Hier dran wird gerad noch gearbeitet!

Einführung

Was ist ein Mikrocontroller und was kann man mit ihm machen?
Ein Mikrocontoller ist ähnlich wie ein PC Aufgebaut: Es gibt einen Prozessor, einen Arbeitsspeicher und eine Flash "Festplatte". Allerdings fehlen Teile wie Grafikkarte, Soundkarte oder Netzwerkkarte, diese Komponenten könnte man zusätzlich noch an den Mikrocontroller bauen. Ein Mikrocontroller hat im Vergleich zu einem PC wesentlich weniger Leistung. Standart Contoller besitzen ca. 2 - 128 KB (! nicht MB) Flash Speicher und eine Prozessorgeschwindigkeit von ca. 1-20 MHz.

Dagegen sind Mikrcontroller viel Kleiner und Günstiger als ganze PCs!

Von PCs kennt man meinst auch 32- und 64- Bit Systeme. Für Mikrocontroller gibts noch 4 (nicht mehr gängig), 8 und 16 Bit Systeme. Diese Bit Zahl steht für die Bits die mit einem Befehl verarbeitet werden können. Mit einem 8 Bit Controller kann man so z.B. mit einem Befehl Zahlen die kleiner als 255 addieren. Für größer Zahlen brauch der Controller dann mehrere Befehle. Wichtig ist dabei aber die Prozessorgeschwindigkeit. 1 MHz und 2 MHz bei unterschiedlichen Controllern ist nicht umbedingt doppelt so schnell! Manche Controller teilen die Freqenz nochmal: ein alter Controller der bei 10Mhz läuft und durch 10 Teilt schaft nur 1 000 000 Befehle pro Sekunde. Ein Neuer der nicht Teilt schaft hingegen 10 000 000 Befehle pro Sekunde!

Mit Mikrocontrollern kann man so einiges machen: von einfachen Anfäger Projekten wie Blink- oder Lauflichtern mit LED (am Anfang freund man sich schon sehr über so was ;) ) bis hin zu großen Projekten wie LED Laufschriften, Displayansteuerungen oder Bussystemen!


Welchen sollte ich nehmen

Bei der Wahl eines Mikrocontrollers sollte man auf folgendes achten:

• Einfache Beschaffung
• Guter Preis
• Passendes Package: besser einen Chip den man gut und einfach löten kann als einen großen in SMD
• Er sollte ISP fähig sein: um viel Geld für ein teures Programmiergerät zu sparen!

Also ich empfehle AVR von Atmel die benutze ich selber auch. Sie kann man recht günstig in Deutschland kaufen (z.b. bei Reichelt: ATMega mit 16kB Flash für 2,10€). Das ISP gerät kann man sich hier auch mit ein paar Widerständen selber bauen oder ein günstiges mit USB für 39,00 € kaufen (Loht sich aber erst für Personen die Interesse daran gefunden haben --> Erst mal selbst bauen).
Es gibt noch viele andere Controller, allerdings bezieht sich dieses Thema und diese Seite nur auf AVRs...

Der Erste Anfang

Was brauche Ich?

• Etwas Handwerkliches Geschick
  Zum Löten, wobei man das auch recht schnell lernt!
• Einen Mikrocontroller
  vielleicht sogar 2, weil es geht am Anfang mal einer kaputt oder man will sein LED- Lauflicht beim Basteln laufen lassen ... ;)
• Ein paar LEDs (am besten 5), Tasten (auch 5), ein paar Dräte, Widerstände (10k, 470Ohm als LED Vorwiderstand), ein paar 22pF und 100nF Kondensatoren und ein Quarz (für die Prozessorgeschwindigkeit)
• Ein Steckbrett ist sehr sehr gut, hier kann man einfach die Teile in ein Lochraster einstecken ohne zu Löten
• Ein Multimeter (um mal Spannung oder Strom zu messen; am Anfang reicht ein Billiges)
• Eine Spannungsversorgung: Der Controller (AVR) braucht 5V am besten nimmt ein Steckernetzteil mit passenden 5V ohne große zusatz Schaltungen

All Diese Teile Kann man hier bekommen: Reichelt; Conrad; Weiter Elektronik Versender: auf Mikrocontroller.net
Hier gibts noch mal ne Bestellliste mit diesen Teilen kann man schon sehr viel machen: Link

Das ISP-Gerät kann man Kaufen oder Selber bauen. Hier gibt es eine Gute Übersicht über einige ISP-Programmer: Link

Es gibt Auch noch die Möglichkeit sich ein Entwickelungs-Board Zu kaufen! Hier gibt es auch wieder große Vorteile: Alles Fertig auf einer Platiene meistens sogar ein ISP. Allerdings sind die etwas teuer als die Selbstbauvariante! Aber da hat man eine schnellere Erfolgschance.

Software: Das Programmierprogramm am Anfang immer sehr gut und einfach zu erlernen: Bascom-AVR (Hat nicht so einen Guten Ruf allerdings finde ich das man mit Bascom schon sehr viel machen kann!)

Weitere Grundausstattung

• Widerstände: 330 Ω, 1 kΩ, 10 kΩ, 100 kΩ
• Potentiometer: 1 kΩ, 10 kΩ, 100 kΩ
• Elektrolytkondensatoren: 1 µF, 10 µF, 470 µF (Ermal reicht 16-64V Spannung)
• Keramikkondensatoren: 100 nF, 22 pF
• Dioden: 1N4148, 1N4001
• LEDs: Farbe ist da eher Geschmackssache
• Transistoren: BC547 und BC557 (Standart Typen)
• Schalter und Taster
• Draht: dünner isolierter Draht
• Werkzeug:
  • Schraubenzieher (auch zum aushebeln oder drücken gut ;) )
  • Zange zum Greifen
  • Seitenschneider
  • Lötsachen (wenn man was auflöten will): d.h. Lötkolben, Lötzinn...

Obwohl dies Prinzipiell alles etwas ist was ich mittlerweile Standart mäßig habe, hatte ich am Anfang nich auf eine ganz bestimmt Liste wie diese hier festgelegt. Ich hatte damals selbst im Internet geguckt welche Schaltungen mich interessiern und dann entsprechend einige Teile dafür eingekauft. Ich selbst hatte z.b. am Anfang ein Steckbrett und halt einen Kontroller dazu die Standartbeschaltung (10kOhm Widerstand für RESET, 100nF Kondensator als Abblockkondensator und einen 100µF aus dem gleichen Grund).

Nun zur ersten Schaltung
Dies ist eigentlich ne Sache die man als erstes immer mal machen sollte, undzwar eine LED mit einem Kontroller einschalten. Diese Schaltung lässt sich auch entsprechend erweitern, z.b. zu einem Blinklicht oder mit mehrern LEDs zu Lauflichtern etc...
Als erstes muss man natürlcih wie immer die Grundbeschaltung aufbauen.
Hier sieht man den Schaltplan für diese Grundbeschaltung. Dazu noch einige Erklärungen... Dies ist wirklich nur die mindeste Mindestbeschaltung, immer hilfreich und gut sind 100nF Kondensatoren zwischen GND und +5V. GND bedeutet wenn man das so will den Minus Pol der Spannungsquelle und +5v halt den Pluspol bei einer 5 Volt Spannungsquelle. Die 4 Linien auf der Rechten Seite sind die Pins für das ISP Interface also das Interface um dem Mikrocontoller zu programmierern. Die ISP Leitungen müssen dann noch entsprechend an den ISP Stecker gesteckt werden, wenn man den verlauf der ISP Leiterbahnen (Linien) verfolgt, dann kommt die erste Linie von untern bei dem Port PB5 (MOSI) an PB5 steht dabei für Port B Bit 5 und das MOSI in den Klammern für eine zusatz Funktion, in diesem Fall gehört MOSI zum SPI Bus der auch von der ISP genutzt wird, also kommt MOSI im ISP Stecker auch in den Anschluss MOSI, bei SCK, RESET und MISO genauso. Der Rot umrandetete Teil ist der Teil für einen Quarz also ein Bauteil das den Takt vorgibt, so einen Gibt es aber auch intern der ist allerdings sehr ungenau, deswegen ist so eine Beschaltung immer ganz sinnvoll könnte aber theoretisch weggelassen werden, als Quarz gehen alle von 1-16MHz.
Nun Fehlt noch die LED. Die LED wird mit einem Vorwiderstand bei normalen LEDs oder ohne wenn man spezielle 5Volt LEDs hat ohne Vorwiderstand an einen beliebigen Port angeschlossen, ich verwende im Beispiel Port C Bit 0 (PC0(SCL)). Der Widerstand kommt erst an den Port und dann die LED, wobei es andersherum auch funktioniert, die LED wird dann an +5V angeschlossen.