Do IT yourself - Teil 1

Bau deine eigene Hardware

In Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Schaltungstechnik und Simulation des ZITI wird eine kleine Mikrocontrollerschaltung (ATMega8 Atmel) vom Layouting des Hardwaredesigns bis hin zur Programmierung des Mikrocontrollers entwickelt.

Mikrocontroller vereinen zusammen mit dem Prozessor mindestens Peripheriefunktionen, häufig auch Arbeits- und Programmspeicher auf einem Halbleiterchip. Sie werden daher gelegentlich auch Ein-Chip-Computersystem oder "System on a Chip" genannt. Im Alltag begegnen sie uns meist, ohne dass wir es merken, z.B. in Handys, Geldkarten oder Haushaltsgeräten.

Der Entstehungsprozess eines Mikrocontrollers wird im einführenden theoretischen Teil des Workshops knapp umrissen.

• Grundelemente der Elektronik (Widerstände, Kapazitäten, Induktivitäten)
• Spezielle Elemente (ICs, insb. Spannungsregler, Pegelwandler)
• System on Chip / Mikrocontroller (Taktquellen, Register/Speicher, Rechenwerke, Ports)

Dann sind die Teilnehmer gefordert: Nach einigen Lötübungen bestücken sie selbst ihre eigene Platine. Die ersten Schritte zum eigenen Mikrocontroller sind getan.

• Erstellung von Leiterplatten (Layout am Rechner mittels Eagle, eigene Fertigung via Fräsung, Auftragsfertigung).
• Grundlagen Löttechnik
• Lötpraxis
• Bestücken einer einfachen gefertigten Platine mit SMD-Elementen
• Inbetriebnahme
• Überprüfung der Schaltung auf gängige Fehler (Kurzschluss,  fehlende Verbindung, kalte Lötstellen)
• Risikolose Inbetriebnahme an limitierter Stromquelle  (Labornetzgerät)
• Messung kritischer Pegel (USB-Schnittstelle  Rechner, serielle Schnittstelle, SPI)

Weiter geht es dann mit der Programmierung des Mikrocontrollers.

• Einführung in die Mikrocontroller-Programmierung
• Programmiermodell des ATmega (Aufbau des SoC, Register, Portzugriff)
• Datenübertragung Rechner  Controller
• Erste eigene Schritte in der Programmierung

Abschließend gibt es noch einige Hinweise zur Fehlersuche durch Simulation am Rechner und Debugausgaben. Geschafft, der eigene Mikrocontroller ist fertig!

Jeder Kursteilnehmer erhält eine eigene Platine mit allen Bauteilen, ein Programmierkabel und zusätzlich ein passendes Netzteil. Die Hardware kann somit auch daheim weiter verwendet und bei Interesse sogar erweitert werden.