Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Layoutentwicklung mit Atmel-Controllern


von Neuling (Gast)


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Hallo AVR-Fans,

ich bin neu hier und habe einige Fragen zur Entwicklung von Layouts mit 
Atmel Controllern. Ich möchte irgendwann mal selbst Layouts mit 
Atmel-Controllern entwickeln habe aber noch nicht genug Ahnung davon, 
was alles an schaltungstechnischen Dingen rund um diese 
Controllerfamilie dazu gehört. Damit meine ich Dinge wie Speicher, I/O 
Ports, A/D-Wandlung, Busschnittstellen, Taktgebereinheiten usw... Da ich 
selbst Elektroniker bin, weiß ich mir natürlich unter allem was 
vorzustellen, habe aber keine Ahnung, wie sowas mit Mikrokontrollern 
realisiert wird. Kurz gesagt, ich habe noch nie was mit Mikrokontrollern 
zu tun gehabt und möchte es selbst erlernen. Deshalb frage ich euch was 
für Bücher man kaufen kann, in denen alles ganz genau von Anfang an 
erklärt wird. Dazu möchte ich wissen, welche Layoutprogramme zu 
empfehlen sind?

Ich freu mich schon auf eure Antworten..

Gruss

von Johannes S. (johannes_s20)


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Ich würde vielleicht hier mit dem Tutorial beginnen.

Ich benutze EAGLE. http://www.cadsoft.de/

von Peter (Gast)


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Hallo also als Lesematerial
http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-GCC-Tutorial
Layout-Prog benutzte ich Target ist bis 250 Pin kostenlos. Find ganz gut 
für den Anfang.

von Neuling (Gast)


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Hallo, danke für die Antworten. Das AVR-GCC-Tutorial ist schon mal ein 
guter Anfang denke ich. Gibts es auch spezielle Bücher für die 
Verschaltung von Kontrollern? Ich meine speziell für Entwicklung der 
Hardware, sodass ich auch lerne, wie die ganzen Pins zu verschalten 
sind, und wozu die alle gut sind. Wisst Ihr wie ich das meine?

Gruss

von Al3ko -. (al3ko)


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Neuling schrieb:
> Hallo, danke für die Antworten. Das AVR-GCC-Tutorial ist schon mal ein
> guter Anfang denke ich. Gibts es auch spezielle Bücher für die
> Verschaltung von Kontrollern? Ich meine speziell für Entwicklung der
> Hardware, sodass ich auch lerne, wie die ganzen Pins zu verschalten
> sind, und wozu die alle gut sind. Wisst Ihr wie ich das meine?
>
> Gruss

Hi Neuling,

ich biete das Buch "AVR-Mikrocontroller in C programmieren" von Dr. 
Günter Spanner an.

Ich benutze es nie und steht bei mir nur im Schrank herum.

Gruß

von Neuling (Gast)


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:) Danke für das Angebot, aber ich muss doch erst mal die Hardware rund 
um die Controller erlernen, bevor ich mit Programmieren anfang, oder ist 
das nicht richtig? Im Grunde brauch ich beides, aber Bücher zum 
Programmieren finde ich genug, nur ich brauche Bücher zur 
hardwareseitigen Schaltungsentwicklung mit Platinenlayouts.

Gruss

von Floh (Gast)


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Klaus Dietmar schrieb:
> ich biete das Buch "AVR-Mikrocontroller in C programmieren" von Dr.
> Günter Spanner an.

Bei mir liegts in der Ecke. Scheint bei dir auch nicht der Hit gewesen 
zu sein ;-)

von Al3ko -. (al3ko)


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Floh schrieb:
> Bei mir liegts in der Ecke. Scheint bei dir auch nicht der Hit gewesen
> zu sein ;-)
word! :D

von Al3ko -. (al3ko)


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Neuling schrieb:
> :) Danke für das Angebot, aber ich muss doch erst mal die Hardware rund
> um die Controller erlernen, bevor ich mit Programmieren anfang, oder ist
> das nicht richtig? Im Grunde brauch ich beides, aber Bücher zum
> Programmieren finde ich genug, nur ich brauche Bücher zur
> hardwareseitigen Schaltungsentwicklung mit Platinenlayouts.
>
> Gruss

Na ja. Du sprichst vom Platinenlayout. Ich würde die Schaltungen erstmal 
aufm Steckbrett/Brearboard aufbauen, bevor ich da mit dem Lötkolben 
rumbrutzel.

Und die Schaltungen sind auch im Buch erklärt.


Gruß

von Thomas B. (thomasbarends)


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Das erwähnte Buch von Günter Spanner enthält aber auch nützliches zur 
Hardware - Stützkondensatoren, Reset-Beschaltung, wie man ein LCD 
anschliessen kann etc.
Das Buch finde ich als Anfänger eigentlich ganz gut.

Thomas

von Verwirrter Anfänger (Gast)


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Neuling schrieb:
> ... aber ich muss doch erst mal die Hardware rund
> um die Controller erlernen, bevor ich mit Programmieren anfang, oder ist
> das nicht richtig? ...

Das hängt davon ab, welchen Weg du gehst. Viele (ich auch) fangen mit 
einem fertigen Entwicklungsboard an, um die ersten Programmierversuche 
zu machen, und entwicklen erst danach ihre eigenen Platinen. Dazu muss 
ich aber auch sagen, dass ich aus der anderen Richtung komme - Ich hab 
erst programmieren glernt, und dann angefangen mit Elektronik zu 
basteln.

Grundsätzlich halte ich es für den Anfang für sinnvoll, wenn bei 
möglichst vielen Faktoren davon ausgegangen werden kann, dass sie 
funktionieren, damit man die möglichen Fehlerquellen einschränken kann.
z.B:
- Das Programm wurde von jemand anderen verifiziert, dass es 
funktioniert -> Der Fehler muss in der Hardware oder den Fus Bits liegen
- Die Hardware ist ein Standard board (z.B: Arduino) -> der Fehler muss 
in meinem Programm liegen

Eine Auswahl an möglichen Boards findest du hier:
http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-Tutorial:_Equipment
Dort ist auch die Grundbeschaltung für den Selberbau beschrieben:
http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-Tutorial:_Equipment#Selbstbau

Ich kann auch das
http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-Tutorial
empfehlen, der Code ist zwar in Assembler aber für viele 
Hardwareerweiterungen (7-Segment, Schieberegister, LCDs, ...) ist dort 
beschrieben, wie die angeschlossen werden müssen.

von Werner (Gast)


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Neuling schrieb:
> ... was alles an schaltungstechnischen Dingen rund um diese
> Controllerfamilie dazu gehört. Damit meine ich Dinge wie Speicher, I/O
> Ports, A/D-Wandlung, Busschnittstellen, Taktgebereinheiten usw...

Guck dir mal ein Datenblatt von einem µC an, z.B. vom ATmega8. Dann 
wirst du sehen, das der einen ganzen Teil von dem Drumherum, dass du 
aufzählst, bereits auf dem Chip integriert hat.

von Neuling (Gast)


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Ich hab schon einige Platinen entwickelt, auch mit EAGLE. Und mit dem 
Löten habe ich auch genug Erfahrung. Nur was ich entwickelt habe, waren 
Schaltungen in der Analogtechnik. Meistens waren das regelungstechnische 
Lösungen mit OP-Schaltungen. Und so wie ich das hier in den Beidrägen 
von den anderen sehe, taugt das Buch nix, also was soll ich damit?

Ist hier irgendwer dabei, der verstanden hat, was ich überhaupt will?
Ich will nicht sinnlos rumbrutzeln, wie ich das scheinbar hier 
unterstellt bekomme, ich möchte wissen welche guten Bücher es gibt, mit 
denen man was über Schaltungsentwicklung von Microcontrollern lernt. Und 
wenn ich dann ein Board zum stecken brauche, kaufe ich mir das, aber das 
entscheide ich dann, wenn es soweit ist.

Gruss

von Neuling (Gast)


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Genau solche Antworten habe ich gebraucht.

Vielen Dank an Thomas Barends und an Verwirrter Anfänger.

von Neuling (Gast)


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Hallo Werner, dass der Atmega8 vieles integriert hat weiss ich, aber ich 
denke immer, das kann doch noch nicht alles sein? Wie sieht das mit 
einer stabilen Spannungsversorgung aus und so weiter..

Wie lernt man das denn am besten? Indem man erst mal programmiert und 
die Hardware auf das Programm anpasst oder macht man das beides 
parallel?
Sorry, ich habe das eben noch nie gemacht. Gruss

von Al3ko -. (al3ko)


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Neuling schrieb:
> Ich hab schon einige Platinen entwickelt, auch mit EAGLE. Und mit dem
> Löten habe ich auch genug Erfahrung. Nur was ich entwickelt habe, waren
> Schaltungen in der Analogtechnik. Meistens waren das regelungstechnische
> Lösungen mit OP-Schaltungen.
Das klingt ja alles toll. Allerdings scheinst du meine Intention 
missverstanden zu haben. Willst du wissen, wie du ein Display an einen 
µC anschließt, ist ein Layout in Eagle doch erstmal nebensächlich. Geht 
es nicht viel mehr darum, zu wissen, welche Anschlüsse vom Display an 
welche Pins vom µC gehören? Wozu Zeit mit Schaltungen in Eagle 
verschwenden, wenn man es in 3 Min. aufm Steckbrett aufgebaut hat und 5 
Min. später das Display am Laufen hat?

Ich mein, letztendlich ist es mir ziemlich latz, wie du die Schaltungen 
aufbaust. Wenn du - um zu lernen, wie man µC Schaltungen aufbaut - 
jedesmal eine Schaltung in Eagle und anschließend auf einer Platine 
zusammenlöten willst, viel Spaß.

Ob du dann allerdings eher verstehst, weshalb der µC wie beschaltet ist, 
wage ich jedoch zu bezweifeln.

> Und so wie ich das hier in den Beidrägen
> von den anderen sehe, taugt das Buch nix, also was soll ich damit?
Ich persönlich kann mit dem Buch nichts anfangen bzw. habe keinen Nutzen 
dafür. Deswegen wollte ich es verkaufen in der Hoffnung, dass jemand 
anderes mehr damit anfangen kann. Dann stell ich es eben bei eBay rein, 
ist mir sowieso lieber ;)

BTW:
Thomas Barends teilt meine Ansicht nicht. Er findet, dass das Buch für 
Anfänger geeignet ist.

> Ist hier irgendwer dabei, der verstanden hat, was ich überhaupt will?
Na klar, verstehst du, was ich versuche, dir zu erklären?

So long...

von Neuling (Gast)


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An Klaus Dietmar,

sicherlich hast du recht, schließlich hast Du Erfahrung damit und ich 
nicht. Nur hin und wieder vermisse ich, dass die Leute auf Fragen direkt 
eingehen. Wahrscheinlich hätte ich mir zum rumprobieren eh noch ein 
Board gekauft, aber das muss ich dann selbst entscheiden, wenn ich mal 
ein wenig in guten Fachbüchern geblättert habe. Ich lese mich am Anfang 
von was neuem immer lieber erst rein. Das Buch "AVR-Mikrocontroller in C 
programmieren" hört sich extrem programmierlastig an. Und ein ähnliches 
Buch habe ich schon hier rumliegen, was nicht unbedingt auf das eingeht, 
was ich wissen will. Oder bin ich etwa total im Irrtum und die 
Controller kann man an den Pins anschließen wie man lustig ist? 
Wahrscheinlich nicht. :)
Und aus diesem Grunde habe ich gefragt, ob es solche Bücher gibt, die 
nur speziell mal auf die Hardwareentwicklung eingehen. Wenn es das nicht 
gibt, oder ein total falscher weg ist, dann muss ich das eben anders 
angehen.

Gruss

von Steffen H. (avrsteffen)


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Hallo Neuling,

Ich habe vor einigen Jahren mit diesem

http://www.amazon.de/AVR-RISC-Mikrocontroller-Wolfgang-Trampert/dp/3772354769

Buch angefangen mich in die AVR-Controller einzuarbeiten. Ziemlich 
veraltet, da es die meisten AVR-Controller nicht mehr gibt. Aber ich 
weiß, dass es Schaltungen zur Hardwarenutzung incl. Progrämmchen gibt.

Die heutigen Controller können natürlich einiges mehr. Aber dazu 
solltest du dir dann das jeweilige Datasheet ansehen.

Gruß Steffen

von Al3ko -. (al3ko)


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Hi,
Neuling schrieb:
> sicherlich hast du recht, schließlich hast Du Erfahrung damit und ich
> nicht. Nur hin und wieder vermisse ich, dass die Leute auf Fragen direkt
> eingehen. Wahrscheinlich hätte ich mir zum rumprobieren eh noch ein
> Board gekauft, aber das muss ich dann selbst entscheiden, wenn ich mal
> ein wenig in guten Fachbüchern geblättert habe. Ich lese mich am Anfang
> von was neuem immer lieber erst rein. Das Buch "AVR-Mikrocontroller in C
> programmieren" hört sich extrem programmierlastig an. Und ein ähnliches
> Buch habe ich schon hier rumliegen, was nicht unbedingt auf das eingeht,
> was ich wissen will. Oder bin ich etwa total im Irrtum und die
> Controller kann man an den Pins anschließen wie man lustig ist?
> Wahrscheinlich nicht. :)
> Und aus diesem Grunde habe ich gefragt, ob es solche Bücher gibt, die
> nur speziell mal auf die Hardwareentwicklung eingehen. Wenn es das nicht
> gibt, oder ein total falscher weg ist, dann muss ich das eben anders
> angehen.

unabhängig ob du das Buch kaufst oder nicht, hier meine persönliche 
Einschätzung:
Das Buch hat zu den jeweiligen Kapiteln eine entsprechende Schaltung 
abgebildet. Darüber hinaus wird der Quellcode gezeigt und wichtige 
Stellen erklärt.

Alles in allem werden die "30 Selbstbauprojekte mit ATtiny13, ATmega8 
und ATmega32" so besprochen, dass man sie zu Hause realisieren kann - 
sowohl hardware- als auch softwaremäßig.

Ich habe mir das Buch gekauft in der Hoffnung, eine "narrensichere" 
Anleitung zu bekommen, wie man das Steckbrett mit Strom versorgt (also 
Netzteil 9V irgendwie aufs Breadboard bekommen) sowie eine Verbindung 
zwischen PC und µC herzustellen. Da ich als Bastler noch unerfahren bin, 
waren das die größten Schwierigkeiten, mit denen ich zu kämpfen hatte. 
Und da konnte mir das Buch leider nicht weiterhelfen, weswegen ich 
keinen Nutzen daraus ziehen konnte/kann.

Ob das Buch das Richtige für dich ist, kann ich dir nicht sagen. Du 
könntest mal bei Gelegenheit in die nächste Bücherei gehen und es dir 
angucken. Entspricht das deinem Geschmack, verkaufe ich es dir immer 
noch für wenig Geld. Wenn nicht, dann halt nicht.

Das, was du suchst, heißt m.E. Datenblatt. Denn letztendlich ist doch 
der µC ein Teil mit ein paar Beinchen dran, die entweder als Eingang 
oder Ausgang fungieren. Willst du ein Display anschließen, musst du ins 
Datenblatt des Displays gucken, um zu wissen, wie du es zu beschalten 
hast (Enable, Schreiben/Lesen etc.). Welche Pins du vom µC verwendest, 
ist erstmal i.d.R. egal. Das musst du dann hinterher im Programm 
berücksichtigen ;)

Zu den jeweiligen Schaltungen findest du in den Tutorials hier die 
nötigen Informationen. Da ist m.M.n. kein ganzes Buch notwendig.

Gruß

von Verwirrter Anfänger (Gast)


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Neuling schrieb:
> Oder bin ich etwa total im Irrtum und die
> Controller kann man an den Pins anschließen wie man lustig ist?

Naja, fast.
So lange du die Grenzen von 20mA und max 5V einhälst kannst du mit den 
GPIOs machen was du willst. Dann bleiben nur noch Spannungsversorgung 
(3V-5V, entkoppelt mit ~ 100nF), Aref (Kondensator auf GND), Oszilator 
(entweder intern, quarz mit Kondensatoren oder richtiger Oszilator) und 
Reset (Pull up auf V+).

Natürlich gibt es Pins mit Sonderfunktionen, die liegen aber pro 
Controller etwas unterschiedlich, und wo du die anschließen kannst, 
steht jeweils im Datenblatt. Die meisten der Sonderfunktionen kann man 
sich auch etwas aufwendiger in Software auf einen beliebigen Pin legen 
(SPI; UART, PWM, ...)

Ich glaube du gehtst das ganze mit deinem analogen Hintergrund etwas zu 
kompliziert an. Mit Hilfe des Tutorials, Steckbrett, Programmierer und 
"Hühnerfutter" ist es kein Problem innerhalb von einer Stunde seine 
erste Schaltung mit einem kleinen Blink Programm aufgebaut zu haben.
So lange man dann keine zu großen Sprünge macht (sofort einen LED 
Bildschirm bauen) oder keine sehr speziellen Wünsche hat (ultra low 
power mit einer 0.5V Solarzelle), sind die nächsten Schritte alle 
erstmal Softwareprobleme und nicht Hardware. Im Grunde gibt es ja nur 0 
und 1, und ob die 1 nun 4,1V ist oder 5,0V ist dem avr recht egal.

Für die meisten Aspekte gibt es auch gute Beispiele hier oder im Netz, 
ich hab bisher auf jeden Fall ein Buch noch nicht vermisst.

von Neuling (Gast)


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Ja dann werde ich mir das mal anschauen, was das Buch so alles enthält. 
Ich denke ich werde das dann ja sehen, ob es mich weiterbringt. Ich 
denke mein Problem ist, einen richtigen Anfang zu finden. Wenn man mal 
angefangen hat und mal etwas in der Materie drin ist, läufts sicher.

Gruss und Danke für die Antwort.

von Steffen H. (avrsteffen)


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von Cyblord -. (cyblord)


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Die ganze Herangehensweise scheint mir falsch zu sein. Ich weiß nicht 
was du dir unter einem Controller vorstellst, aber die allermeisten Pins 
an dem Ding machen entweder AN oder AUS oder Hochohmig. Darum DIGITAL. 
Genauer eigentlich sogar Binär.
Also solltest du dir erstmal einen kurzen Einblick in die Digitaltechnik 
gestatten und dann ergibt sich das mit dem Controller eigentlich von 
selber.
Das magische kommt ja erst durch das Programm und dort wirds dann auch 
komplex und knifflig, darum hast du auch zuerst nur Programmierbücher 
genannt bekommen. Denn einen Transistor an einen digitalen Ausgang 
anzuschließen ist jetzt nicht so spannend und hat ausserdem mit 
Controllern selber sehr wenig zu tun.

> Wie sieht das mit
> einer stabilen Spannungsversorgung aus.

Ein Elektroniker könnte doch eigentlich Wissen wie man 5 oder 3,3 Volt 
einigermaßen stabil bereitstellt!? Hört sich vielleicht exotisch an, 
aber ich nehme dafür auf dem Labortisch ein Labornetzgerät. Crazy ich 
weiß. Ansonsten: Von Steckernetzteilen hast du schon gehört? 
Festpannungsregler?

Diese grundlegenden Dinge findest du auch im AVR Tutorial welches du non 
chalant als für dich unbrauchbar abgestempelt hast:
http://www.mikrocontroller.net/articles/AVR-Tutorial:_Equipment


gruß cyblord

von RS4B5 (Gast)


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Ich würde mir einen Controller aussuchen und dann im Internet nach 
Schemas googeln. Wenn Du dann so ca. 10 Schemas zu einem Controller 
hast, dann wirst Du mal sehen was in etwa bei allen gleich ist, sprich: 
Abblockkondensatoren, evtl. Quarz mit entsprechender Beschaltung, ADC 
Eingangsbeschaltung ect. Ich rate Dir aber an, all diese Sachen mit 
Vorsicht zu geniessen. Es gibt Schemas die sind einfach nur der Graus. 
Da Du aber Elektroniker bist, denke ich Du kannst das sicher ein 
bisschen differenzieren

Es Grüessli

von Arne (Gast)


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> Gibts es auch spezielle Bücher für die
> Verschaltung von Kontrollern? Ich meine speziell für Entwicklung der
> Hardware, sodass ich auch lerne, wie die ganzen Pins zu verschalten
> sind, und wozu die alle gut sind. Wisst Ihr wie ich das meine?

Es gibt sowas für ARM7 µC:
http://www.amazon.de/ARM-Microcontroller-Interfacing-Electrical-Engineering/dp/0905705912/ref=sr_1_cc_1?s=aps&ie=UTF8&qid=1334122436&sr=1-1-catcorr

(ISBN 0905705912)
Ich fands gut, geht aber mehr auf ARM ein (3.3V).

von EGS_TI (Gast)


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RS4B5 schrieb:
> Da Du aber Elektroniker bist, denke ich Du kannst das sicher ein
> bisschen differenzieren

Nicht, wenn er sich nicht damit auskennt... Was ja scheinbar der Fall 
ist.

Aber die Entwicklungsboards der Hersteller sind doch schonmal ein guter 
Anhaltspunkt.
In den Beschreibungen sind doch meistens auch immer die Schaltpläne 
drin.

von Dave C. (dave_chappelle)


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Ganz im Ernst.. ich frage mich was du dir unter "Schaltungsentwicklung 
mit Mikrocontrollern" vorstellst? Die Grundbeschaltung am µC ist immer 
in etwa die selbe (Stützkondensatoren, Pullup-R am Reset, Stiftleiste 
zum Programmieren) und anhängen kannst du daran eigentlich alles.
Deine Möglichkeiten sind quasi unbegrenzt, wie willst du das in ein Buch 
packen? Oder verstehe ich dich falsch?

Nur aus Neugierde und ohne dir zu Nahe treten zu wollen, wann hast du 
Elektroniker gelernt, wenn du noch nie ein Layout gezeichnet hast?
Oder bist du noch in der Ausbildung?

MFG
Dave

von Chris S. (hondaracer1)


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Analogtechnik = wird sehr schnell komplex und kompliziert ;-)
Digitaltechnik = simpel, kann man fast nix falsch machen, der schwerere 
Teil ist die Software

Das du als Analogfutzi zuerst nach einem Buch suchst ist verständlich, 
denn Analogtechnik ohne Buch ist nur sinnfreies Rumgebastel um die 
Fehler anderer zu wiederholen. Bei digitaler Schaltungstechnik und 
vorallem uC ist das anders, hier kannst du fast nix falsch machen, wenn 
wir mal Highspeed Datenverbindungen oder ESD Schutz ausser Acht lassen.
Alles was der Controller zum funktionieren brauch steht als 
Beispielschaltung im Datenblatt und anschließen kann man alles andere 
wie man lustig ist. Wenn an nem Chip dran steht das er eine UART 
Verbindung besitzt, verbindet man sie mit dem UART des Controllers (auch 
hier sind wieder Beispielschaltungen/Skizzen im Datenblatt des Chips).

Meine Empfehlung: einfach mal drauf los basteln, mit Datenblättern und 
Beispielschaltungen und wenn du dir dann ein Projekt rausgesucht hast 
kannst du dir ein Buch raussuchen welches zu deinem angestrebten Projekt 
passt.

von Chris S. (hondaracer1)


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Dave Chappelle schrieb:
> Nur aus Neugierde und ohne dir zu Nahe treten zu wollen, wann hast du
> Elektroniker gelernt, wenn du noch nie ein Layout gezeichnet hast?
> Oder bist du noch in der Ausbildung?

hat er doch, allerdings nur mit Analgogedöns.

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