Was ist ein Mikrocontroller?
Ein Mikrocontroller ist ein kleiner schwarzer Kasten mit vielen elektrischen Anschlüssen. Mit diesen Anschlüssen kann er Kontakt mit seiner Umwelt aufnehmen. Wie durch Stadttore können Informationen herauskommen oder hineingehen. Was hinter den Toren liegt, ist nicht von Interesse. Das Innere des Mikrocontrollers ist eine BlackBox. Wichtig ist nur, wie die Anschlüsse reagieren.
Die einzelnen Tore sind zur Unterscheidung durchnummeriert. Die Nummerierung beginnt immer bei 0. Bei 8 Toren gibt es also Tor 0 bis Tor 7.
Die 8 Tore werden zu einem Port zusammengefasst, der mit dem großen Buchstaben A bezeichnet wird. Damit heißen die Tore A0 bis A7.
Unsere Controller hat 4 Ports: PortA, PortB, PortC und PortD. Das ergibt 32 Tore:
- A0 ... A7
- B0 ... B7
- C0 ... C7
- D0 ... D7
Durch ein Tor können, ähnlich wie Menschen in einer Stadt, Informationen rein und raus gehen. Beim Rausgehen (Ausgang) sind nur digitale Daten möglich. Im Stadttor würde das bedeuten, dass es um Mensch oder Nicht Mensch geht.
| digitale Information beim Mikrocontroller | Menschen im Stadttor |
|---|---|
0 |
kein Mensch |
1 |
Mensch |
Beim Reingehen (Eingang) werden digitale und analoge Informationen unterschieden:
| Eingang | Beschreibung |
|---|---|
| digital | Es gibt nur 2 Zustände: Spannung oder keine Spannung. Das ist wie bei einer normalen Lampe: An oder Aus. Einen anderen Zustand bibt es nicht |
| analog | Der Ausgang kann jeden Wert zwischen Null und einem Maximalwert annehmen. Das ist wie bei einer Lampe, die über einen Dimmer geregelt wird. Es gbt zwischen Aus und An dazwischen jede mögliche Helligkeit. |
Die Tore können alle Ausgänge sein:
oder alle als Eingänge arbeiten:
Es ist auch möglich, das einige als Eingänge und die anderen als Ausgänge arbeiten.
Ob ein Tor ein Eingang oder ein Ausgang ist, entscheidet der Programmierer in seinem Programm.
Dazu gibt zu jedem Tor oder Pin, wie es in der Controllerfachsprache heißt, ein Bit, in dem eine 1 oder eine 0 stehen kann. Eine 1 bedeutet, das Pin ist Ausgang, eine 0 entsprechend Eingang.
Die 8 Bit, die die Datenrichtung für dieses Port steuern, werden in einem so genannten Register zusammengefasst. Dieses Register heißt Datenrichtungsregister A oder DDRA. Dem entsprechend gibt es noch DDRB, DDRC und DDRD.
Bevor über ein Port Daten übertragen werden können, muss das Datenrichtungsregister gefüllt werden.