Bascom Basic Leseprobe

Sommer

FRANZIS

Ulli Sommer

Auf CD-ROM: Komplette Software fr den Einstieg ber 100 Quellcodes zu den Experimenten Open-Source-VB.NET-Programme zum Messen und Steuern

Mikrocontrollerprogrammieren mit

Bascom BasicMessen, Steuern, Regeln und Robotertechnikmit den AVR-Controllern

PC & ELEKTRONIK

Ulli Sommer

Mikrocontroller steuern, messen und regeln dieunterschiedlichsten Gerte, und jeder Controller ist frseine spezielle Aufgabe programmiert.

Wie Sie einen Mikrocontroller programmieren und was Siealles bentigen, um Ihre eigenen Spezial-ICs zu erstellen,erfahren Sie in diesem Buch. Es zeigt Ihnen Schritt frSchritt auf verstndliche Weise, was Sie fr den Einstieg in die ATMEL-AVR-Mikrocontrollerwelt bentigen. Sie erfahren, wie Sie bei der Hardware vorgehen mssen undwie man das Programmieren erlernt, um spter seine eigene Software zu entwickeln.

Dieses Buch baut auf dem Basic-Compiler Bascom undden ATMEL-AVRs auf. Bascom ist ein moderner Basic-Compiler mit integrierter Entwicklungsumgebung undeignet sich fr fast alle 8-Bit-AVR- und XMega-Mikrocon-troller der Firma ATMEL.

Viele Problemstellungen, die frher zeitaufwendig inAssembler oder C gelst werden mussten, knnen durchdiesen modernen Compiler blitzschnell mit wenigen Befehlen erledigt werden, und sollte dies einmal nicht ausreichen, so stellt Bascom noch die Mglichkeit des Inline-Assemblers zur Verfgung.

Die ersten Kapitel des Buches vermitteln Ihnen die Programmierung mit Bascom in einem ausfhrlichenProgrammierlehrgang. Hier werden die Befehle anhandkleiner Beispiele verdeutlicht. Hard- und Software werdendetailliert erklrt, und am Ende macht Ihnen keiner mehrein Byte fr ein Bit vor. Das erlernte Wissen aus dem Programmierkurs wird in den darauf folgenden Experi-menten kreativ und spielerisch in Mess-, Steuer- und Regelanwendungen eingesetzt. Das Buch wird Ihnen auch danach als Referenz und Nachschlagewerk ntzliche Dienste erweisen.


Bascom Basic Aus dem Inhalt: AVR: Grundlagen und

Programmierung Ausfhrlicher Bascom-

Programmier-Einsteigerkurs Schaltplan und Erklrung zu jedem

Experiment Sensoren und Aktoren anschlieen

und anwenden Von den Grundlagen bis zur eigenen

Applikation ber 100 praktische Experimente,

z. B. Ein-/Ausschaltverzgerung,Temperaturschalter, Kapazitts-messgert, GPS-Maus auslesen, Digitalvoltmeter mit AVR undVB.NET, Rasenmh-Roboter, Steuernmit VB.NET, Ultraschallsensoren,Drehzahlmesser, Transistor-LED-Dimmer, Lftersteuerung, DigitalesCodeschloss, Daten aufzeichnen mitStamp PLOT, Digitaler Datenplottermit VB.NET selbst gemacht,Bewegungsmelder, Alarmanlage,Dmmerungsschalter, Morsezeichen-Encoder, Morsezeichen-Decoder,Modellflug: Drohnen-Telemetrie-system u. v. m.

ISBN 978-3-645-65041-0

39,95 EUR [D]

Besuchen Sie uns im Internet: www.franzis.de

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Ulli Sommer

Mikrocontroller programmierenmit Bascom Basic

65041-0 Titelei 25.08.2011 15:51 Uhr Seite 1

PC & ELEKTRONIK

Mit 161 Abbildungen

Ulli Sommer




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Alle in diesem Buch vorgestellten Schaltungen und Programme wurden mit der grtmglichen Sorgfalt entwickelt, geprft und

getestet. Trotzdem knnen Fehler im Buch und in der Software nicht vollstndig ausgeschlossen werden. Verlag und Autor haften in

Fllen des Vorsatzes oder der groben Fahrlssigkeit nach den gesetzlichen Bestimmungen. Im brigen haften Verlag und Autor nur

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den Produktbezeichnungen im Wesentlichen den Schreibweisen der Hersteller.

Satz: DTP-Satz A. Kugge, Mnchen

art & design: www.ideehoch2.de

Druck: Bercker, 47623 Kevelaer

Printed in Germany

ISBN 978-3-645-65041-0


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Vorwort Mikrocontroller zu programmieren wird, wie man in den verschiedensten Foren und Fachzeitschriften beobachten kann, immer populrer. Das liegt daran, dass Mikrocontroller und zustzliche Peripheriebausteine immer gnstiger angeboten werden und an Schulen zunehmend in Mikrocontroller und Computertechnik unterrichtet wird. Schaltungen, die man frher mit mehreren ICs aufbauen musste, knnen nun in einem einzigen Mikrocontroller untergebracht werden. Das spart Zeit, Geld und Platz auf der Leiterplatte. Dieses Buch baut auf dem beliebten Basic-Compiler BASCOM-AVR mit integrierter Entwicklungs-umgebung auf. Er ist fr fast alle 8-Bit-AVR- und XMega-Mikrocontroller der Firma Atmel geeignet. BASCOM erfreut sich nicht nur bei Einsteigern, sondern auch bei Entwicklungsprofis, immer grerer Beliebtheit und stellt inzwischen schon fast einen Basic-Standard bei AVRs dar.

Viele Problemstellungen, die frher zeitaufwendig in Assembler oder C gelst werden mussten, knnen durch diesen modernen Compiler blitzschnell mit wenigen Befehlen erledigt werden. Beispielsweise gengt ein einziger Befehl, um aus einem I/O-Port eine RS232-Schnittstelle, einen IC-Bus oder einen Servoanschluss zu machen. Solche Dinge erfordern in anderen Programmier-sprachen oft einen enormen Aufwand.

BASCOM erzeugt optimierten Maschinen-Code. Es werden alle AVR-RISC-Controller mit internem RAM der Serien AT90S, ATmega und ATTiny unter-sttzt. Mit einigen Einschrnkungen sind jetzt auch ATTiny-Controller ohne SRAM mit BASCOM-AVR programmierbar. Dazu steht die $TINY-Funktion zur Verfgung.

Aus diesen Grnden ist der BASCOM Basic-Compiler ideal fr den Einstieg in die Mikrocontroller-Programmierung geeignet. Er ist trotzdem sehr leistungs-fhig und ermglicht auch optimierte komplexe Software-Entwicklungen mit Profianforderungen. Ein weiterer groer Vorteil ist, dass diese Entwicklungs-umgebung in hohem Tempo weiterentwickelt wird und die Updates kostenlos sind. So war BASCOM auch eine der ersten AVR-Entwicklungsumgebungen, die unter Vista und Windows 7 liefen.

Ich wnsche Ihnen viel Spa beim Lesen und Experimentieren mit diesem Buch!

Waidhaus, Juli 2011

Ulli Sommer

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Inhaltsverzeichnis 1 Die CD-ROM zum Buch....................................................................... 13

1.1 Inhalt der CD-ROM .............................................................. 13 1.2 GPL (General Public License)............................................... 13 1.3 Systemvoraussetzungen..................................................... 13 1.4 Updates und Support ......................................................... 13

2 Mikrocontroller-Grundlagen .............................................................. 15 2.1 Aufbau und Funktionsweise................................................ 16 2.2 Die CPU .............................................................................. 16 2.3 Arbeits- und Programmspeicher.......................................... 17 2.4 Peripherie........................................................................... 17

3 Mikrocontroller-Programmierung im Allgemeinen.............................. 19 3.1 Was ist ein Programm?........................................................ 19 3.2 Programmierung in Basic .................................................... 19 3.3 Konzept von Basic .............................................................. 20 3.4 Vor- und Nachteile von Basic .............................................. 20 3.5 Programmierung in Assembler ............................................ 20

4 bersicht ber die Atmel-8-Bit-Mikrocontroller ................................. 23 4.1 AT90Sxxx............................................................................ 23 4.2 ATmega .............................................................................. 23 4.3 ATTiny ................................................................................ 24 4.4 XMega ................................................................................ 24

5 Der ATmega88 fr die Experimente und seine Grundbeschaltung fr den Betrieb ..................................................... 25 5.1 Speicher............................................................................. 25 5.2 Die interessantesten Pins des ATmega88 auf

einen Blick ......................................................................... 26 5.3 Grundschaltung fr den Betrieb .......................................... 27 5.4 ADC (Analog Digital Converter) ............................................ 28 5.5 PWM (Pulse Width Modulation)........................................... 28 5.6 UART (Universal Asynchronous Receiver

Transmitter)........................................................................ 28 5.7 IRQ (Interrupt)..................................................................... 28 5.8 Stromversorgung des Controllers ........................................ 29 5.9 Resetbeschaltung............................................................... 29

8 Inhaltsverzeichnis

5.10 Oszillator............................................................................ 30 5.11 ISP-Anschluss zur Programmierung..................................... 30

6 Programmiergerte............................................................................ 33

7 Interessante AVR-Boards fr den Einstieg .......................................... 37 7.1 RN-CONTROL ...................................................................... 37 7.2 RN-Mega8PLUS................................................................... 38 7.3 RN-MINICONTROL ............................................................... 40

8 BASCOM installieren ......................................................................... 41

9 Der Basic-Compiler BASCOM .......................................................... 47 9.1 Landessprache auswhlen ................................................. 47 9.2 Die BASCOM-IDE................................................................. 48 9.3 BASCOM-Hilfe .................................................................... 49 9.4 BASCOM-Einstellungen....................................................... 50

10 Der erste Hardware-Test Es blinkt .................................................. 55 10.1 Was haben wir getan?......................................................... 60

11 Grundlagen des Programmierens....................................................... 61 11.1 Bits und Bytes .................................................................... 61 11.2 Grundstzlicher Aufbau eines Programms........................... 62 11.3 Sequenzieller Programmablauf ........................................... 62 11.4 Interrupt-gesteuerter Programmablauf ................................ 63

12 BASCOM-AVR Basic Programmierkurs............................................. 65 12.1 Der Aufbau eines BASCOM-Programms ............................... 65 12.2 Testaufbau mit MAX232...................................................... 65 12.3 Testaufbau mit FTDI FT232RL .............................................. 68 12.4 Test der seriellen Ausgabe.................................................. 69 12.5 Der Simulator ..................................................................... 71 12.6 Die Hardware-Simulation.................................................... 73 12.7 Kommentare im Quelltext ................................................... 74 12.8 Datentypen und Variablen .................................................. 74 12.9 Lokale und globale Variablen.............................................. 75 12.10 Variablen-Zuweisung.......................................................... 75 12.11 Arrays................................................................................. 76 12.12 Operatoren......................................................................... 77 12.13 Kontrollstrukturen .............................................................. 77 12.13.1 If Then End if ................................................................... 77 12.13.2 If Then Else End if ......................................................... 78 12.13.3 If und ElseIf ........................................................................ 79

Inhaltsverzeichnis 9

12.13.4 Select Case......................................................................... 80 12.14 Schleifen ............................................................................ 81 12.14.1 For Next .............................................................................. 81 12.14.2 Do Loop und Do Until.......................................................... 82 12.14.3 While Wend ........................................................................ 84 12.15 Funktionen, Prozeduren und Labels .................................... 84 12.15.1 Subroutinen ....................................................................... 85 12.15.2 Funktionen ......................................................................... 86 12.15.3 Gosub ................................................................................ 87 12.15.4 Goto ................................................................................... 87 12.15.5 On...................................................................................... 88 12.16 String und String-Bearbeitung............................................. 89 12.16.1 Strings................................................................................ 89 12.16.2 Ucase ................................................................................. 90 12.16.3 Lcase.................................................................................. 90 12.16.4 Bin ..................................................................................... 91 12.16.5 Hex..................................................................................... 91 12.16.6 Hexval ................................................................................ 91 12.16.7 Val ..................................................................................... 92 12.16.8 Str ...................................................................................... 92 12.16.9 String ................................................................................. 93 12.16.10 Space................................................................................. 93 12.16.11 Fusing ................................................................................ 93 12.16.12 Format................................................................................ 94 12.16.13 Len..................................................................................... 95 12.16.14 Instr ................................................................................... 95 12.16.15 Mid .................................................................................... 96 12.16.16 Split ................................................................................... 96 12.16.17 Left..................................................................................... 97 12.16.18 Right .................................................................................. 97 12.16.19 Ltrim................................................................................... 98 12.16.20 Rtrim .................................................................................. 98 12.16.21 Trim.................................................................................... 98

13 Input/Output-Konfiguration und Port-Setzen ................................... 101

14 Timer als Timer verwenden .............................................................. 109

15 Timer als Counter verwenden........................................................... 115

16 Der Analog-Digital-Wandler (ADC) .................................................... 119 16.1 Verwendung des ADC........................................................ 122


17 Externe Interrupts............................................................................ 125

18 Die UART-Schnittstelle..................................................................... 129 18.1 Ein- und Ausgeben von Daten (Input, Inkey,

Print) ................................................................................ 131 18.2 Software-UART.................................................................. 133

19 Sleep Modes.................................................................................... 135

20 Weitere Experimente und praktische Anwendungen......................... 139 20.1 Taster entprellen .............................................................. 139 20.2 Einschaltverzgerung ....................................................... 142 20.3 Ausschaltverzgerung ...................................................... 144 20.4 LEDs an den Pins des Mikrocontrollers.............................. 145 20.5 Grere Verbraucher mit Transistoren schalten................. 148 20.6 Tonerzeugung mit dem Befehl Sound................................ 150 20.7 Tne ber den 8-Bit-Timer0 erzeugen................................ 152 20.8 Morsecode-Generator ....................................................... 154 20.9 Impulszhler mit dem 8-Bit-Timer0 ................................... 157 20.10 Impulslngenmessung ..................................................... 159 20.11 PWM (Pulse Width Modulation)......................................... 161 20.12 DAC mit PWM-Ports........................................................... 165 20.13 Transistor-LED-Dimmer ..................................................... 168 20.14 LED-Dimmer mit dem 8-Bit-Timer0 .................................... 170 20.15 Softer Blinker ................................................................... 171 20.16 Zufallszahlen mit BASCOM ............................................... 173 20.17 berwachung des Personalausgangs................................ 174 20.18 RTC (Real Time Clock) ....................................................... 177 20.19 Lftersteuerung ................................................................ 178 20.20 Dmmerungsschalter........................................................ 182 20.21 Alarmanlage ..................................................................... 185 20.22 Digitales Codeschloss ...................................................... 187 20.23 Kapazittsmesser mit Autorange....................................... 190 20.24 Potenziometer professionell auslesen .............................. 193 20.25 State Machine .................................................................. 194 20.26 6-Kanal-Voltmeter............................................................. 196 20.27 Spannungs-Plotter selbst programmiert ............................ 199 20.28 StampPlot der Profi-Datenlogger zum Nulltarif ............... 201 20.29 Steuern ber VB.NET......................................................... 205 20.30 Leuchtdiodentester .......................................................... 207 20.31 GPS-Muse auslesen........................................................ 208 20.32 Temperaturschalter .......................................................... 216 20.33 Temperaturmessung mit dem LM335 ................................ 218 20.34 MIN/MAX-Thermometer .................................................... 221

Inhaltsverzeichnis 11

20.35 Temperatur-Logger............................................................ 223 20.36 LCDs und ihre Verwendung ............................................... 229 20.36.1 LC-Display Grundlagen................................................... 230 20.36.2 Polarisation von Displays.................................................. 230 20.36.3 Statische Ansteuerung, Multiplexbetrieb .......................... 231 20.36.4 Blickwinkel 6 Uhr/12 Uhr.................................................. 231 20.36.5 Reflektiv, transflektiv, transmissiv .................................... 231 20.36.6 Der Controller des LC-Displays .......................................... 232 20.36.7 Display vom Displaycontroller ansteuern .......................... 233 20.36.8 Kontrasteinstellung des Displays ...................................... 234 20.36.9 Der Befehlssatz der HD44780- und KS0066-

Controller und kompatibler Typen ..................................... 236 20.36.10 Der Zeichensatz................................................................ 237 20.36.11 Pin-Belegung der gngigen LCDs....................................... 238 20.36.12 So wird das Display mit dem Mikrocontroller

angesteuert ...................................................................... 240 20.36.13 Initialisierung der Displays ............................................... 241 20.36.14 Der Anschluss am Mikrocontroller..................................... 243 20.36.15 Der erste Test mit BASCOM ............................................... 244 20.36.16 Die LCD-Routinen von BASCOM......................................... 245 20.36.17 Eigene Zeichen mit BASCOM erstellen............................... 250 20.37 Der IC-Bus ....................................................................... 255 20.38 LCDs ber den IC-Bus verbinden...................................... 258 20.39 IC-Temperatursensor LM75.............................................. 260 20.40 Temperatursensor DS1621 ............................................... 262 20.41 IC-Portexpander mit PCF8574 .......................................... 264 20.42 Ultraschallsensoren zur Entfernungsbestimmung.............. 267 20.42.1 Der SRF02-Ultraschallsensor............................................. 267 20.42.2 Auslesen der Entfernungsdaten ........................................ 268 20.42.3 Die IC-Adresse des SRF02 ndern .................................... 271 20.42.4 Ultraschallsensor SRF08 ................................................... 272 20.43 Servos .............................................................................. 273 20.44 Schrittmotoransteuerung.................................................. 277 20.45 Impulsgeber mit der Lichtschranke CNY70 ........................ 284 20.46 Impulsgeber mit Reflexlichtschranke SFH-9102................. 286 20.47 Ein GPS-Navigationssystem fr Roboter ............................ 290 20.47.1 ATmega32 als Navigator ................................................... 291 20.47.2 Motoransteuerung ............................................................ 292 20.47.3 Track-Points programmieren ............................................. 294 20.48 Mikrocontrollergesteuerter Rasenmhroboter ................... 296 20.48.1 Das Chassis...................................................................... 299 20.48.2 Das Mhwerk.................................................................... 301 20.48.3 Sensoren.......................................................................... 304 20.48.4 Der elektronische Gartenzaun........................................... 305


20.49 RC5-4-Kanal-Relaiskarte ................................................... 310 20.49.1 Wie funktioniert die IR-Fernbedienung?............................. 310 20.49.2 Der Aufbau des RC5-Codes ............................................... 311 20.49.3 So werden die einzelnen Bits bertragen .......................... 312 20.49.4 RC5-Code mit BASCOM einlesen ....................................... 315 20.49.5 Verwirklichung der IR-Relaisplatine................................... 316 20.50 Telemetriesystem fr eine Modellflugdrohne..................... 319 Schlusswort ..................................................................................... 330

A Anhang............................................................................................ 333 A.1 Schaltzeichen................................................................... 333 A.2 Escape-Sequenzen ........................................................... 334 A.2.1 Terminal-Ausgaben........................................................... 334 A.2.2 Terminal-Befehle .............................................................. 334 A.3 ASCII-Tabelle .................................................................... 335 A.4 Reservierte Worte in BASCOM ........................................... 339 A.5 Bezugsquellen.................................................................. 342 A.6 Links ................................................................................ 343

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6 Programmiergerte Wenn Sie hauptschlich mit BASCOM und 8-Bit-Atmel-Controllern arbeiten mchten, empfehle ich, den BASCOM USB-ISP-Programmer zu verwenden. Er kann direkt mit BASCOM verwendet werden und man kann zudem auch die Fuse- und Lock-Bits unter BASCOM einstellen. Mit der USB-Schnittstelle ist er nicht nur sehr schnell bei der Programmierung, sondern erlaubt auch den Betrieb an neueren Rechnern, die meist nur noch ber USB-Schnittstellen verfgen.

Bild 6.1: BASCOM USB-ISP-Programmer.

Beziehen lsst sich der Programmer direkt vom BASCOM-Hersteller oder in Deutschland ber www.Robotikhardware.de.

Weit verbreitet ist auch der Atmel USB-ISP-Programmer MKII. Er wird nicht direkt unter BASCOM untersttzt, lsst sich aber auch dafr einrichten jedoch nicht so komfortabel wie der BASCOM-eigene Programmer. Eine Aufstellung der unter BASCOM verwendbaren Programmiergerte finden Sie unter http://avrhelp. mcselec.com/index.html?supported_programmers.htm.

34 Kapitel 6: Programmiergerte

In diesem Buch wird der BASCOM USB-ISP-Programmer verwendet. Die Art, wie bei der Programmierung vorgegangen wird, ist bei anderen Programmiergerten hnlich.

Eine kostengnstige Alternative zu kuflich erwerbbaren Programmiergerten ist der Eigenbau. Es werden nicht allzu viele Bauteile bentigt, womglich finden sich die Teile sogar in Ihrer Bastelkiste. Der zu verwendende Computer muss jedoch eine parallele Schnittstelle besitzen. Der folgende Schaltplan zeigt, wie es geht.

Bild 6.2: Parallel-Port ISP-Programmer. (Quelle: BASCOM-Hilfe)

Diese Version ist auch bei verschiedenen Elektronikversendern fr meist unter 20 kuflich zu erwerben.

Es gibt noch eine Sparversion eines Parallel-Port-ISP-Programmers. Sie ist aber mit Vorsicht zu genieen, da ein Kurzschluss der I/Os des Parallelports zu einem Defekt der Schnittstelle fhren kann. Die 330-Ohm-Widerstnde schtzen den Port nur geringfgig. Es ist also immer ratsamer, die Version mit dem Puffer-IC 74HC244 aufzubauen.

Kapitel 6: Programmiergerte 35

Bild 6.3: Der Lowcost-ISP-Programmer fr die parallele Schnittstelle.

37

7 Interessante AVR-Boards fr den Einstieg

Es gibt natrlich auch einige kostengnstige AVR-Boards zu kaufen, die den Einstieg in die AVR-Welt vereinfachen. Eine breite Palette diverser AVR-Platinen bietet die Firma Robotikhardware an. Die Module besitzen meist schon diverse Zusatzhardware wie DC-Motortreiber, Schrittmotortreiber, Funkmodule, Schalt-ausgnge mit Transistoren oder Relais. Programmiert werden die Boards wie die Eigenbauschaltung. Es folgt ein kleiner berblick verschiedenster Mikrocontrol-ler-Platinen aus dem Angebot der Firmen Robotikhardware und Atmel.

7.1 RN-CONTROL Fr den Einstieg, erste Mikrocontroller-Experimente aber auch fr konkrete Projekte wie autonome Roboter, Steuerungen und vieles mehr gibt es das Board RN-CONTROL. Bei der Entwicklung wurde besonders auf ein gutes Preis-Leistungs-Verhltnis geachtet. Trotz gnstigen Preises ist ein sehr flexibles Board fr unzhlige Anwendungsmglichkeiten entstanden. ber den IC-Bus stehen zahlreiche Erweiterungs-Boards zur Verfgung. So knnen beispielsweise die gleichen IC-Erweiterungen kombiniert werden wie beim groen RNBFRA-Board (Relaiskarte, Sprachausgabe usw.).

38 Kapitel 7: Interessante AVR-Boards fr den Einstieg

Bild 7.1: RN-Control 1.4. (Quelle: Robotikhardware)

Besonders viel Wert wurde auch auf den einfachen Aufbau und viele Experimen-tier- und Einsatzmglichkeiten gelegt. Mit diesem Board lsst sich schon ein recht ausgereifter Roboter konstruieren. Ultraschallsensoren, Infrarot-Entfer-nungssensoren, Motoren u. v. m. knnen direkt angeschlossen werden. Da das Board auch in der Community Roboternetz recht beliebt ist, findet man dort viele Tipps und Programme.

7.2 RN-Mega8PLUS Der Nachfolger des RN-Mega8-Boards, jetzt mit Funkmodulsteckplatz und weiteren Optimierungen. Dieses Nachfolge-Board wurde speziell zum Experimen-tieren mit den Mikrocontrollern Mega8 und Mega168 entworfen.

7.2 RN-Mega8PLUS 39

Bild 7.2: RN-Mega8PLUS. (Quelle: Robotikhardware)

Die Controller Mega8 und Mega168 eignen sich wegen ihres gnstigen Preises und ihrer geringen Baugre fr zahlreiche Aufgaben, bei denen ein Mega16 oder ein Mega32 berdimensioniert wre. Im Bereich Robotik kann dieser Con-troller ideal auch als Co-Controller fr Servosteuerung, Motorsteuerung, Dis-play-Ausgabe, Sensorberwachung und vieles mehr eingesetzt werden. Oft sind kaum externe Bauteile notwendig. Um den Controller jedoch fr eine spezielle Aufgabe programmieren zu knnen, bedarf es einer Entwicklungsumgebung die quasi alle Ports steckbar zugnglich macht, also auch die visuelle berwachung der Port-Zustnde erlaubt.

Fr diese Aufgabe ist RN-Mega8PLUS ideal. Ganze 20 Ports knnen gleichzeitig visuell ber Leuchtbalken berwacht werden. Nahezu alle Ports sind ber einfa-che Steckklemmen erreichbar. Zudem verfgt das Board ber jeweils einen genormten LCD-Display-, IC-Bus-, RS-232-, Servo- und ISP-Anschluss.

Eine Besonderheit von RN-Mega8PLUS ist der Steckplatz fr ein EasyRadio-Funkmodul. Dadurch wird das Board funkkompatibel zu RN-Mega128Funk, RN-Steuerung und RN-Funk. So knnen Daten mit anderen Boards oder PCs per Funk ausgetauscht werden. Das Funkmodul ist optional ber www.robotikhardware.de beziehbar es wird nur eingesteckt und man kann los-legen.

40 Kapitel 7: Interessante AVR-Boards fr den Einstieg

7.3 RN-MINICONTROL Dieses Controllerboard zeichnet sich durch seine kompakte Gre (nur 5 cm x 7,8 cm) und sehr geringen Strombedarf aus. Besonders viel Wert wurde auch auf die vielseitigen Anschlsse gelegt. Nahezu alle Ports stehen dem Anwender somit zur Verfgung. Besonders gnstig sind die wichtigen AD-, Interrupt-, Timer- und PWM-Ports auf die Stecker verteilt worden. So lassen sich Servos, Drehgeber und RC-Empfnger, aber auch Motortreiber (Doppel-H-Brcken wie RN-VN2Dualmotor) oder LCDs direkt anschlieen. Natrlich steht auch der IC-Bus zur Verfgung. Alle Stecker sind zudem kompatibel zu den Roboternetz-Defini-tionen.

Bild 7.3: RN-MINICONTROL. (Quelle: Robotikhardware)

Obwohl das Board, wie auch der groe Bruder RN-Control, zum Experimen-tieren als Haupt-Board verwendet werden kann, ist es in erster Linie als praktisch einsetzbares Zusatz-Board fr echte Projekte gedacht.

RN-MINICONTROL ist als kostengnstiges Co-Controllerboard ideal als Zweit- oder Dritt-Board in Projekten (Roboter etc.). Ein besonderes Feature sind zwei Stiftleisten auf der Unterseite. Dadurch kann das Board auf ein anderes Board wie RN-VNH2Dualmotor oder Lochrasterplatinen aufgesteckt werden. Das Board ist mit dem leistungsstarken Controller ATmega168 ausgestattet. Er ist weitgehend kompatibel zum ATmega8, daher kann wahlweise auch ein ATmega8 bestckt werden. Der Mega168 bietet jedoch weit mehr Features: 6x PWM, drei Timer, 16 KB Speicher und Interrupt an jedem Pin.

65

12 BASCOM-AVR Basic Programmierkurs

Wer mit BASCOM seine ersten Programmierschritte wagt, sollte diese Kapitel genauer studieren und die Beispiele ausprobieren, bis er sie versteht. Dieser Grundlagenkurs der BASCOM-Programmierung legt den Grundstein fr weitere Programme. Lassen Sie nicht gleich den Kopf hngen, wenn etwas nicht auf Anhieb klappt. Auch im Profibereich funktioniert nicht immer alles beim ersten Mal. Die Freude ist umso grer, wenn ein Versuch nach mehreren Anlufen endlich klappt, und man kann dabei nur lernen.

12.1 Der Aufbau eines BASCOM-Programms Infotexte und Programmbeschreibung (Header)

Prozessorangaben und Konfiguration

Konfiguration der seriellen Schnittstelle

Port, ADC, Timer, PWM-Konfiguration

Variable anlegen, Alias fr Ports

Interrupts aktivieren

Hauptschleife

Eigene Prozeduren, Routinen und IRQ-Routinen

Daten fr LCD-Character oder Tabellen

Include Files

12.2 Testaufbau mit MAX232 An dieser Stelle schreiben wir gleich das nchste BASCOM-Basic-Programm. Tippen Sie zur bung den Quelltext einfach ab oder entnehmen Sie den Quell-code der CD-ROM unter Beispiele. Das Programm bentigt das interne Termi-nalprogramm von BASCOM und einen passenden Schnittstellenwandler (z. B. MAX232) oder einen USB-zu-UART-Brckenchip (z. B. FT232RL oder CP2102). Eine Beispielschaltung dazu zeigt der folgende Schaltplan.

66 Kapitel 12: BASCOM-AVR Basic Programmierkurs

Bild

12.

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X232

.

12.2 Testaufbau mit MAX232 67

Es gibt verschiedene MAX232-Typen. Neuere Typen bentigen nur noch kleine Kondensatoren wie hier 100 nF. Im Datenblatt zu Ihren verwendeten Schnitt-stellenwandlern finden Sie die passenden Werte.

Der Schnittstellenwandler setzt das RS-232-Signal vom PC (+/-12 V) in ein 0/5-V-Signal fr den Mikrocontroller um.

Wichtig zu wissen ist, dass die Sender-/Empfngerleitungen gedreht sind (dem Nullmodemkabel hnlich). Der Sender muss mit dem Empfnger (TxD -> RxD) verbunden werden.


12.3 Testaufbau mit FTDI FT232RL

Bild

12.

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DI.

12.4 Test der seriellen Ausgabe 69

Alternativ gibt es diverse Konverter wie den Mini-USB-zu-UART-Converter der Firma Conrad zu kaufen. Diesen Konverter kann man einfach in eine Lochras-terplatine lten und mit dem Controller verbinden.

Bild 12.3: USB-zu-UART-Konverter der Firma Conrad Electronic SE; Bestellnummer: 197326. (Quelle: Conrad Electronic SE)

Mehr Informationen zur seriellen Schnittstelle (UART) folgen im Kapitel 18.

12.4 Test der seriellen Ausgabe Nachdem Sie die Schaltung um einen Schnittstellenkonverter ergnzt haben, starten Sie nach dem bertragen auf den Controller das Terminal unter Werk-zeuge oder mit STRG+T und klicken zur Sicherheit noch mal auf Reset oder drcken Sie die Tastenkombination SHIFT+F4. Jetzt werden Sie aufgefordert, die erste Zahl (0 bis 255) einzugeben. Drcken Sie nach der Eingabe Return. Geben Sie nun die zweite Zahl ein und besttigen Sie diese Eingabe erneut mit Return. BASCOM gibt das Ergebnis der Addition der beiden Zahlen aus. Nach der Ausgabe beginnt die LED an Portb.1 zu blinken. Durch Drcken des Tasters S2 beginnt das Programm erneut.

Beispiel: erstes Programm.bas

' Das ist das erste Programm mit Bascom Basic $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200

Led Alias Portb.1

Config Led = Output

Led = 0

S2 Alias Pind.2

Config S2 = Input


Portd.2 = 1

Const Pi = 3.14

Dim Byte1 As Byte

Dim Byte2 As Byte

Dim Ich_bin_eine_variable As Word

Declare Function Testfunktion(byval A As Byte , Byval B As Byte)

As Word

Declare Sub Led_toggle()

' Hauptprogramm Do

' Hier steht das eigentliche Programm ' In der Funktion wird der Wert berechnet und ' an "ich bin eine Variable" bergeben.

Print "Zwei Zahlen mit Bascom addieren"

Print

Input "Ersten Wert eingeben: " , Byte1

Input "Zeiten Wert eingeben: " , Byte2

Ich_bin_eine_variable = Testfunktion(byte1 , Byte2)

Print "Ergebnis = " ; Ich_bin_eine_variable ; Chr(10) ; Chr(13)

Print "Taste S2 druecken um fortzufahren!" ; Chr(10) ; Chr(13)

Do

Led_toggle

Loop Until S2 = 0

Loop

End

Function Testfunktion(a As Byte , B As Byte) As Word

Testfunktion = A + B

End Function

Sub Led_toggle()

Toggle Led

Waitms 250

End Sub

Das Programm enthlt bereits die wichtigsten Grundzge eines sequenziellen Programms. Zuerst wird BASCOM mitgeteilt, welcher Controller verwendet wird.

12.5 Der Simulator 71

Danach wird die Taktfrequenz auf 16 MHz festgelegt und die Geschwindigkeit der UART-Schnittstelle eingestellt.

Mit dem Befehl Alias wird den I/O-Pins ein Name zugeteilt (z. B. LED). Ver-wenden Sie auch in Ihren Programmen den Alias-Befehl. Das macht den Quell-code lesbarer.

Mit Config = Input oder Output teilt man BASCOM mit, ob wir den Pin als Aus- oder Eingang verwenden mchten. Wird der Pin als Ausgang verwendet, muss man ihn als PORT benennen. Mchte man den Pin als Eingang verwenden, muss man bei der Zuweisung PIN schreiben. Wird der I/O als Eingang benutzt, muss man (in unserem Fall) noch den internen Pull-up-Widerstand aktivieren, da die Taster gegen Masse schalten. Dies geschieht mit Portd.2 = 1. Hier darf man nicht PIN schreiben, auch wenn der Pin eigentlich ein Eingang ist.

Jetzt werden die Konstanten und Variablen angelegt und die Funktionen und Subroutinen bekannt gegeben.

Nun beginnt das eigentliche Programm. Es luft in einer Do-Loop-Schleife, die nie verlassen wird. Der Befehl Print gibt zuerst eine Information ber die UART-Schnittstelle aus, das zweite Print generiert eine Leerzeile. Bei den danach folgenden Prints ist ein chr(10) ; chr(13) angefgt. Das erfllt den gleichen Zweck wie ein zustzliches Print.

Der Befehl Input wartet nun so lange, bis eine Eingabe erfolgt ist und diese mit Return abgeschlossen wurde. Der eingegebene Wert wird in die Variable hinter dem String Byte1 und Byte2 abgelegt. Nun wird das Ergebnis berechnet, indem die beiden Werte von Byte1 und Byte2 in die Funktion mit dem Namen Test-funktion bergeben werden. Das Ergebnis steht nun in der Variablen mit dem Namen Ich_bin_eine_Variable.

Das errechnete Ergebnis wird nun mit Print ber die serielle Schnittstelle ausge-geben. Jetzt springt das Programm in eine Do-Loop-Until-Schleife. In dieser Schleife wird so lange die Subroutine Led_toggle aufgerufen, bis der Taster S2 gedrckt wird. Erst wenn die Bedingung S2 = 0 (Taster gegen Masse geschaltet) erfllt ist, wird diese Schleife wieder verlassen. In der Subroutine Led_toggle wird mithilfe des Toggle-Befehls die LED zum Blinken gebracht.

12.5 Der Simulator BASCOM besitzt einen sehr guten und vor allem einen sehr komfortablen Simulator, der es ermglicht, die Programme auch ohne Hardware zu testen und zu simulieren.


Um in den Simulator zu gelangen, drcken Sie die Taste F2 oder gehen Sie unter Programmieren auf Simulator. Ein kleines Beispiel wird Ihnen nun den Umgang mit dem BASCOM-Simulator erklren.

Bild 12.4: Der BASCOM-Simulator.

Beispiel: Simulator.bas

Bascom Simulator $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200

Config Portb.1 = Output

Cls

Locate 1 , 1

Lcd "Bascom ist"

Locate 2 , 2

Lcd "super!"

Dim X As Byte

For X = 1 To 10

12.6 Die Hardware-Simulation 73

Print X

Next

X = 0

Input "Eine Zahl eingeben: " , X

Print "Die Zahl war: " ; X

End

Wenn Sie das Programm nun kompilieren und den Simulator aufrufen, sehen Sie bereits, ob es funktioniert. Drcken Sie dazu auf Play oder F5, wird links im Pro-grammcode Fenster ein kleiner Pfeil angezeigt, der die Stelle zeigt, an dem sich das Programm derzeit befindet.

Bild 12.5: Die Hardware-Simulation.

12.6 Die Hardware-Simulation Alle Variablen und Registerinhalte knnen im Simulator berwacht und simu-liert werden. Spielen Sie ruhig ein wenig mit dem Simulator herum. Es kann auch die Hardware wie das LCD, ADC usw. simuliert werden. Probieren Sie hin und wieder die Beispiele auch im Simulator aus, um sich mit ihm vertraut zu machen.

Im mittleren Teil des Simulators sehen Sie ein kleines Terminal. Hier werden die Werte ausgegeben und auch die Eingaben knnen darber erfolgen.


12.7 Kommentare im Quelltext Wer sein Programm auch spter noch richtig lesen und verstehen mchte, sollte seinen Quelltext exakt dokumentieren. Die Dokumentation kann man bersicht-lich im Quellcode selbst erstellen. Dazu gibt es unterschiedliche Kommentar-zeichen, die man dazu verwenden kann, normale Texte auszuklammern. In den Standardeinstellungen von BASCOM erscheint ein auskommentierter Text in Grn.

Beispiel: Kommentar.bas

' Ich bin ein einzeiliger Kommentar

REM Auch ich bin ein einzeiliger Kommentar

' (

Ich bin ein mehrzeiliger Kommentar, der immer lnger und lnger wird ' )

12.8 Datentypen und Variablen Jedes Programm besteht aus verschieden Variablen externen, die entweder von der Auenwelt wie von einem ADC oder I/O-Port stammen, oder internen, die man zur Verrechnung im Programm bentigt, um daraus wieder eine Ausgabe ber ein LCD, einen Port, eine RS-232 etc. zu machen. Fr die Programmierung stehen verschiedene Variablen-Typen wie Byte, Word, Integer usw. (siehe BASCOM-Hilfe) zur Verfgung. Diese mssen vor der Verwendung immer defi-niert werden. Das kann als Konstante oder als Variable geschehen.

Variablen-Namen=

In BASCOM-Basic-Variablen-Namen wird nicht zwischen Gro- und Kleinschrei-bung unterschieden. Auerdem ist der Unterstrich _ zugelassen. Dieser wird oft benutzt, um lange Variablen-Namen lesbarer zu machen. Schlsselwrter wie If, While usw. drfen als Variablen-Namen nicht verwendet werden. Globale Vari-ablen und Funktionen drfen nicht denselben Namen besitzen. Auerdem knnen Funktionen innerhalb des Bezugsrahmens einer lokalen Variablen nicht benutzt werden, wenn sie denselben Namen wie die Variablen besitzen.

12.9 Lokale und globale Variablen 75

12.9 Lokale und globale Variablen Wenn eine Variable innerhalb einer Funktion, einer Prozedur, oder als Argument einer Funktion deklariert wird, ist sie lokal eingebunden. Dies geschieht dann nicht mit Dim, sondern mit der Anweisung Local. Das bedeutet fr uns, dass die Variable nur innerhalb dieser Funktionsdefinition existiert. Eine auerhalb einer Funktion deklarierte Variable wird als globale Variable bezeichnet. Sie ist fr alle Funktionen innerhalb unseres Programms definiert, einschlielich der Funktio-nen, die in anderen Dateien definiert sind (Include Files).

12.10 Variablen-Zuweisung Eine Variable in BASCOM kann als Hex-, Dezimal- oder Binrzahl, als String oder als String Array angegeben werden. In der folgenden Auflistung sehen Sie, welche Variablen-Typen mglich sind und wie viel Speicher dabei belegt wird.

Bit (1/8 Byte) kann den Zustand 1 oder 0 speichern.

Byte (1 Byte) kann Werte von 0 bis 255 aufnehmen.

Integer (zwei Bytes) kann Werte von 32.768 bis +32.768 aufnehmen (16 Bit Integer).

Word (zwei Bytes) kann Werte von 0 bis 65.535 annehmen.

Long (4 Bytes) kann Werte von 2.147.483.648 bis 2.147.483.647 annehmen (32 Bit Long).

Single-Variablen knnen Werte mit 32 Bit und Vorzeichen speichern. Der Bereich liegt zwischen 1,5 x 1045 und 3,4 x 1038.

Double knnen Werte mit 64 Bit speichern. Der Bereich liegt zwischen 5,0 x 10324 und 1,7 x 10308

String(bis zu 254 Bytes)-Variablen speichern Bytes mit einer 0 Terminierung ab. Wenn man 10 Zeichen in einen String schreiben mchte, muss man das String-Array mit einer Lnge von 11 spezifizieren.

Beispiel: Variablen Zuweisung.bas

Const PI = 3.14 ' Konstante PI

Dim Variable As Byte ' Byte-Variable, Sie kann Werte von 0 bis ' 255 annehmen

Dim Var(9) As Byte ' Byte Array, hat eine hnliche Bedeutung ' wie 10x ein Byte


' mit Dim Var X As Byte zu erstellen. ' Das jeweilige Byte ' wird ber den Index angesprochen: Var( x) ' Die Arrays der Pro werden von 0 aus gezhlt!

12.11 Arrays Ein Array (Feld) ist eine Anordnung von Variablen. Array bezeichnet in der Informatik eine Datenstruktur. Mithilfe eines Arrays knnen Daten eines blicherweise einheitlichen Datentyps (Byte, Word usw.) geordnet so im Speicher eines Computers abgelegt werden, dass ein Zugriff auf die Daten ber einen Index mglich wird. Der Index fr ein Array startet bei BASCOM mit 1, bei anderen Compilern beginnt der Index mit 0. Zudem untersttzt BASCOM derzeit nur eindimensionale Arrays.

Bild 12.6: So kann man sich die Anordnung der Variablen im Speicher vorstellen.

Beispiel: Arrays.bas

' Bascom Arrays $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200

Dim X(10) As Byte

Dim Y As Byte

For Y = 1 To 10

X(y) = Y

Next

For Y = 1 To 10

Print X(y)

Next

End

12.12 Operatoren 77

Das obige Beispiel verdeutlicht die Verwendung von Arrays. Erst werden dem Array ber den Index die Werte der For-Next-Zhlschleife zugewiesen (1 bis 10), danach werden die gespeicherten Werte ausgegeben.

12.12 Operatoren Jeder Datentyp verfgt ber einige spezifische Operatoren, die angeben, welche Operationen auf den Typ angewendet werden knnen. Die folgende Auflistung zeigt eine Auswahl der BASCOM-Operatoren.

Arithmetik: Grundrechenarten

Vergleich: grer/kleiner usw.

Bitweise Arithmetik: And, Or, Xor, usw.

Boolesche Arithmetik: logische And-, Or-, Xor-Verknpfung, usw., (wahr/falsch)

Ganze Zahlen: Char, Byte, Word, Integer, Long

Fliekommazahlen: Single, Double

Arithmetische Funktionen: Sin, Cos, Tan, usw.

Sehen Sie dazu auch in der Hilfe von BASCOM nach.

12.13 Kontrollstrukturen Jedes Programm bentigt, um auf Ereignisse reagieren zu knnen, Bedingungen, sogenannte Kontrollstrukturen. Diese werden mit If Then Else End If angegeben. Die Ausgaben der Beispielprogramme erfolgen ber das BASCOM-Terminalprogramm. Laden Sie die Beispiele auf das Mikrocontroller-Board und starten Sie danach das Terminalprogramm.

12.13.1 If Then End if If [Variable A] = [Variable B] Then

' Hier steht der Code, der bei der Bedingung A=B ausgefhrt ' wird End If


Beispiel: If Then.bas

$regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200

Dim X As Byte

Main:

X = X + 1

If X = 10 Then

Print "X ist jetzt 10!"

Goto Ende

End If

Goto Main

Ende:

Print "fertig!"

End

Der Programmcode durchluft so lange die Goto-Main-Schleife, bis X gleich 10 ist. Erst dann wird der Programmteil zwischen If und End If ausgefhrt. Sie sehen: Mit If Then kann man einfach Programmverzweigungen realisieren.

12.13.2 If Then Else End if If [Variable A] > [Variable B] Then

' Code, der ausgefhrt werden soll Else ' Oder wenn A nicht grer B ' Code, der ausgefhrt werden soll End If

Beispiel: Else.bas


$crystal = 16000000

$baud = 19200

Dim X As Byte

Main:

X = X + 1

If X

12.13 Kontrollstrukturen 79

Else

Print "X ist bereits 10, Juhu!"

End If

End

Mit der Else-Anweisung kann man eine Alternative anbieten. Das Programm gibt so lange den Wert von X aus, bis X den Wert 10 erreicht hat. Erst wenn X grer/gleich 10 ist, wird der Programmteil zwischen Else und End if ausgefhrt.

12.13.3 If und ElseIf Eine weitere Mglichkeit der mehrfachen Verschachtelung von If-Anweisungen ist ElseIf. Hier knnen unterschiedliche Zustnde der Variablen abgefragt wer-den. Je nach Wahrheit (true oder false) wird der entsprechende Abschnitt in der ElseIf-Anweisung ausgefhrt.

If [Variable A] [Variable B] Then

' Code, der ausgefhrt werden soll ElseIf [Variable A] > [Variable B] Then

' Code, der ausgefhrt werden soll ElseIf [Variable A] < [Variable B] Then

' Code, der ausgefhrt werden soll End If

Beispiel: ElseIf.bas


$crystal = 16000000

$baud = 19200

Dim X As Byte

Main:

X = X + 1

If X = 1 Then

Print "X = 1"

Elseif X = 2 Then

Print "X = 2"

Elseif X = 3 Then

Print "X = 3"

Else

Print "X = 4, Fertig!"

Goto Ende

End If


Goto Main

Ende:

End

Je nach Wert der Variablen X ist der ausgegebene Text anders.

12.13.4 Select Case hnlich der ElseIf-Anweisung verhlt sich der Befehl Select Case. Auch hier wird, je nachdem, welcher Wert true ist (also der Wahrheit entspricht), der entspre-chende Codeabschnitt ausgefhrt. Alternativ kann mit Case Else eine Alternative angeboten werden, sollte nichts innerhalb von Case zutreffen.

Select Case [Variable]

Case 1

' Code, der ausgefhrt werden soll, Variable = 1 Case Is > 10

' Code, der ausgefhrt werden soll, Variable >10

Case Else

' Alternativ-Code, wenn alle anderen Bedingungen nicht ' zutreffen

End Select

Beispiel: Select Case.bas


$crystal = 16000000

$baud = 19200

Dim Zahl As Byte

Main:

Input "Geben Sie eine Zahl ein: " , Zahl

Select Case Zahl

Case 1

Print "Zahl ist 1"

Case 2 To 10

Print "Die Zahl liegt zwischen 2 und 10"

Case Is > 10

12.14 Schleifen 81

Print "Die Zahl ist groesser 10"

Case Else

Print "Die Zahl ist Null"

End Select

Goto Main

Geben Sie in diesem Programm eine Zahl zwischen 0 und 255 ein. ber Select Case wird Ihnen BASCOM eine Antwort darauf geben, in welchem Bereich sich die Zahl befindet. Der zustzliche Befehl Input dient zur Eingabe ber das Terminalprogramm. Er gibt den Textstring Geben Sie eine Zahl aus: aus und bergibt Ihre Eingabe der Variablen mit dem Namen Zahl.

12.14 Schleifen Bei der Programmierung werden hufig Programmschleifen bentigt, z. B. um Dezimal- oder Binrzhler oder eine Hauptschleife zu realisieren. Es wird viel-leicht auch die serielle Schnittstelle so lange ausgelesen, wie Zeichen im Puffer sind um nur einige zu nennen. Es gibt dafr verschieden Schleifentypen. Jede von ihnen hat ihre Eigenheiten.

12.14.1 For Next Die For-Next-Schleife zhlt innerhalb eines angegeben Wertebereichs die Variable X hoch oder herunter. Dabei knnen bestimmte Schrittweiten (Steps) vorgegeben werden.

' Diese Schleife zhlt von Var1 bis Var2 mit einer Schrittweite ' von 1 For X = [Var1] To [Var2]

'Code, der 10-mal durchlaufen werden soll

Next

' Die Variable X wird jetzt immer um 2 erhht For X = [Var1] To [Var2] Step 2

' Code, der durchlaufen werden soll Next

' Variable X wird von Var1 auf Var2 heruntergezhlt ' (Schrittweite 1) For X = Var1 To Var2 Step -1

' Code, der durchlaufen werden soll Next


Beispiel: For Next.bas


$crystal = 16000000

$baud = 19200

Dim Zahl As Byte

Dim X As Byte

Input "Wie weit soll ich zaehlen? " , Zahl

Print "Ich zaehle bis " ; Zahl

For X = 1 To Zahl

Print X

Next

Input "Wie weit soll ich zaehlen? " , Zahl

Print "Ich zaehle bis " ; Zahl ; " Schrittweite = 2"

For X = 1 To Zahl Step 2

Print X

Next

Input "Mit welcher Zahl soll ich beginnen? " , Zahl

Print "Ich beginne mit " ; Zahl

For X = Zahl To 1 Step -1

Print X

Next

Print "fertig!"

End

bertragen Sie das Beispiel auf den Controller und starten Sie wieder das Termi-nalprogramm. Das Programm wird Sie nach einer Zahl fragen. Geben Sie einen Wert zwischen 1 und 255 ein. Die Variable X wird bei jedem Durchlauf ausgege-ben und zeigt Ihnen, was bei der For-Next-Schleife genau passiert. Sie werden sehen, dass wir bei einer For-Next-Schleife eine definierte Anzahl von n Durch-lufen mit einer gewnschten Schrittweite realisieren knnen. Mit dem Befehl Exit For knnen Sie die Schleife auch vorzeitig verlassen.

12.14.2 Do Loop und Do Until Weitere Varianten einer Schleife sind die Do-Loop- und die Do-Loop-Until-Ver-sion. Die Do-Loop-Until-Version wird einmal durchlaufen und prft erst nach einem Durchlauf, ob die Bedingung erfllt ist. D h., diese Schleife wird mindes-tens einmal durchlaufen. Die reine Do-Loop-Schleife wird gern fr Endlosschlei-fen eingesetzt. Auch die Do-Loop-Schleife kann mit Exit-Do-Anweisung abgebro-chen werden.

12.14 Schleifen 83

' Endlosschleife Do

' Was auch immer wir hier tun wollen Loop

' Endlosschleife mit bedingtem Abbruch Do

Variable = Variable + 1

If Variable > 10 Then Exit Do

Loop

' Do Loop Until Do

Variable = Variable + 1

Loop Until Variable > X

Beispiel: Do Loop.bas

' Bascom Do Loop $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200

Dim X As Byte

X = 0

Do

X = X + 1

Print X

If X > 9 Then Exit Do

Loop

X = 0

Do

X = X + 1

Print X

Loop Until X > 9

Print "fertig!"

End

Endlosschleifen werden z. B. fr das Hauptprogramm verwendet, da sonst das Programm nach einem Durchlauf beendet wre.


12.14.3 While Wend Eine Schleifenvariante, die nur durchlaufen wird, wenn die Bedingung erfllt ist (true), ist die While-Wend-Schleife. Sie prft zu Beginn, ob die Bedingung erfllt ist.

Beispiel: While Wend.bas

' Bascom While Wend $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200

Dim X As Byte

X = 0

While X < 10

X = X + 1

Print X

If X > 5 Then Exit While

Wend

While X < 3

X = X + 1

Print X

Wend

Print "fertig!"

End

Hier wird nur die erste While-Wend-Schleife durchlaufen. Die zweite Schleife wird nicht durchlaufen, weil X bereits grer 3 ist. Auch dieser Schleifentyp kann vorzeitig mit einer Exit-Anweisung beendet werden. In unserem Beispiel dann, wenn X grer 5 ist.

12.15 Funktionen, Prozeduren und Labels Funktionen bentigt man immer wieder. Sie machen das Programm wesentlich bersichtlicher, und auch eigene Befehle knnen damit verwirklicht werden. Man kann eigene Funktionen und Prozeduren (Unterprogramme ohne Rckgabe-wert), die man immer wieder bentigt, selbst schreiben und in kommenden Pro-jekten wiederverwenden (Modularitt). Der Unterschied zwischen Funktion und Prozedur, oder allgemein Routine (Sub Routine) genannt, ist, dass eine Funktion im Gegensatz zu einer Prozedur einen Rckgabewert besitzt. In einer Funktion kann man z. B. eine mathematische Berechnung durchfhren, die das Ergebnis an eine Variable zurckgibt.

12.15 Funktionen, Prozeduren und Labels 85

' Am Programmanfang muss die Prozedur bekanntgegeben werden. Declare Sub Unterroutine_xyz(Variablen, die Sie bergeben

mchten)

' Die eigentliche Prozedur Sub Unterroutine_xyz(Variablen, die Sie bergeben mchten)

' Hier knnten wir z. B. einen Port setzen End Sub

Der Aufruf in BASCOM geschieht nur durch die Eingabe des Prozedurnamens, in unserem Fall Unterroutine_xyz oder, wenn man Variablen bergeben mchte: Unterroutine(Variablen die bergeben werden sollen).

Achtung: Hier muss man auf den HW Stack, Soft Stack und die Frame Size achten! Werden diese zu klein ausgelegt, knnen Funktionen und Routinen nicht richtig behandelt werden. In der BASCOM-Hilfe findet man mehr darber.

Original Konfiguration

$hwstack = 32 '

default use 32 for the hardware stack

$swstack = 10

'default use 10 for the SW stack

$framesize = 40

'default use 40 for the frame space

besser

$hwstack = 64

$swstack = 20

$framesize = 80

12.15.1 Subroutinen Beispiel: Sub.bas

' Bascom Unterprogramme Subs $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200

Dim X As Byte


Declare Sub Ausgabe_1()

Declare Sub Ausgabe_2()

Ausgabe_1

Ausgabe_2

End

Sub Ausgabe_1()

Print "Ausagbe 1"

End Sub

Sub Ausgabe_2()

Print "Ausgabe 2"

End Sub

12.15.2 Funktionen ' Am Programmanfang muss die Funktion bekanntgegeben werden. Declare Function Funktion_xyz(Variablen die bergeben werden)

Rckgabe Variable

' Die eigentliche Funktion Function Funktion_xyz(Variablen die bergeben werden) Rckgabe

Variable

' Hier knnten wir z. B. eine Berechnung durchfhren End Function

Beispiel: Function.bas

Bascom Funktionen $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200

Dim X As Word

Declare Function Addiere(byval A As Byte , Byval B As Byte) As

Word

X = Addiere(10 , 13)

Print "Das Ergebnis = " ; X

End

Function Addiere(byval A As Byte , Byval B As Byte) As Word

Addiere = A + B

End Function

12.15 Funktionen, Prozeduren und Labels 87

Innerhalb der Klammer stehen die bergabeparameter, nach der Klammer wird definiert, um welchen Variablen-Typ die Rckgabe erfolgen soll.

Je nachdem, wie eine Variable in einer Prozedur oder Funktion bergeben wer-den soll, muss die Zuweisung als Byval oder Byref erfolgen. Dazu finden Sie noch mehr Informationen in der Hilfe zu BASCOM.

12.15.3 Gosub Eine weitere Mglichkeit ist es, die Unterprogramme ohne bergabe- oder Rckgabewert ber Gosub anzuspringen. Hier muss die Prozedur nicht zuvor am Anfang des Programms bekannt gegeben werden.

' Der Aufruf der Routine Gosub Test_Routine

' Die Routine Test_Routine:

' auszufhrender Programmcode Return

Beispiel: Gosub.bas

' Bascom Gosub $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200

Dim X As Byte

Gosub Zaehlen

End

Zaehlen:

For X = 1 To 10

Print X

Next

Return

12.15.4 Goto Eine weitere praktische aber mittlerweile veraltete Anweisung ist Goto (= gehe zur Markierung xxx). Dieser Befehl stammt aus Zeiten, in denen Basic-Pro-gramme noch mit Zeilennummern und Sprngen geschrieben wurden. Es gibt zwar in unserem Basic noch die Mglichkeit, Zeilennummern anzuzeigen, aber sie dienen nur noch zur Orientierung und haben mit dem Programmablauf


nichts zu tun. Doch kann es hin und wieder sinnvoll sein, den Goto-Befehl zu verwenden. Er bentigt nur sehr wenig Ausfhrungszeit, da er in Assembler direkt ausgefhrt werden kann. In den obigen Beispielen haben wir den Befehl Goto immer wieder fr Endlosschleifen und zum Beenden des Programms ver-wendet. Wenn Sie im Besitz eines Oszilloskops sind, knnen Sie mit dem folgen-den Beispiel sehen, wie schnell der BASCOM und der kleine ATmega88 mit dem 16-MHz-Oszillator ist. ber eine Goto-Schleife wird der Portb.1 ein- und ausge-schaltet. Dabei wird eine Frequenz von knapp 3 MHz erreicht, was ein sehr guter Wert fr ein Basic-Programm ist.

Start: ' Label anstatt Zeilennummer ' Code, der ausgefhrt werden soll Goto Start ' Sprung zum Label Start

Beispiel: Goto.bas

' Bascom Goto $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

Config Portb.1 = Output

Portb.1 = 0

Main:

Portb.1 = 1

Portb.1 = 0

Goto Main

TIPP: Goto kann man sehr gut zum Abbrechen, fr einen Programmneustart oder zur Fehlerbehandlung nutzen.

12.15.5 On Eine weitere Verzweigung zu den bereits aufgefhrten Varianten ist die On-Ver-zweigung. Je nachdem, welchen Wert die Variable angenommen hat, wird das dementsprechende Label angesprungen. Der Index der Variablen beginnt mit 0.

' Wenn eine Variable dem Wert entspricht (true), springe zu Label x. On [Var] Goto [Label 0], [Label 2],... [Label n]

End if

Beispiel: On.bas

' Bascom On $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

12.16 String und String-Bearbeitung 89

$baud = 19200

Dim X As Byte

Do

Input "Welches Label (0 bis 2): " , X

On X Gosub Label0 , Label1 , Label2

Loop

End

Label0:

Print "Label 0"

Return

Label1:

Print "Label 1"

Return

Label2:

Print "Label 2"

Return

12.16 String und String-Bearbeitung Unter Strings versteht man eine Zeichenkette mit einem Character als Variab-leninhalt. In einem String knnen ASCII-Zeichen oder ganze ASCII-Zeichenket-ten abgespeichert werden. Kurz gesagt: Strings sind Character-Arrays.

12.16.1 Strings ' String mit der Lnge 1, er kann nur 1 Zeichen enthalten Dim Text as string * 1

' String mit der Lnge 10, er kann 10 Zeichen enthalten Dim Text as string * 10

Beispiel: Strings.bas

' Bascom Strings $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200

Dim Text1 As String * 1


Dim Text2 As String * 10

Text1 = "A"

Text2 = "1234567890"

Print Text1

Print Text2

End

12.16.2 Ucase Mit Ucase konvertiert man einen String von Klein- in Grobuchstaben.

Beispiel: Ucase.bas

' Bascom Strings (Ucase) $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200

Dim A As String * 10

Dim B As String * 10

A = "franzis"

B = Ucase(a)

Print B

End

12.16.3 Lcase Mit Lcase konvertiert man einen String von Gro- in Kleinbuchstaben.

Beispiel: Lcase.bas

' Bascom Strings (Lcase) $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200



A = "FRANZIS"

B = Lcase(a)

Print B

End


12.16.4 Bin Mit Bin wandelt man ein Byte in einen binren String um.

Beispiel: Bin.bas

' Bascom Strings (Bin) $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200


Dim B As Byte

B = 42

A = Bin(b)

Print A

End

12.16.5 Hex Mit Hex konvertiert man ein Byte in einen Hex-String.

Beispiel: Hex.bas

' Bascom Strings (Hex) $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200

Dim A As Integer

Dim B As String * 4

A = 1023

B = Hex(a)

Print B

End

12.16.6 Hexval Mit Hexval wandelt man einen Hex-String in eine Zahl um.

Beispiel: Hexval.bas

' Bascom Strings (Hexval) $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200


Dim A As Integer

Dim B As String * 2

B = "42"

A = Hexval(b)

Print A

End

12.16.7 Val Mit Val wandelt man eine String-Zahl in eine Zahl um.

Beispiel: Val.bas

' Bascom Strings (Val) $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200


Dim B As Byte

A = "42"

B = Val(a)

Print B

End

12.16.8 Str Mit Str konvertiert man eine Zahl in einen String (also das Gegenteil von Val).

Beispiel: Str.bas

' Bascom Strings (Str) $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200


Dim B As Word

B = 65535

A = Str(b)

Print A

End


12.16.9 String Mit String erzeugt man eine bestimmte Anzahl von einem ASCII-Zeichen.

Beispiel: StringConv.bas

' Bascom Strings (String) $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200


A = String(3 , 65)

Print A

End

12.16.10 Space Mit Space erzeugt man eine bestimmte Anzahl von Leerzeichen.

Beispiel: Space.bas

' Bascom Strings (Space) $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200


Dim B As Byte

B = 10

A = Space(b)

Print ""

End

12.16.11 Fusing Mit Fusing wird eine Single-Variable in einen String gewandelt. Diese Funktion rundet das Ergebnis dabei gegebenenfalls.

Beispiel: Fusing.bas

' Bascom Strings (Fusing) $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200


Dim A As Single


A = 128.1234567

B = Fusing(a , "#.###")

Print B

End

12.16.12 Format Mit Format formatiert man den Ursprungsstring. Dabei kann auch ein mathe-matisches Vorzeichen (+ oder -) mit angegeben werden.

Beispiel: Format.bas

' Bascom Strings (Format) $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200

Dim A As String * 6

Dim B As String * 6

A = "12345"

B = Format(a , "+")

Print B

A = "123"

B = Format(a , "00000")

Print B

A = "12345"

B = Format(a , "000.00")

Print B

A = "12345"

B = Format(a , " +000.00")

Print B

End


12.16.13 Len Mit Len bestimmt man die Lnge eines Strings.

Beispiel: Len.bas

' Bascom Strings (Len) $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200


Dim B As Byte

A = "Franzis"

B = Len(a)

Print B

End

12.16.14 Instr Mit Instr sucht man in einem String eine bestimmte Reihenfolge von Zeichen und gibt deren Position zurck. Es wird immer die zuerst gefundene Zeichen-kette zurckgegeben.

Beispiel: Instr.bas

' Bascom Strings (Instr) $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200


Dim B As String * 2

Dim C As Integer

A = "www.franzis.de"

B = "de"

C = Instr(a , B)

Print C

End


12.16.15 Mid Mit Mid ermittelt man den mittleren Teil eines Strings.

Beispiel: Mid.bas

' Bascom Strings (Mid) $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200



Dim C As Byte

Dim D As Byte

A = "Franzis ist super!"

C = 9

D = 3

B = Mid(a , C , D)

Print B

End

12.16.16 Split Mithilfe von Split teilt man einen String in einzelne kleine Blcke auf. So kann man z. B. die einzelnen Wrter eines Satzes herausfiltern.

Beispiel: Split.bas

' Bascom Strings (Split) $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200

Dim A(5) As String * 10

Dim B As Byte

Dim C As Byte

B = Split( "Franzis ist super!" , A(1) , " ")

For C = 1 To B

Print A(c)

Next

End


12.16.17 Left Mit Left schneidet man einen bestimmten Ausschnitt des Strings von links aus heraus.

Beispiel: Left.bas

' Bascom Strings (Left) $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200


Dim B As String * 3

Dim C As Integer

A = "Franzis"

C = 5

B = Left(a , C)

Print B

End

12.16.18 Right Mit Right schneidet man einen bestimmten Ausschnitt des Strings von rechts aus heraus.

Beispiel: Right.bas

' Bascom Strings (Right) $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200


Dim B As String * 3

Dim C As Integer

A = "Franzis"

C = 3

B = Right(a , C)

Print B

End


12.16.19 Ltrim Mit Ltrim entfernt man die Leerzeichen von der linken Seite eines Strings.

Beispiel: Ltrim.bas

' Bascom Strings (Ltrim) $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200



A = " Franzis"

B = Ltrim(a)

Print B

End

12.16.20 Rtrim Mit Rtrim entfernt man die Leerzeichen von der rechten Seite eines Strings.

Beispiel: Rtrim.bas

' Bascom Strings (Rtrim) $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200



A = "Franzis "

B = Rtrim(a)

Print B

End

12.16.21 Trim Mit Trim entfernt man die Leerzeichen (Space) auf beiden Seiten eines Strings.

Beispiel: Trim.bas

' Bascom Strings (Trim) $regfile = "m88def.dat"

$crystal = 16000000

$baud = 19200




A = " Franzis "

B = Trim(a)

Print B

End

Sommer

FRANZIS

Ulli Sommer

Auf CD-ROM: Komplette Software fr den Einstieg ber 100 Quellcodes zu den Experimenten Open-Source-VB.NET-Programme zum Messen und Steuern



PC & ELEKTRONIK

Ulli Sommer

Mikrocontroller steuern, messen und regeln dieunterschiedlichsten Gerte, und jeder Controller ist frseine spezielle Aufgabe programmiert.

Wie Sie einen Mikrocontroller programmieren und was Siealles bentigen, um Ihre eigenen Spezial-ICs zu erstellen,erfahren Sie in diesem Buch. Es zeigt Ihnen Schritt frSchritt auf verstndliche Weise, was Sie fr den Einstieg in die ATMEL-AVR-Mikrocontrollerwelt bentigen. Sie erfahren, wie Sie bei der Hardware vorgehen mssen undwie man das Programmieren erlernt, um spter seine eigene Software zu entwickeln.

Dieses Buch baut auf dem Basic-Compiler Bascom undden ATMEL-AVRs auf. Bascom ist ein moderner Basic-Compiler mit integrierter Entwicklungsumgebung undeignet sich fr fast alle 8-Bit-AVR- und XMega-Mikrocon-troller der Firma ATMEL.

Viele Problemstellungen, die frher zeitaufwendig inAssembler oder C gelst werden mussten, knnen durchdiesen modernen Compiler blitzschnell mit wenigen Befehlen erledigt werden, und sollte dies einmal nicht ausreichen, so stellt Bascom noch die Mglichkeit des Inline-Assemblers zur Verfgung.

Die ersten Kapitel des Buches vermitteln Ihnen die Programmierung mit Bascom in einem ausfhrlichenProgrammierlehrgang. Hier werden die Befehle anhandkleiner Beispiele verdeutlicht. Hard- und Software werdendetailliert erklrt, und am Ende macht Ihnen keiner mehrein Byte fr ein Bit vor. Das erlernte Wissen aus dem Programmierkurs wird in den darauf folgenden Experi-menten kreativ und spielerisch in Mess-, Steuer- und Regelanwendungen eingesetzt. Das Buch wird Ihnen auch danach als Referenz und Nachschlagewerk ntzliche Dienste erweisen.


Bascom Basic Aus dem Inhalt: AVR: Grundlagen und

Programmierung Ausfhrlicher Bascom-

Programmier-Einsteigerkurs Schaltplan und Erklrung zu jedem

Experiment Sensoren und Aktoren anschlieen

und anwenden Von den Grundlagen bis zur eigenen

Applikation ber 100 praktische Experimente,

z. B. Ein-/Ausschaltverzgerung,Temperaturschalter, Kapazitts-messgert, GPS-Maus auslesen, Digitalvoltmeter mit AVR undVB.NET, Rasenmh-Roboter, Steuernmit VB.NET, Ultraschallsensoren,Drehzahlmesser, Transistor-LED-Dimmer, Lftersteuerung, DigitalesCodeschloss, Daten aufzeichnen mitStamp PLOT, Digitaler Datenplottermit VB.NET selbst gemacht,Bewegungsmelder, Alarmanlage,Dmmerungsschalter, Morsezeichen-Encoder, Morsezeichen-Decoder,Modellflug: Drohnen-Telemetrie-system u. v. m.

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65041-0 U1+U4_SC 05.09.2011 10:36 Uhr Seite 1

CoverVorwortInhaltsverzeichnis6Programmiergerte7Interessante AVR-Boards fr den Einstieg7.1 RN-CONTROL7.2 RN-Mega8PLUS7.3 RN-MINICONTROL

12BASCOM-AVR Basic Programmierkurs12.1 Der Aufbau eines BASCOM-Programms12.2 Testaufbau mit MAX23212.3 Testaufbau mit FTDI FT232RL12.4 Test der seriellen Ausgabe12.5 Der Simulator12.6 Die Hardware-Simulation12.7 Kommentare im Quelltext12.8 Datentypen und Variablen12.9 Lokale und globale Variablen12.10 Variablen-Zuweisung12.11 Arrays12.12 Operatoren12.13 Kontrollstrukturen12.13.1 If Then End if12.13.2 If Then Else End if12.13.3 If und ElseIf12.13.4 Select Case

12.14 Schleifen12.14.1 For Next12.14.2 Do Loop und Do Until12.14.3 While Wend

12.15 Funktionen, Prozeduren und Labels12.15.1 Subroutinen12.15.2 Funktionen12.15.3 Gosub12.15.4 Goto12.15.5 On

12.16 String und String-Bearbeitung12.16.1 Strings12.16.2 Ucase12.16.3 Lcase12.16.4 Bin12.16.5 Hex12.16.6 Hexval12.16.7 Val12.16.8 Str12.16.9 String12.16.10 Space12.16.11 Fusing12.16.12 Format12.16.13 Len12.16.14 Instr12.16.15 Mid12.16.16 Split12.16.17 Left12.16.18 Right12.16.19 Ltrim12.16.20 Rtrim12.16.21 Trim

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Bascom Basic Leseprobe