Mail to Code: Tutorial

Lernt, wie man den Code für Rechenknechte schreibt.

Hardware

8-Bit als Grundlage

In diesem Tutorial werde ich bevorzugt mit 8-Bit Mikrocontrollern arbeiten. Derartige Chips sind zu günstigen Preisen gut verfügbar. Der Haupt-Vorteil liegt aber darin, dass man bei der Verwendung von Kleinstcomputern mit 8-Bit Architektur recht schnell an die Grenzen der Hardware stößt und sich dieser Beschränkungen bewußt wird. Wer die Grundlagen am Beispiel von 8-Bit Mikrocontrollern erlernt hat, wird keine Probleme haben, dieses Wissen auf 16, 32 oder 64 Bit Systeme zu übertragen. Außerdem eignet man sich mit leistungsschwacher Hardware schon früh einen effizienten Programmierstil an.

Fertige Lösung: Arduino MEGA

Abbildung 1:
Als fertige Lösung verwende ich in dem Tutorial meist einen Arduino MEGA. Dieses Board ist weit verbreitet, verfügt über 54 Ein- / Ausgabe Pins und der verlötete ATmega2560 ist ein 8-Bit Mikrocontroller. 256kb Flashspeicher für Programme, 8kb sRAM und 4kb EEPROM bei einer Taktgeschwindigkeit von 16MHz klingen nach wenig, Ziel dieses Tutorials ist es aber, zu zeigen, dass das eigentlich verdammt viel Rechenleistung ist!

Selber bauen: Einzelteile

Natürlich werde ich nicht zeigen, wie man sich einen Mikrocontroller aus Transistoren zusammenlöten kann. Wenn man sich den Arduino MEGA genauer ansieht, wird man erkennen, dass auf dem Board neben dem ATmega2560 noch ein weiterer Chip verlötet ist. Dieser dient lediglich der Verbindung zu einem USB-Port, worüber der Mikrocontroller programmiert werden kann. Ist das Programm übertragen, so wird dieser Chip zum reinen Betrieb des Mikrocontrollers nicht benötigt. Man kann daher auch die beiden Komponenten getrennt erwerben und den USB-to-serial converter nur dann mit dem Mikrocontroller verbinden, wenn ein neues Programm hochgeladen werden soll.
Benötigt wird im Prinzip dann nur noch ein einzelner Mikrocontroller-Chip mit einer passenden Spannungsversorgung.

Die Hardware zum Programmieren

Der Programmcode kann natürlich nicht auf dem Mikrocontroller selbst geschrieben und in Maschinensprache umgewandelt werden. Ihr benötigt aber zum Programmieren nur ein Gerät, auf dem ihr Text schreiben könnt. Mehr dazu gibt's im nächsten Kapitel zur Software.
...und jaaa, im Prinzip kann man auch an einen Mikrokontroller eine Tastatur und einen Bildschirm anschließen, um diesen direkt zu programmieren. Aber das ist dann nicht mehr die Sorte Mikrocontroller, die ich in diesem Tutorial behandle.

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