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PIC-Mikrocontroller

3 Realisierung der Grundfunktionen


Die Hardware ist konzipiert, aufgebaut und getestet. Die Funktionalität der Schaltung wird über die Software realisiert. Moderne Mikrocontroller – wie die hier verwendeten PIC – können in Hochsprachen wie Pascal oder Basic programmiert werden. Die integrierten Entwicklungsumgebungen sind komfortabel. Dieser Kapitel zeigt die Realisierung der Grundfunktionen für das Beispiel einer Uhr mit LED-Anzeige. Der Weg für Erweiterungen ist danach geebnet.

Ziehen wir eine kleine Zwischenbilanz zum Stand unseres Projekts. Als Beispiel dient der Aufbau einer Designuhr mit „Weitsicht“. Diese wird mit besonders großen LED-Anzeigen ausgestattet. Eine solche Uhr kann – in einem schönen Gehäuse eingebaut – durchaus ein Blickfang für Besucher sein. Die notwendige Hardware beschränkt sich auf den Einsatz eines Mikrocontrollers für die Steuerung (Zählung der Zeit und des Datums) und wenigen weiteren Bauelementen zur Ansteuerung der Anzeigen und zur Takterzeugung. Die Logik wird in die Software gepackt. Auch eine Menge an Erweiterungsoptionen bestehen, zum Beispiel das Hinzufügen einer Alarmfunktion mit möglichst vielen Varianten.

Zur besseren Nachvollziehbarkeit der folgenden Ausführungen ist das komplette Schaltbild der Digitaluhr in Abbildung 3.1 wiedergegeben. Im Rahmen dieses Kapitels wird die grundsätzliche Funktionsweise der Software beschrieben. Beginnen wir zunächst mit ein paar grundlegenden Aspekten zur Embedded-Softwareentwicklung.

Abbildung_3_2.jpg

Abbildung 3.1: Der gesamte Schaltplan für die Digitaluhr

Embedded-Programmentwicklung

Kommen wir zum Kerngeschäft für Softwareentwickler, der Programmierung der Firmware für die Hardware. Im Endeffekt müssen Hard- und Software ideal aufeinander abgestimmt sein. Dabei gilt, dass die Beschaltung der Hardware die Realisierung der gewünschten Funktionen auch ermöglichen muss. Beispielsweise muss der zum Einsatz gelangende Mikrocontroller ausreichend leistungsfähig sein, um die Steuerungsaufgaben zu übernehmen. Ebenso müssen die technischen Verbindungen zwischen den einzelnen Hardwarekomponenten der geplanten Funktionsweise entsprechen. Für die Digitaluhr sind also die Taster (Input) zum Stellen der Uhrzeit/des Datums und die 7-Segment-LED-Anzeige (Output) zur Darstellung der Zeit entsprechend zu beschalten und anzuschließen. Gleichwohl hatten wir im vorangegangenen Kapitel den folgenden Grundsatz formuliert: „Die Hardware ist nach Möglichkeit auf ein Minimum zu reduzieren, und es ist weitestgehend die programmierbare Logik des Mikrocontrol...

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