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Entwickler Magazin
Mikrocontroller richtig einsetzen

Die Welt regeln und steuern!

Mikrocontroller sind das Herz fast jedes modernen Geräts. Die meisten Entwickler setzen dabei Entwicklungs- und Evaluierungsboards wie das Arduino ein. In dieser Artikelreihe beschäftigen wir uns allerdings grundlegender mit dem Thema: nämlich damit, wie man Mikrocontroller einsetzt und in Assembler und C programmiert.

Danny Reinhold


Video: Docker-Cluster auf der Basis von Raspberry Pis

Mikrocontroller finden sich heutzutage überall und steuern beinahe alle Dinge des täglichen Lebens – vom Kinderspielzeug über den intelligenten Kühlschrank bis zum Bremslicht im Auto. Diese neue Artikelserie gibt einen tiefen technischen Einblick in die Welt der Mikrocontroller und führt in deren Anwendung in Assembler und C ein. Aber steigen wir zunächst einmal ganz gemütlich in das Thema ein.

Was sind Mikrocontroller?

Mikrocontroller sind wie gesagt praktisch überall zu finden. Selbst in vergleichsweise einfachen Geräten wie Spielzeugen – wobei Spielzeuge nicht selten gar nicht so simpel sind, wie sie auf den ersten Blick scheinen. Mikrocontroller kontrollieren alle möglichen Dinge. Aber worum geht es genau?

Nun, im Grunde genommen ist ein Mikrocontroller ein kompletter Computer auf einem einzigen Chip. Von außen muss man noch Strom anschließen, und in den meisten Fällen – aber keineswegs immer – ist auch ein Taktgenerator erforderlich. Der besteht dann in der Regel aus einem Quarz, der den Takt liefert, und zwei Kondensatoren. Und schon hat man einen kleinen Computer, der einfach so vor sich hinrennt und ein Programm ausführt.

Ja, das Programm … Das muss man ihm natürlich auch mitgeben. Der Computer muss schließlich wissen, was er machen soll; denn anders als „große“ Computer hat ein Mikrocontroller kein Betriebssystem. Man muss also „alles selbst machen“. Das klingt aber viel schlimmer als es ist. Denn was soll ein Computer, der nur Strom und einen Takt bekommt, schon groß machen?

Richtig: Nichts. Das natürliche Programm für einen Mikrocontroller besteht deshalb aus einer Schleife, die niemals abbricht (while(1);).

Damit es etwas komplizierter, aber auch ein wenig interessanter wird, muss man doch noch etwas mehr an einen Mikrocontroller anschließen. Und das, was man da anschließt, muss man dann mit seiner Software steuern und regeln. Klingt eigentlich ganz logisch, oder?

Alles an Bord

Ein Mikrocontroller ist zweifelsohne ein tolles Gerät. Im Kern besteht ein solcher Chip aus einem Mikroprozessor, einem dauerhaften Speicher (ROM, EPROM, EEPROM oder Flash), einem flüchtigen Speicher (RAM), und „einigen“ Peripheriemodulen sowie diversen Ein-/Ausgabepins.

Für eine solche Hardwareausstattung mit einem 8-Bit-Prozessor, ein paar KB EPROM und ein paar hundert Byte RAM musste man gegen Ende der 70er-Jahre ca. 100 DM ausgeben – und sich dann die Platine selbst zusammenlöten. Und das Programmieren war dann n...

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Mikrocontroller richtig einsetzen

Die Welt regeln und steuern!

Mikrocontroller sind das Herz fast jedes modernen Geräts. Die meisten Entwickler setzen dabei Entwicklungs- und Evaluierungsboards wie das Arduino ein. In dieser Artikelreihe beschäftigen wir uns allerdings grundlegender mit dem Thema: nämlich damit, wie man Mikrocontroller einsetzt und in Assembler und C programmiert.

Danny Reinhold


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Mikrocontroller finden sich heutzutage überall und steuern beinahe alle Dinge des täglichen Lebens – vom Kinderspielzeug über den intelligenten Kühlschrank bis zum Bremslicht im Auto. Diese neue Artikelserie gibt einen tiefen technischen Einblick in die Welt der Mikrocontroller und führt in deren Anwendung in Assembler und C ein. Aber steigen wir zunächst einmal ganz gemütlich in das Thema ein.

Was sind Mikrocontroller?

Mikrocontroller sind wie gesagt praktisch überall zu finden. Selbst in vergleichsweise einfachen Geräten wie Spielzeugen – wobei Spielzeuge nicht selten gar nicht so simpel sind, wie sie auf den ersten Blick scheinen. Mikrocontroller kontrollieren alle möglichen Dinge. Aber worum geht es genau?

Nun, im Grunde genommen ist ein Mikrocontroller ein kompletter Computer auf einem einzigen Chip. Von außen muss man noch Strom anschließen, und in den meisten Fällen – aber keineswegs immer – ist auch ein Taktgenerator erforderlich. Der besteht dann in der Regel aus einem Quarz, der den Takt liefert, und zwei Kondensatoren. Und schon hat man einen kleinen Computer, der einfach so vor sich hinrennt und ein Programm ausführt.

Ja, das Programm … Das muss man ihm natürlich auch mitgeben. Der Computer muss schließlich wissen, was er machen soll; denn anders als „große“ Computer hat ein Mikrocontroller kein Betriebssystem. Man muss also „alles selbst machen“. Das klingt aber viel schlimmer als es ist. Denn was soll ein Computer, der nur Strom und einen Takt bekommt, schon groß machen?

Richtig: Nichts. Das natürliche Programm für einen Mikrocontroller besteht deshalb aus einer Schleife, die niemals abbricht (while(1);).

Damit es etwas komplizierter, aber auch ein wenig interessanter wird, muss man doch noch etwas mehr an einen Mikrocontroller anschließen. Und das, was man da anschließt, muss man dann mit seiner Software steuern und regeln. Klingt eigentlich ganz logisch, oder?

Alles an Bord

Ein Mikrocontroller ist zweifelsohne ein tolles Gerät. Im Kern besteht ein solcher Chip aus einem Mikroprozessor, einem dauerhaften Speicher (ROM, EPROM, EEPROM oder Flash), einem flüchtigen Speicher (RAM), und „einigen“ Peripheriemodulen sowie diversen Ein-/Ausgabepins.

Für eine solche Hardwareausstattung mit einem 8-Bit-Prozessor, ein paar KB EPROM und ein paar hundert Byte RAM musste man gegen Ende der 70er-Jahre ca. 100 DM ausgeben – und sich dann die Platine selbst zusammenlöten. Und das Programmieren war dann n...

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