viele ausgereifte Bibliotheken. [http://www.e-lab.de E-LAB].

=== Basic ===
Auch Basic-Fans kommen nicht zu kurz, für die gibt es z.B. [[Bascom AVR]] ($69, Demo verfügbar).

== Literatur ==
Bevor man anfängt, sollte man sich die folgenden PDF-Dateien runterladen und zumindest mal reinschauen:

* [http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2486.pdf Datenblatt des ATmega8 (4,54 MB)]
* [http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc0856.pdf Befehlssatz der AVRs (422 kB)]

Das Datenblatt eines Controllers ist das wichtigste Dokument für einen Entwickler. Es enthält Informationen über die Pinbelegung, Versorgungsspannung, Beschaltung, Speicher, die Verwendung der IO-Komponenten, und vieles mehr.

Im Befehlssatz sind alle Assemblerbefehle der AVR-Controllerfamilie aufgelistet und erklärt.

{{Navigation_hochvor|
hochtext=Inhaltsverzeichnis|
hochlink=AVR-Tutorial|
vortext=I/O Grundlagen|
vorlink=AVR-Tutorial: IO-Grundlagen}}

[[Category:AVR]][[Category:AVR-Tutorial]]

AVR-Tutorial: Equipment

2007-11-26T12:46:57Z

RoToe:

= AVR-Tutorial - Benötigte Ausrüstung =
==Hardware==

Ein Mikrocontroller alleine ist noch zu nichts nützlich.

Damit man etwas damit anfangen kann, braucht man eine Schaltung in die der Controller eingesetzt wird. Dazu werden bei Elektronikhändlern Platinen angeboten, die alles nötige (Taster, LEDs, Steckverbinder...) enthalten, wie z.B. das STK500.

http://www.mikrocontroller.net/images/stk500.jpg

Das STK500 kostet ca. 100 Euro.

Bei Pollin Elektronik gibt es für 15 Euro ein Evaluation Board zum selbstlöten (mit Platine und Bauteilen aber ohne Microcontroller). Siehe: [http://www.pollin.de http://www.pollin.de]

Eine weitere Möglichkeit ist die [http://shop.mikrocontroller.net/csc_article_details.php?nPos=0&saArticle%5BID%5D=29 ATmega8-Entwicklungsplatine von shop.mikrocontroller.net]. Diese enthält eine Fassung für den Controller, einen Spannungswandler, die Beschaltung für die serielle Schnittstelle und einen Anschluss für den Programmieradapter; die restliche Hardware wie LEDs und Taster kann man sich selber nach belieben auf das Lochrasterfeld löten.

Aber ein fertiges Board ist gar nicht nötig, man kann die benötigte Schaltung auch selbst auf einem kleinen Steckbrett oder einer Lochrasterplatine aufbauen. So kompliziert wie das STK500 wird es nicht, es reichen eine Hand voll Bauteile. Wie man das macht wird im folgenden beschrieben.

===Der Mikrocontroller===

Die folgende Schaltung baut man am besten auf einem '''Breadboard''' (Steckbrett) auf. Solche Breadboards gibt's z.B. bei [http://www.reichelt.de Reichelt], [http://www.conelek.com/Steckplatinen ConeleK], [http://www.elv.de/ ELV] oder [http://www.conrad.de/ Conrad].

[[Bild:Avr-schaltplan-1.gif]]

Über den Takteingang '''XTAL1''' ist der Mikrocontroller mit dem '''Quarzoszillator''' verbunden, der den benötigten Takt von 4 MHz liefert (siehe unten). Achtung: die Pins werden, wenn man den Oszillator mit der Schrift nach oben vor sich liegen hat, von unten links aus abgezählt. Unten links ist Pin 1, unten rechts Pin 7, oben rechts Pin 8 und oben links Pin 14 (natürlich hat der Oszillator nur 4 Pins, die Nummerierung kommt daher, dass bei einem normalen IC dieser Größe an den gleichen Positionen die Pins Nr. 1, 7, 8 und 14 wären).

'''PD0-PD7''' und '''PB0-PB5''' sind die '''IO-Ports''' des Mikrocontrollers. Hier können Bauteile wie LEDs, Taster oder LCDs angeschlossen werden.
Der '''Port C (PC0-PC5)''' spielt beim Atmega8/AT90S4433 eine Sonderrolle: mit diesem Port können Analog-Spannungen gemessen werden. Aber dazu später mehr!
An '''Pin 17-19''' ist die Stiftleiste zur Verbindung mit dem ISP-Programmer angeschlossen, über den der AVR vom PC programmiert wird.
Die Resetschaltung, bestehend aus '''R1''' und '''C1''' sorgt dafür, dass der Reseteingang des Controllers standardmäßig auf Vcc=5V liegt.
Zum Programmieren zieht der ISP-Adapter die Resetleitung auf Masse (GND), die Programmausführung wird dadurch unterbrochen und der interne Speicher des Controllers kann neu programmiert werden.
Zwischen Vcc und GND kommt noch ein 100nF Keramik- oder Folienkondensator, um Störungen in der Versorgungsspannung zu unterdrücken.

Hier die Liste der benötigten Bauteile:

* R1 Widerstand 10 kOhm
* C1 Keramikkondensator 47 nF
* C2 Keramik- oder Folienkondensator 100 nF
* Stiftleiste 6-polig
* Mikrocontroller ATmega8 oder AT90S4433 (kann auf [http://shop.mikrocontroller.net/ http://shop.mikrocontroller.net/] bestellt werden)
* Quarzoszillator 4 MHz

Fertig aufgebaut könnte das etwa so aussehen:

http://www.mikrocontroller.net/images/breadboard.jpg

Beim Breadboard ist darauf zu achten, dass man die parallel laufenden Schienen für GND (blau) und Vcc (rot) jeweils mit Drähten verbindet (nicht Vcc und GND miteinander!).

Eine Zusammenstellung der der benötigten Bauteile befindet sich in der [[AVR-Tutorial_Bestellliste|Bestellliste]].

<div style="border: 1px solid grey; padding: 1ex;">

===Ergänzende Hinweise zur Taktversorgung (kann übersprungen werden) ===

Ein Mikrocontroller benötigt, wie jeder Computer, eine Taktversorgung. Der Takt ist notwendig, um die internen Abläufe im Prozessor in einer geordneten Reihenfolge ausführen zu können. Die Frequenz des Taktes bestimmt im wesentlichen wie schnell ein Computer arbeitet.

Bei einem ATMega8 gibt es 2 Möglichkeiten zur Taktversorgung
* interner Takt
* externer Takt

====interner Takt====
Dies ist der Auslieferungszustand bei einem Mega8. Dabei wird der Takt von einem internen Schwingkreis geliefert.

'''Vorteil''': keine externe Beschaltung notwendig. Die Pins, an denen ansonsten ein Quarz oder ein Quarzoszillator angeschlossen wird, sind daher als normale Portpins für Ein/Ausgaben verwendbar.

'''Nachteil''': Der Schwingkreis ist nicht sehr genau. Bei Temperaturänderungen verändert er seine Frequenz. Nur 4 Frequenzen (1MHz, 2MHz, 4MHz und 8MHz) sind bei einem Mega8 realisierbar. Es gibt zwar die Möglichkeit, die interne Frequenz in Grenzen noch zu verändern, dies ist aber aufwändig und erfordert mindestens einen Frequenzzähler, wenn man eine bestimmte Frequenz erreichen will.

====externer Takt====
Hier gibt es diesmal drei Möglichkeiten
* Quarz
* Quarzoszillator
* Keramikschwinger/Resonator

'''Vorteil''': Die Taktfrequenz ist so stabil, wie es der Quarz, Oszillator oder Keramikschwinger vorgibt. Und das ist wesentlich genauer als der interne Oszillator. Kein Abgleich notwendig, wenn eine bestimmte Frequenz erreicht werden soll, solange es einen Quarz bzw. Oszillator oder Keramikschwinger in dieser Frequenz gibt.
Ein spezieller Vorteil des Keramikschwingers ist, dass dieser keine Kondensatoren nach Masse braucht, weil er die schon eingebaut hat.
Es muss lediglich ein dritter Pin mit Masse verbunden werden.

'''Nachteil''': Die Pins an denen der Quarz bzw. Oszillator oder Keramikschwinger angeschlossen wird, sind nicht mehr als I/O Pins nutzbar.

Spätestens dann, wenn eine RS232-Verbindung zu einem anderen Computer aufgebaut werden soll, ist eine exakte Taktversorgung einer der Schlüssel, um diese Verbindung auch stabil halten zu können. Aus diesem Grund wird in diesem Tutorial von vorne herein mit einem externen Takt gearbeitet. Es spielt dabei keine Rolle ob dafür ein Quarzoszillator, ein Quarz oder ein Keramikschwinger benutzt wird.

<font color="FF0000">Achtung: Ein ATMega8 wird mit aktiviertem internen Takt ausgeliefert. Um einen Quarzoszillator oder einen Quarz zu aktivieren, müssen die Fuse-Bits des Prozessors verändert werden. Details dazu finden sich [[AVR_Fuses|hier]]</font>

==== Quarz statt Quarzoszillator ====

Wird anstelle eines Quarzoszillators ein Quarz eingesetzt, so sieht die Anbindung des Quarzes so aus:

[[Bild:tutorial-quarz-schaltplan.png]]

Die beiden Kondensatoren '''C3''' und '''C4''' sind zum Betrieb des Quarzes notwendig. Ihre Größe ist abhängig von den Daten des Quarzes. 22pF sind ein Wert, der bei den meisten Quarzen funktionieren sollte.

</div>

==== Keramikschwinger/Oszillator statt Quarz/Oszillator ====

Wird anstelle eines Quarz/Oszillators ein Kermaikschwinger eingesetzt, so sieht die Anbindung des Quarzes so aus:

[[Bild:Resonator.png]]

Es werden keine Kondensatoren benötigt, daher ist der Anschluss einen Keramikschwinger kinderleicht.

=== Stromversorgung ===

Die Versorgungsspannung '''Vcc''' beträgt 5V und kann z.B. mit folgender Schaltung erzeugt werden:

[[Bild:V_Regler.gif]]

* IC1: 5V-Spannungsregler 7805
* C1: Elko 10µF (Polung beachten!)
* C2,C3: 2x Kondensator 100nF (kein Elektrolyt)
* D1: Diode 1N4001

An den Eingang (+ und - im Schaltplan) wird ein Steckernetzteil mit einer Spannung von 9 - 12V angeschlossen.

Eine Stromversorgung mit Batterien ist grundsätzlich auch möglich, wenn die elektrischen Grenzdaten des µC eingehalten werden (max. Spannung, min. Spannung). Bei der geregelten Stromversorgung oben sollte die Batteriespannung ca. 1.5-2.5V (= Dropout-Spannung des Linearreglers) grösser sein als die Versorgungsspannung des µC. Die [[Versorgung aus einer Zelle]] ist ein Thema für Fortgeschrittene.

=== Der ISP-Programmierer ===

Dann braucht man nur noch den '''ISP-Programmieradapter''', über den man die Programme vom PC in den Controller übertragen kann. Eine Übersicht über mögliche ISP-Programmer Varianten findet sich [http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR_In_System_Programmer hier].

Fertige ISP-Programmer zum Anschluss an den Parallelport oder USB gibt es z.B. auf http://shop.mikrocontroller.net/.

Eine Bauanleitung gibt es u.a. auf [http://rumil.de/hardware/avrisp.html http://rumil.de/hardware/avrisp.html].

Den ISP-Adapter schließt man an den Parallelport an und verbindet ihn mit der Stiftleiste SV1 über ein 6-adriges Kabel (siehe Schaltplan).

So sieht die Anordnung also aus:

http://www.mikrocontroller.net/images/mikrocontroller.gif

=== Sonstiges ===

Für die anderen Teile des Tutorials sollte man sich noch die folgenden Bauteile besorgen:

---------------------------
Teil 2 (I/O-Grundlagen)
* 5 LEDs 5mm
* 5 Taster
* 5 Widerstände 1k
* 5 Widerstände 10k

---------------------------
Teil 4 (LCD-Display)
* 1 Potentiometer 10k
* 1 HD44780-kompatibles LCD, z.B. 4x20 oder 2x16 Zeichen

---------------------------
Teil 6 (Der UART)
* 1 Pegelwandler MAX232 oder MAX202
* 5 Elektrolytkondensatoren 22µF
* 1 9-polige SUBD-Buchse (female)
* 1 dazu passendes Modem(nicht Nullmodem!)-Kabel

Für andere, öfter benötigte, Bauteile, die man als angehender µC Bastler auch des öfteren mal benötigt, empfiehlt sich ein Blick in die Liste der [[Standardbauelemente]] bzw. in die [[Absolute_beginner|Grundausstattung]]

== Software ==

In diesem Tutorial wird nur auf die Programmierung in Assembler eingegangen, da Assembler für das Verständnis der Hardware am besten geeignet ist.

=== Assembler ===

Zuerst braucht man einen '''Assembler''', der in Assemblersprache geschriebene Programme in Maschinencode übersetzt. Windows-User können das [http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=2725 AVR-Studio] von Atmel verwenden, das neben dem Assembler auch einen Simulator enthält, mit dem sich die Programme vor der Übertragung in den Controller testen lassen; für Linux gibt es [http://www.tavrasm.org/ tavrasm], [http://avra.sourceforge.net/ avra] und [http://avr-asm-tutorial.net/gavrasm/index_de.html gavrasm].

Um die vom Assembler erzeugte ".hex"-Datei über den ISP-Adapter in den Mikrocontroller zu programmieren, kann man unter Windows z.B. das Programm [http://www.myplace.nu/avr/yaap/ yaap] verwenden, für Linux gibt es [http://savannah.nongnu.org/projects/uisp/ uisp], für beide avrdude.

=== C ===
Wer in C programmieren möchte, kann den kostenlosen GNU-C-Compiler AVR-GCC ("WinAVR") ausprobieren. Dieser C-Compiler kann auch in das für Assembler-Programmierung notwendige AVR-Studio integriert werden. In der Artikelsammlung gibt es ein umfangreiches [[AVR-GCC-Tutorial|Tutorial]] zu diesem Compiler; Fragen dazu stellt man am besten hier im [http://www.mikrocontroller.net/forum/list-2-1.html GCC-Forum].

=== Pascal ===
Wer in Pascal programmieren möchte, kann [http://www.e-lab.de AVRPascal] ausprobieren. Dieser Pascalcompiler ist kostenfrei bis 4kb Code und bietet viele ausgereifte Bibliotheken. [http://www.e-lab.de E-LAB].

=== Basic ===
Auch Basic-Fans kommen nicht zu kurz, für die gibt es z.B. [[Bascom AVR]] ($69, Demo verfügbar).

== Literatur ==
Bevor man anfängt, sollte man sich die folgenden PDF-Dateien runterladen und zumindest mal reinschauen:

* [http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2486.pdf Datenblatt des ATmega8 (4,54 MB)]
* [http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc0856.pdf Befehlssatz der AVRs (422 kB)]

Das Datenblatt eines Controllers ist das wichtigste Dokument für einen Entwickler. Es enthält Informationen über die Pinbelegung, Versorgungsspannung, Beschaltung, Speicher, die Verwendung der IO-Komponenten, und vieles mehr.

Im Befehlssatz sind alle Assemblerbefehle der AVR-Controllerfamilie aufgelistet und erklärt.

{{Navigation_hochvor|
hochtext=Inhaltsverzeichnis|
hochlink=AVR-Tutorial|
vortext=I/O Grundlagen|
vorlink=AVR-Tutorial: IO-Grundlagen}}

[[Category:AVR]][[Category:AVR-Tutorial]]

Datei:Resonator.png

2007-11-26T12:43:52Z

RoToe: Anschluss von einem Keramikschwinger/Oszillator an einen Atmel

Anschluss von einem Keramikschwinger/Oszillator an einen Atmel

AVR-Tutorial: Equipment

2007-11-26T12:42:25Z

RoToe: /* externer Takt */

= AVR-Tutorial - Benötigte Ausrüstung =
==Hardware==

Ein Mikrocontroller alleine ist noch zu nichts nützlich.

Damit man etwas damit anfangen kann, braucht man eine Schaltung in die der Controller eingesetzt wird. Dazu werden bei Elektronikhändlern Platinen angeboten, die alles nötige (Taster, LEDs, Steckverbinder...) enthalten, wie z.B. das STK500.

http://www.mikrocontroller.net/images/stk500.jpg

Das STK500 kostet ca. 100 Euro.

Bei Pollin Elektronik gibt es für 15 Euro ein Evaluation Board zum selbstlöten (mit Platine und Bauteilen aber ohne Microcontroller). Siehe: [http://www.pollin.de http://www.pollin.de]

Eine weitere Möglichkeit ist die [http://shop.mikrocontroller.net/csc_article_details.php?nPos=0&saArticle%5BID%5D=29 ATmega8-Entwicklungsplatine von shop.mikrocontroller.net]. Diese enthält eine Fassung für den Controller, einen Spannungswandler, die Beschaltung für die serielle Schnittstelle und einen Anschluss für den Programmieradapter; die restliche Hardware wie LEDs und Taster kann man sich selber nach belieben auf das Lochrasterfeld löten.

Aber ein fertiges Board ist gar nicht nötig, man kann die benötigte Schaltung auch selbst auf einem kleinen Steckbrett oder einer Lochrasterplatine aufbauen. So kompliziert wie das STK500 wird es nicht, es reichen eine Hand voll Bauteile. Wie man das macht wird im folgenden beschrieben.

===Der Mikrocontroller===

Die folgende Schaltung baut man am besten auf einem '''Breadboard''' (Steckbrett) auf. Solche Breadboards gibt's z.B. bei [http://www.reichelt.de Reichelt], [http://www.conelek.com/Steckplatinen ConeleK], [http://www.elv.de/ ELV] oder [http://www.conrad.de/ Conrad].

[[Bild:Avr-schaltplan-1.gif]]

Über den Takteingang '''XTAL1''' ist der Mikrocontroller mit dem '''Quarzoszillator''' verbunden, der den benötigten Takt von 4 MHz liefert (siehe unten). Achtung: die Pins werden, wenn man den Oszillator mit der Schrift nach oben vor sich liegen hat, von unten links aus abgezählt. Unten links ist Pin 1, unten rechts Pin 7, oben rechts Pin 8 und oben links Pin 14 (natürlich hat der Oszillator nur 4 Pins, die Nummerierung kommt daher, dass bei einem normalen IC dieser Größe an den gleichen Positionen die Pins Nr. 1, 7, 8 und 14 wären).

'''PD0-PD7''' und '''PB0-PB5''' sind die '''IO-Ports''' des Mikrocontrollers. Hier können Bauteile wie LEDs, Taster oder LCDs angeschlossen werden.
Der '''Port C (PC0-PC5)''' spielt beim Atmega8/AT90S4433 eine Sonderrolle: mit diesem Port können Analog-Spannungen gemessen werden. Aber dazu später mehr!
An '''Pin 17-19''' ist die Stiftleiste zur Verbindung mit dem ISP-Programmer angeschlossen, über den der AVR vom PC programmiert wird.
Die Resetschaltung, bestehend aus '''R1''' und '''C1''' sorgt dafür, dass der Reseteingang des Controllers standardmäßig auf Vcc=5V liegt.
Zum Programmieren zieht der ISP-Adapter die Resetleitung auf Masse (GND), die Programmausführung wird dadurch unterbrochen und der interne Speicher des Controllers kann neu programmiert werden.
Zwischen Vcc und GND kommt noch ein 100nF Keramik- oder Folienkondensator, um Störungen in der Versorgungsspannung zu unterdrücken.

Hier die Liste der benötigten Bauteile:

* R1 Widerstand 10 kOhm
* C1 Keramikkondensator 47 nF
* C2 Keramik- oder Folienkondensator 100 nF
* Stiftleiste 6-polig
* Mikrocontroller ATmega8 oder AT90S4433 (kann auf [http://shop.mikrocontroller.net/ http://shop.mikrocontroller.net/] bestellt werden)
* Quarzoszillator 4 MHz

Fertig aufgebaut könnte das etwa so aussehen:

http://www.mikrocontroller.net/images/breadboard.jpg

Beim Breadboard ist darauf zu achten, dass man die parallel laufenden Schienen für GND (blau) und Vcc (rot) jeweils mit Drähten verbindet (nicht Vcc und GND miteinander!).

Eine Zusammenstellung der der benötigten Bauteile befindet sich in der [[AVR-Tutorial_Bestellliste|Bestellliste]].

<div style="border: 1px solid grey; padding: 1ex;">

===Ergänzende Hinweise zur Taktversorgung (kann übersprungen werden) ===

Ein Mikrocontroller benötigt, wie jeder Computer, eine Taktversorgung. Der Takt ist notwendig, um die internen Abläufe im Prozessor in einer geordneten Reihenfolge ausführen zu können. Die Frequenz des Taktes bestimmt im wesentlichen wie schnell ein Computer arbeitet.

Bei einem ATMega8 gibt es 2 Möglichkeiten zur Taktversorgung
* interner Takt
* externer Takt

====interner Takt====
Dies ist der Auslieferungszustand bei einem Mega8. Dabei wird der Takt von einem internen Schwingkreis geliefert.

'''Vorteil''': keine externe Beschaltung notwendig. Die Pins, an denen ansonsten ein Quarz oder ein Quarzoszillator angeschlossen wird, sind daher als normale Portpins für Ein/Ausgaben verwendbar.

'''Nachteil''': Der Schwingkreis ist nicht sehr genau. Bei Temperaturänderungen verändert er seine Frequenz. Nur 4 Frequenzen (1MHz, 2MHz, 4MHz und 8MHz) sind bei einem Mega8 realisierbar. Es gibt zwar die Möglichkeit, die interne Frequenz in Grenzen noch zu verändern, dies ist aber aufwändig und erfordert mindestens einen Frequenzzähler, wenn man eine bestimmte Frequenz erreichen will.

====externer Takt====
Hier gibt es diesmal drei Möglichkeiten
* Quarz
* Quarzoszillator
* Keramikschwinger/Resonator

'''Vorteil''': Die Taktfrequenz ist so stabil, wie es der Quarz, Oszillator oder Keramikschwinger vorgibt. Und das ist wesentlich genauer als der interne Oszillator. Kein Abgleich notwendig, wenn eine bestimmte Frequenz erreicht werden soll, solange es einen Quarz bzw. Oszillator oder Keramikschwinger in dieser Frequenz gibt.
Ein spezieller Vorteil des Keramikschwingers ist, dass dieser keine Kondensatoren nach Masse braucht, weil er die schon eingebaut hat.
Es muss lediglich ein dritter Pin mit Masse verbunden werden.

'''Nachteil''': Die Pins an denen der Quarz bzw. Oszillator oder Keramikschwinger angeschlossen wird, sind nicht mehr als I/O Pins nutzbar.

Spätestens dann, wenn eine RS232-Verbindung zu einem anderen Computer aufgebaut werden soll, ist eine exakte Taktversorgung einer der Schlüssel, um diese Verbindung auch stabil halten zu können. Aus diesem Grund wird in diesem Tutorial von vorne herein mit einem externen Takt gearbeitet. Es spielt dabei keine Rolle ob dafür ein Quarzoszillator, ein Quarz oder ein Keramikschwinger benutzt wird.

<font color="FF0000">Achtung: Ein ATMega8 wird mit aktiviertem internen Takt ausgeliefert. Um einen Quarzoszillator oder einen Quarz zu aktivieren, müssen die Fuse-Bits des Prozessors verändert werden. Details dazu finden sich [[AVR_Fuses|hier]]</font>

==== Quarz statt Quarzoszillator ====

Wird anstelle eines Quarzoszillators ein Quarz eingesetzt, so sieht die Anbindung des Quarzes so aus:

[[Bild:tutorial-quarz-schaltplan.png]]

Die beiden Kondensatoren '''C3''' und '''C4''' sind zum Betrieb des Quarzes notwendig. Ihre Größe ist abhängig von den Daten des Quarzes. 22pF sind ein Wert, der bei den meisten Quarzen funktionieren sollte.

</div>

=== Stromversorgung ===

Die Versorgungsspannung '''Vcc''' beträgt 5V und kann z.B. mit folgender Schaltung erzeugt werden:

[[Bild:V_Regler.gif]]

* IC1: 5V-Spannungsregler 7805
* C1: Elko 10µF (Polung beachten!)
* C2,C3: 2x Kondensator 100nF (kein Elektrolyt)
* D1: Diode 1N4001

An den Eingang (+ und - im Schaltplan) wird ein Steckernetzteil mit einer Spannung von 9 - 12V angeschlossen.

Eine Stromversorgung mit Batterien ist grundsätzlich auch möglich, wenn die elektrischen Grenzdaten des µC eingehalten werden (max. Spannung, min. Spannung). Bei der geregelten Stromversorgung oben sollte die Batteriespannung ca. 1.5-2.5V (= Dropout-Spannung des Linearreglers) grösser sein als die Versorgungsspannung des µC. Die [[Versorgung aus einer Zelle]] ist ein Thema für Fortgeschrittene.

=== Der ISP-Programmierer ===

Dann braucht man nur noch den '''ISP-Programmieradapter''', über den man die Programme vom PC in den Controller übertragen kann. Eine Übersicht über mögliche ISP-Programmer Varianten findet sich [http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR_In_System_Programmer hier].

Fertige ISP-Programmer zum Anschluss an den Parallelport oder USB gibt es z.B. auf http://shop.mikrocontroller.net/.

Eine Bauanleitung gibt es u.a. auf [http://rumil.de/hardware/avrisp.html http://rumil.de/hardware/avrisp.html].

Den ISP-Adapter schließt man an den Parallelport an und verbindet ihn mit der Stiftleiste SV1 über ein 6-adriges Kabel (siehe Schaltplan).

So sieht die Anordnung also aus:

http://www.mikrocontroller.net/images/mikrocontroller.gif

=== Sonstiges ===

Für die anderen Teile des Tutorials sollte man sich noch die folgenden Bauteile besorgen:

---------------------------
Teil 2 (I/O-Grundlagen)
* 5 LEDs 5mm
* 5 Taster
* 5 Widerstände 1k
* 5 Widerstände 10k

---------------------------
Teil 4 (LCD-Display)
* 1 Potentiometer 10k
* 1 HD44780-kompatibles LCD, z.B. 4x20 oder 2x16 Zeichen

---------------------------
Teil 6 (Der UART)
* 1 Pegelwandler MAX232 oder MAX202
* 5 Elektrolytkondensatoren 22µF
* 1 9-polige SUBD-Buchse (female)
* 1 dazu passendes Modem(nicht Nullmodem!)-Kabel

Für andere, öfter benötigte, Bauteile, die man als angehender µC Bastler auch des öfteren mal benötigt, empfiehlt sich ein Blick in die Liste der [[Standardbauelemente]] bzw. in die [[Absolute_beginner|Grundausstattung]]

== Software ==

In diesem Tutorial wird nur auf die Programmierung in Assembler eingegangen, da Assembler für das Verständnis der Hardware am besten geeignet ist.

=== Assembler ===

Zuerst braucht man einen '''Assembler''', der in Assemblersprache geschriebene Programme in Maschinencode übersetzt. Windows-User können das [http://www.atmel.com/dyn/products/tools_card.asp?tool_id=2725 AVR-Studio] von Atmel verwenden, das neben dem Assembler auch einen Simulator enthält, mit dem sich die Programme vor der Übertragung in den Controller testen lassen; für Linux gibt es [http://www.tavrasm.org/ tavrasm], [http://avra.sourceforge.net/ avra] und [http://avr-asm-tutorial.net/gavrasm/index_de.html gavrasm].

Um die vom Assembler erzeugte ".hex"-Datei über den ISP-Adapter in den Mikrocontroller zu programmieren, kann man unter Windows z.B. das Programm [http://www.myplace.nu/avr/yaap/ yaap] verwenden, für Linux gibt es [http://savannah.nongnu.org/projects/uisp/ uisp], für beide avrdude.

=== C ===
Wer in C programmieren möchte, kann den kostenlosen GNU-C-Compiler AVR-GCC ("WinAVR") ausprobieren. Dieser C-Compiler kann auch in das für Assembler-Programmierung notwendige AVR-Studio integriert werden. In der Artikelsammlung gibt es ein umfangreiches [[AVR-GCC-Tutorial|Tutorial]] zu diesem Compiler; Fragen dazu stellt man am besten hier im [http://www.mikrocontroller.net/forum/list-2-1.html GCC-Forum].

=== Pascal ===
Wer in Pascal programmieren möchte, kann [http://www.e-lab.de AVRPascal] ausprobieren. Dieser Pascalcompiler ist kostenfrei bis 4kb Code und bietet viele ausgereifte Bibliotheken. [http://www.e-lab.de E-LAB].

=== Basic ===
Auch Basic-Fans kommen nicht zu kurz, für die gibt es z.B. [[Bascom AVR]] ($69, Demo verfügbar).

== Literatur ==
Bevor man anfängt, sollte man sich die folgenden PDF-Dateien runterladen und zumindest mal reinschauen:

* [http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc2486.pdf Datenblatt des ATmega8 (4,54 MB)]
* [http://www.atmel.com/dyn/resources/prod_documents/doc0856.pdf Befehlssatz der AVRs (422 kB)]

Das Datenblatt eines Controllers ist das wichtigste Dokument für einen Entwickler. Es enthält Informationen über die Pinbelegung, Versorgungsspannung, Beschaltung, Speicher, die Verwendung der IO-Komponenten, und vieles mehr.

Im Befehlssatz sind alle Assemblerbefehle der AVR-Controllerfamilie aufgelistet und erklärt.

{{Navigation_hochvor|
hochtext=Inhaltsverzeichnis|
hochlink=AVR-Tutorial|
vortext=I/O Grundlagen|
vorlink=AVR-Tutorial: IO-Grundlagen}}

[[Category:AVR]][[Category:AVR-Tutorial]]