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| ====== Mikrocontroller-Technik ====== | ====== Microcontroller Programming ====== |
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| ===== Einführung und Einordnung ===== | ===== Introduction and Context ===== |
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| \\ <fs 70%>Source: eigenes Foto ([[https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/deed.en|CC0 1.0]])</fs> | \\ <fs 70%>Source: own photo ([[https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/deed.en|CC0 1.0]])</fs> |
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| Die Mikrocontroller-Technik befasst sich damit, wie man einem programmierbaren Bauteil ("Mikrocontroller") Leben einhaucht. Dabei wird die Software im Folgenden in der Programmiersprache C programmiert. Im Gegensatz zu der im 1. und 2. Semester im Kurs Informatik dargestellten Sprachkomponenten und Algorithmen wird hier Wert auf die Eigenheiten durch die Hardware-nähe gelegt. | Microcontroller technology deals with how to bring a programmable component ("microcontroller") to life. In the following, the software is programmed in the C programming language. In contrast to the language components and algorithms presented in the Computer Science course in the 1st and 2nd semester, the focus here is on the special characteristics resulting from the close connection to hardware. |
| Es wird auf die Kenntnisse folgender Fächer zurückgegriffen: | The course builds on knowledge from the following subjects: |
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| * Informatik I und II | * Computer Science I and II (Informatik I und II) |
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| **Wichtig:** | **Important:** |
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| * Bleiben Sie mit uns in Kontakt! Trotzdem es zeitweise Wochen mit eigenständigen Bearbeitung gibt, ist der Austausch wichtig, damit zu den jeweiligen Abgaben ein sinnvolles Ergebnis abgeliefert wird. | * Stay in contact with us! Even though there may be weeks of independent work, communication is important so that a meaningful result can be submitted for the respective deadlines. |
| * Suche Sie den Austausch mit den anderen Studierenden. Meistens haben Sie die Lösung, zum Problem eines anderen und umgekehrt. | * Exchange ideas with the other students. In most cases, you have the solution to someone else's problem, and vice versa. |
| * Wenn Sie erst eine Woche vor der Abgabe mit dem Programmieren beginnen, wird es in der Regel eng. Besonders, wenn es Unklarheiten und Nachfragen gibt. Beginnen Sie frühzeitig. | * If you only start programming one week before the submission deadline, things will usually get tight. Especially if there are uncertainties and questions. Start early. |
| * Versuchen Sie Spaß am Programmieren zu finden. Es ist wie Puzzeln, nur dass Sie selbst das Bild bestimmen! | * Try to find enjoyment in programming. It is like doing a puzzle, except that you decide what the picture looks like! |
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| <panel type="warning" title="Achtung"> | |
| Die Veranstaltung ist dieses Semester __nicht__ mit dem Elektronik-Labor kombiniert. | |
| <wrap hide>Details zum Ablauf finden Sie beim [[elektronik_labor:start|EST Labor]].</wrap> | |
| </panel> | |
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| ===== Zeitplan ===== | ===== Links to the Lecture ===== |
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| * **__xx.xx__** Abgabe der ersten Software-Version: | ^ Topic ^ Description ^ Language ^ |
| * Diese Software soll bereits lauffähig sein. | | Tutorial | A good introduction to embedded software development can be found in the book "Sensor Networks in Theory and Practice - Successfully Realizing Embedded Systems Projects" by Prof. Meroth and Mr. Sora. It explains how to get started in the field of software development embedded in hardware. From within the university network or via VPN, you can access it directly on [[https://link.springer.com/book/10.1007/978-3-658-31709-6|Springer Link]]. |German| |
| * Die Software darf auskommentierte, nicht lauffähige Komponenten enthalten | |:::| The above-mentioned book is also available in English as "Sensor Networks in Theory and Practice". It is the accompanying book by Prof. Meroth and Mr. Sora. It explains how to get started in the field of embedded software development for hardware systems. From the university network or via VPN, you can access it directly on [[https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/978-3-658-39576-6.pdf|Springer Link]].|English| |
| * **__xx.xx__** Abgabe der finalen Software-Version \\ Diese Software soll den Anforderungen (siehe [[Tipps fürs Programmieren]]) genügen | | Tutorial | Recommended tutorial from [[https://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-GCC-Tutorial|mikrocontroller.net]] |German| |
| * **__xx.xx__** Abgabe der (finalen) Präsentation \\ Für die Präsentation sind weitere Tipps unter [[Präsentation]] zu finden | | Tutorial | The AVR itself also provides a good introduction to C programming on the AVR platform as a [[https://www.youtube.com/watch?v=UMi6lg563BA&index=3&list=PLtQdQmNK_0DRhBWYZ32BEILOykXLpJ8tP|video]] and as [[https://developerhelp.microchip.com/xwiki/bin/view/products/mcu-mpu/8-bit-avr/|textual Developer Help]] |English| |
| | | Datasheet | The [[https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/ATmega48_88_168_megaAVR-Data-Sheet-40002074.pdf|data sheet]] of the ATmega88 is also a good reference work |English| |
| | | Datasheet | The data sheet of the ATmega88 has also been translated into German: [[https://www-user.tu-chemnitz.de/~heha/viewchm.php/hs/ATmegaX8.chm/|Online data sheet ATmega88]] |English| |
| | | C Support | A [[http://www.8bit-era.cz/arduino-timer-interrupts-calculator.html|calculator for interrupt timers and prescalers]] |English| |
| | | C Support | [[https://www.nongnu.org/avr-libc/user-manual/modules.html|Documentation of the AVR compiler libraries]] (e.g. stdlib) |English| |
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| ===== Abgabe ===== | |
| * Zur Abgabe der Softwarekomponenten: | |
| * Bitte geben Sie folgenden Komponenten ab: | |
| * Projektordner aus ATMEL Studio | |
| * Eine Simulide Datei | |
| * Bitte entfernen Sie nicht notwendige Files, d.h. lassen Sie alte, nicht eingebundene Files und alte Versionen weg, sofern Sie solche angelegt haben | |
| * Die Abgabe erfolgt per Mail. Bitte nutzen Sie ein Kompressions-Tool um ein zip/rar-File zu erstellen, welches alle Dateien enthält. \\ **wichtig:** Schützen Sie die Datei per Passwort und geben Sie dieses in der Mail an. | |
| * Zur Abgabe der Präsentation | |
| * Diese erfolgt über einen Link, welcher in [[https://ilias.hs-heilbronn.de/goto.php?target=frm_229245_6864&client_id=iliashhn|ILIAS]] zu finden ist | |
| * Gerne können Sie auch Ihr Video per digitale (soziale) Medien teilen. Es schadet nie etwas Werbung für interessante Themen und für Ihre Hochschule zu machen. Falls das Medium öffentlich zugänglich ist, ist es ausreichend eine Textdatei mit Link abzugeben. | |
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| ===== Links ===== | ===== Further Links ===== |
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| === Resourcen für embedded Programmierung === | === C Programming === |
| * Sehr zu empfehlen ist das [[https://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-GCC-Tutorial| AVR-C-Tutorial]] auf mikrocontroller.net | * Nice online [[https://de.wikibooks.org/wiki/C-Programmierung|open source book]] for learning the C programming language |
| * There is also a nice introduction into C programming on the AVR plattform with [[https://www.youtube.com/watch?v=UMi6lg563BA&index=3&list=PLtQdQmNK_0DRhBWYZ32BEILOykXLpJ8tP|multiple videos from ATMEL]] | * [[https://www.math.brown.edu/~jhs/ReferenceCards/CRefCard.v2.2.pdf|C Code Reference Card]] ("C cheatsheet") |
| * Eine schöne Einführung in die Embedded Softwareentwicklung ist im Buch [[https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2F978-3-658-18386-8.pdf|Sensornetzwerke in Theorie und Praxis - Embedded Systems-Projekte erfolgreich realisieren]] von Kollegen Meroth und Sora zu finden. Dort wird der Einstieg in das Feld die (in Hardware) eingebettete Softwareentwicklung erklärt. Aus dem Hochschulnetz bzw. mit VPN können Sie dieses direkt bei Springer Link betrachten. Eine andere schöne Einführung findet sich auf [[https://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-GCC-Tutorial|Mikrocontroller.net]]. | |
| * [[https://www-user.tu-chemnitz.de/~heha/viewchm.php/hs/ATmegaX8.chm/|deutsche Übersetzung der ATmega88 Anleitung]] | |
| * [[http://www.8bit-era.cz/arduino-timer-interrupts-calculator.html|Rechner für Interrupt Timer und PreScaler]] | |
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| === C Programmierung === | === Embedded Systems Engineering and Hardware/Software Co-Design === |
| * schönes Online [[https://de.wikibooks.org/wiki/C-Programmierung|Open Source Buch]] zum Erlernen der Programmiersprache C | * [[https://www.ifi.tu-clausthal.de/fileadmin/IFI/Abteilungen/Energieinformationsnetze_und_Systeme/Embedded_Systems_Engineering_Handbuch_V0_61a.pdf|Embedded Systems Engineering Handbook]] from TU Clausthal / FH Nordhausen: very detailed and in-depth book |
| * [[https://www.math.brown.edu/~jhs/ReferenceCards/CRefCard.v2.2.pdf|C Code Referenz Card]] ("C Cheatsheet") | * The book [[https://sourceforge.net/projects/qpc/files/doc/PSiCC2.pdf/download|Practical UML Statecharts in C/C++, 2nd Edition: Event-Driven Programming for Embedded Systems]] is also suitable as a detailed reference work \\ [[http://sourceforge.net/projects/qpc/files/doc/PSiCC2-CN.pdf/download|Chinese translation]] |
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| === Embedded Systems Engineering und Hardware/Software Co-Design=== | === Miscellaneous === |
| * [[https://www.in.tu-clausthal.de/uploads/media/Embedded_Systems_Engineering_Handbuch_V0_61a.pdf| Handbuch Embedded Systems Engineering]] der TU Clausthal / FH Nordhausen: Sehr ausführliches und tiefgehendes Buch | * [[https://de.wikipedia.org/wiki/American_Standard_Code_for_Information_Interchange#Zusammensetzung|Table of ASCII characters]] |
| * Auch das Buch [[https://sourceforge.net/projects/qpc/files/doc/PSiCC2.pdf/download|Practical UML Statecharts in C/C++, 2nd Edition: Event-Driven Programming for Embedded Systems]] eignet sich als ausführliches Nachschlagewerk \\ [[http://sourceforge.net/projects/qpc/files/doc/PSiCC2-CN.pdf/download|中国語の翻訳]] | * [[https://www.mikrocontroller.net/attachment/74100/Bauanleitung_AVR-USB-PROGI.pdf|Assembly instructions for the Mexle AVR programmer]] |
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| === sonstiges === | |
| * [[https://de.wikipedia.org/wiki/American_Standard_Code_for_Information_Interchange#Zusammensetzung|Tabelle der ASCII Zeichen]] | |
| * [[https://www.mikrocontroller.net/attachment/74100/Bauanleitung_AVR-USB-PROGI.pdf|Bauanleitung des Mexle AVR-Proggis]] | |