Mikrocontroller lernen

Ali B. schrieb:
> Bin aber ein bisschen verwirrt, ob
> bei jeder Mikrocontroller Programmierung nur die Funktionen setup() und
> loop() wie in der Arduino IDE verwendet werden.

Das ist Arduino spezifisch, aber ein ziemlich nahelegendes Pattern, denn 
Mikrocontroller-Programme laufen fast immer in Endlos-Schleifen.

Das steckt ungefähr dies hinter:

1

int main()

2

{

3

    setup();

4

    while (1)

5

    {

6

        loop();

7

    }

8

}

> welchen Unterschied es macht mit einem Arduino die Grundlagen zu lernen
> oder quasi "nackt" nur mit dem Mikrocontroller.

Arduino ist C++. Das Framework stellt fertige Klassen für viele häufig 
verwendeten Funktionen der unterstützten Mikrocontroller bereit. Es 
abstrahiert den Zugriff auf die Hardware über eine standardisierte API 
(z.B. digitalWrite(Pin,Pegel)), was wiederum die Entwicklung von 
zusätzlichen Bibliotheken für häufig verwendete Module/Mikrochips 
begünstigt.

Gleichzeitig schränkt es aber auch ein, insbesondere was die Performance 
angeht. Jemand berichtete mal, dass digitalWrite(Pin,Pegel) ganze 70 CPU 
Takte dauert, während ein direkter Port-Zugriff nur 2 Takte braucht.

Guck Dir mal das an: 
http://stefanfrings.de/mikrocontroller_buch/index.html

Matthias S. schrieb:
> Allerdings haben alle MC
> Programme schliesslich eine Endlosschleife,

Auch nicht automatisch. Aber du tust gut daran, eine zu implementieren.

leo

Vergiss den Arduino. Ist so richtig was für Anfänger. Sobald du etwas 
mehr machen willst ist das Ding zu klein. Du bist immer an die IDE von 
dem Ding gebunden.Nimm das AVR Studio 7 und mach was über ISP. Ist 
klrinr und billige Boards mit toller Hilfe und vielen Beispielen.

Klaus A. schrieb:
> Vergiss den Arduino. Ist so richtig was für Anfänger.

Er ist ein Anfänger!

>  Sobald du etwas mehr machen willst ist das Ding zu klein.

Es gibt kleine und große Arduino Module.

> Du bist immer an die IDE von dem Ding gebunden

Nein, das ist völlig falsch.

> Nimm das AVR Studio 7 und mach was über ISP. Ist  kleiner

Ganz sicher nicht. Das Atmel Studio sieben ist mehrere Gigabytes groß.

ISP ist nicht mehr aktuell, das passt nur noch auf die klassischen AVR, 
mit denen Arduino groß wurde.

> und billige Boards mit toller Hilfe und vielen Beispielen.

Das Atmel Studio liefert keine billigen Boards. IMHO findet man billige 
kompakte Boards am ehesten im Arduino Umfeld. Man muss sie aber nicht 
mit dem Arduino Framework programmieren.

Arduino ist ein guter Anfang! Damit kann man viele grundlegende Konzepte 
von eingebetteten Systemen lernen ohne sich mit dem Prozessor 
auseinandersetzen zu müssen. Desweiteren gibt es unzählige Tutorials. 
Später kannst du mit 
https://www.mikrocontroller.net/articles/Umstieg_von_Arduino_auf_AVR den 
Schritt vom Framework weg machen.

Stefan ⛄ F. schrieb:
> Du bist immer an die IDE von dem Ding gebunden

Falsch! Nimm die Arduino IDE zum kompilieren und Flaschen (weil das 
halbwegs stabil out of the box funktioniert). Stelle in den 
Einstellungen einen externen Editor ein, da die Arduino IDE weder 
ordentliches code hghlighing noch Auto completetion hat.

Aber auch Arduino schützt dich nicht davor dich früher oder später mit 
den schon genannten Themen zu beschäftigen:

M.A. S. schrieb:
> physikalische Grundlagen die mit Kapazitäten, Induktivitäten, Feldern
> etc. zu tun haben

M.A. S. schrieb:
> Gatter, Flipflops, Schaltnetze, Schaltwerke

M.A. S. schrieb:
> Halbleiterbauelemente

Gerade wenn du noch keine Elektronik Vorkenntnisse hast solltest du 
erstmal bei fertigen Boards (wie Arduino) bleiben.

Ali B. (bigsleep)
>Hallo,

Um die Funktion eines Mikrocontrollers wirklich zu verstehen, kannst du 
mit diesem Simulator anfangen:
https://www.edsim51.com/

Peter D. schrieb:
> Der große Vorteil ist, man programmiert in C,

Ich stimme dir in allem zu. (bis auf diesen einen Punkt)
Die Arduino Haus und Hofsprache ist C++.
Auch wenn viel des Core/Framework in C und etwas in ASM geschrieben ist, 
ist doch die Seite mit der man als erstes in Berührung kommt, C++.
Auch der Großteil der Libraries ist in C++.

Peter D. schrieb:
> was quasi die Universalsprache für Mikrocontroller ist,
Arduino deckt C++, C und ASM ab.
Damit hat man wohl die wichtigsten erwischt.

Peter D. schrieb:
> Es ist nicht verboten, Funktionen zu
> schreiben, die nur 1..2 Codezeilen beinhalten.

Nicht nur das, man kann damit Platz sparen, wenn es eng wird.

Christof E. schrieb im Beitrag #6405277:
> Hier mein Kursskript für den AVR ATMega328p

Ich würd's an deiner Stelle überarbeiten. Ist viel zu schwafelig und hat 
viel zu viele eigentlich nichtssagende Bilder.
Zitat:
"Klassische CPUs, wie der 8Bit MOS 6502,
Z80A , haben ein reduziertes Innenleben.
Die Peripherie Komponenten sind externe
Bausteine."

Ein reduziertes Innenleben? Wohl nicht (weil wovon reduziert?), denn 
du solltest eher den Unterschied herausarbeiten zwischen Mikroprozessor 
und Mikrocontroller. Ich würde mit dem eigentlichen Funktionsprinzip 
beginnen, also wie ein Digitalrechner ausfgebaut ist: CPU, Bus, 
Speicher, Peripherien, Befehlsablauf (holen, dekodieren, ausführen, 
Programmzeiger, Akku, Flags usw.). Aber nicht breit treten, sondern 
sondern zwar ausführlich, aber gestrafft. Und fang erst garnicht von 
"Mikrocode" an.

Auch sowas ist ausgesprochen grenzwertig:
Zitat:
"ISP ist eine entschieden stabilere und bessere Lösung als mit einem 
Bootloader. (Bootloader sind begrenzt, brauchen Platz und sind schnell 
mal tot=überschrieben, gehen also nur, wenn alles in Ordnung ist)."

Vielleicht wäre es besser, drauf hinzuweisen, daß die AVR keinen eigenen 
Bootlader haben, sondern daß man diesen als eine Art Rumpf-Programm in 
den Anwendungs-Flash schreiben muß, wo sie Platz wegnehmen und selbst 
löschbar sind. Im Gegensatz dazu haben viele ARM-Controller einen echten 
Bootlader, der in einem speziellen ROM steht und nicht kaputtzukriegen 
ist.

Nun ja, dein PDF ist nett anzuschauen, hat auch sicherlich viel Arbeit 
beim Anfertigen gemacht. Also Gratulation dafür. Aber mir ist recht 
unklar, für welche Sorte von Leuten es tatsächlich ein zum Lernen 
geeignetes Dokument ist. Ich sag's mal so:

Mikrocontroller sind Bauteile, die zusammen mit anderen Bauteilen auf 
eine Leiterplatte gehören, um dort die gewünschte Funktionalität zu 
bieten. Deshalb steht an allererster Stelle bei Mikrocontrollern die 
schiere Schaltungstechnik. Natürlich muß man auch einschätzen können, 
was so ein konkreter µC zu leisten in der Lage ist und ob er den 
vorgesehenen Job tun kann, also kommt an zweiter Stelle das Verständnis 
der inneren Funktionalität des Contollers, was sie kann und was nicht 
und wie sie funktioniert. Erst viel später kommt dann alles Andere.

W.S.

Christof E. schrieb im Beitrag #6405277:
> Hier mein Kursskript für den AVR ATMega328p ( Arduino Uno) in
> Ansi-C
>
> 
https://homepages.uni-regensburg.de/~erc24492/PDFs/Mikrocontroller_Crash_Kurs_CE.pdf

Hallo Christoff,

Super gemacht! Ich verstehe wirklich nicht warum dafür zwei Minuspunkte 
geerntet wurden. Für den Anfänger ist es eine wirklich sehr 
verständliche und schmackhafte und manchmal humorvolle Einführung in die 
Welt der Mikrocontroller.

Kritiker: Kommt mal von Eurem hohen Ross runter - Sonst sieht ihr nicht 
recht die Bananenschalen am Boden auf die ihr sonst möglicherweise 
ausrutscht;-)

Anfänger: Lasst Euch nicht beirren und verdaut mal die Thematik in dem 
besagten Werk. Auch die Einführungen von Stefan F. Sind lehrreich. Die 
alten uC Hasen hier wissen durchaus Bescheid. Man kann sich auf deren 
Ratschläge meist verlassen.

OK. Jetzt dürft ihr mich verhauen, wenn ihr mich einfangen könnt;-)

Gruß vom Maschinenstürmer

leo schrieb:
> Matthias S. schrieb:
>> Allerdings haben alle MC
>> Programme schliesslich eine Endlosschleife,
>
> Auch nicht automatisch. Aber du tust gut daran, eine zu implementieren.
>
> leo

Du schreibst "auch nicht automatisch"
Was meinst du damit? Gibt es Anwendungsfälle, wo ein Programm auf dem µC 
linear durchläuft? Und was passiert, wenn der letzte Befehl des 
Programmes erreicht ist? Was hat der µC für eine Alternative (außer 
abzustürzen)?
Meiner Meinung nach ist eine Schleife unvermeidlich...

Erwin D. schrieb:
> Meiner Meinung nach ist eine Schleife unvermeidlich...

Ein Programm könnte auch mit einem Halt-Befehl enden, falls vorhanden. 
oder mit einem Sleep der bis zum Reset andauert.