16.11.2011 - Intermezzo: Verwendung der seriellen Schnittstelle unter Linux (Debian/Knoppix)
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Ersatz für das Hyperterminal von Windows
Ein einfaches Programm, das als Ersatz für das Hyperterminal dienen kann, ist
gtkterm.
Es kann als Debian-Paket vom Debian Repository heruntergelanden werden und unter
Knoppix installiert werden.
Download von gtkterm_0.99.5-1+b2_i386.deb: http://packages.debian.org/squeeze/i386/gtkterm/download
Die Installation des Zusatzpaketes erfolgt mit Hilfe des Befehls dpkg.
Übung 1
Ziel: Mikrocontroller-Programmentwurf und Flashen, sowie Test der seriellen
Schnittstelle unter Linux.
- Sollte WINAVR und AVR-Studio noch nicht unter Wine / Knoppix installiert sein, siehe /mnt-system/fhb_knoppix/knoppix_zusatzpakete/windows_programme/avr
- Die Installation (erst WINAVR, dann AVR-Studio) erfolgt unter Systemwerkzeuge -> Wine Uninstaller !
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- Laden Sie das Debian-Paket von gtkterm herunter und installieren es.
- Gehen Sie dazu in das Downloadverzeichnis über ein root-Terminal und starten Sie die Installation mit:
- sudo dpkg --root / -i gtkterm_0.99.5-1+b2_i386.deb;
- Listen Sie die möglichen Optionen mit gtkterm -h auf.
- Verbinden Sie ein Mikrocontrollerboard über die serielle Schnittstelle und verwenden Sie auf diesem ein Minimal-Programm, das seriell Daten sendet:
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#include<avr/io.h>
//Definition von Taktfrequenz und Bausrate als Konstanten
#define TAKTFREQUENZ 9216000
#define BAUDRATE 115200
int main()
{
long pause;
//Aktivieren der RS232-Schnittstelle des Mikrocontrollers:
//Merken des in UBRR zu speichernden Wertes.
unsigned int baudregister = TAKTFREQUENZ/8/BAUDRATE-1;
//setzen der Baudrate
UBRRH = (unsigned char) (baudregister>>8); //Setzen des HIGH-Bytes des Baudraten-Registers
UBRRL = (unsigned char) baudregister; //Setzen des LOW -Bytes des Baudraten-Registers
//Einschalten des Senders und des Empfängers
UCSRB = (1<<TXEN) | (1<<RXEN);
//Setzen des Nachrichtenformats: 8 Datenbits, 1 Stopbits
UCSRC = (1<<URSEL)|(1<<UCSZ0)|(1<<UCSZ1);
UCSRA = (1<<U2X);
//Es soll wiederholt von 0 bis 255 durchgezählt werden und
//der aktuelle Wert im Hyperterminal zu sehen sein.
while(1)
{
while( !(UCSRA & (1<<UDRE)) ); //Warten bis der Uebertragungspuffer leer ist
UDR = 'A'; //Daten in den Puffer schreiben und übertragen
for(pause=0;pause<500000;pause++)
DDRC=0b00000000;
}
}
Code 0-1: Minimalprogramm, das an den PC seriell Daten sendet.
Zu beachten bei Verwendung der AVR-Studio-Version über Linux (Wine)
- Als Simulator AVRDragon verwenden. Verwendung des Standard-Simulators führt zum Absturz der Software.
- Nachträgliche Überprüfung der Projekt-Optionen vornehmen: Verzicht auf das Erstellen eines Map-Files und eines List-Files.
- Pfad, in dem das HEX-File zu finden ist: /home/knoppix/.wine/drive_c/...
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- Alternative:
- Verwendung und Modifikation eines bestehenden Projektes.
- Beispielsweise das folgende:
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rs232_senden_kurz.zip Beispielprojekt zur Verwendung in AVR-Studio unter Wine.
Übertragung einer HEX-Datei unter Linux mit dem AVRISPmkII unter Verwendung von avrdude (Beispiele):
- Konfiguration auslesen: avrdude -c avrispmkII -p m32 -P usb -v
- Flashen: avrdude -c avrispmkII -p m32 -P usb -U flash:w:/mnt-system/Z_Referenzen/RS232/rs232_senden_kurz/default/rs232_senden.hex:a
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Start von gtkterm mit den notwendigen Optionen:
- gtkterm --bits 8 --speed 115200 --port /dev/ttyS0 --echo
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Übung 2
Ziel: Verwendung von Java für die serielle Datenübertragung unter Linux.
- Passen Sie die von javacomm herausgegebenen Programme SimpleRead und SimpleWrite an (Übertragungsrate etc.).
- Setzen Sie eine beliebige Testanordnung um, die den Datenaustausch zwischen PC und Mikrocontroller (beide Richtungen) überprüft.
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Simple.zip - Von javacomm herausgegebene einfache Testbeispiele.
Übung 3
Ziel: Verwendung eines USB-Seriell-Umsetzers statt der vorhandenen COM-Schnittstelle.
Immer weniger PCs und Notebooks besitzen eine COM-Schnittstelle.
Jedoch könnten alternativ auch USB nach Seriell-Umsetzer verwendet werden.
- Die Standard-COM-Schnittstelle ist unter Linux durch /dev/ttyS0 repräsentiert.
- Schliessen Sie einen USB nach Seriell-Umsetzer an und verwenden Sie diesen für die Anordnung aus Übung2.
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Übung 4
Ziel: Verwendung eines einfachen ISP-Programmierers über die serielle Schnittstelle.
- Auf der Homepage von Ponyprog wird ein serieller Programmierer dargestellt.
- Bilden Sie diesen auf einem Steckbrett nach und testen ihn mit avrdude (s. Optionen) und alternativ mit Ponyprog für Linux.
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http://s-huehn.de/elektronik/avr-prog/avr-prog-alt.htm - Vereinfachter serieller Programmierer von Scott-Falk Hühn.
http://www.lancos.com/prog.html - Ponyprog Homepage
http://www.ladyada.net/learn/avr/avrdude.html - Tutorial zu AVRdude
Zusatz-Übung 5
Ziel: Kompilieren von AVR-Mikrocontrollern unter Linux (ohne Wine) über WINAVR für Linux / Crosscompiler?
http://www.home.unix-ag.org/tjabo/avr/artikel07.html - Hinweise zum AVR-Kompilieren unter LINUX
http://de.wikipedia.org/wiki/Atmel_AVR - Kompilerübersicht
http://www.debian.org/distrib/packages - Suchfenster für Debian Packages, Passende Distribution für KNOPPIX 6.7: squeeze
http://www.rn-wissen.de/index.php/Avr-gcc - Anleitung zur Benutzung des gcc-avr
- Benötigte Pakete (in Installationsreihenfolge samt Installationsbefehl):
- sudo dpkg --root / -i binutils-avr_2.20.1-1_i386.deb;
- sudo dpkg --root / -i gcc-avr_4.3.5-1_i386.deb;
- sudo dpkg --root / -i avr-libc_1.6.8-2_all.deb;
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- Kompilieren zu .elf-Datei:
- avr-gcc -O2 -mmcu=atmega32 rs232_senden.c -o rs232_senden.elf
- Umwandlung zu .hex-Datei:
- avr-objcopy -O ihex -j .text -j .data rs232_senden.elf rs232_senden.hex
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Zusatz-Übung 6
Ziel: Steuerung des Kompilierungs- und Flashvorgangs mit Java über Native-Methoden.
Zusatz-Übung 7
Ziel: Entwurf eines Kombi-Seriell-Tools, das es erlaubt sowohl serielle Daten zwischen
Mikrocontroller und PC auszutauschen, als auch den Mikrocontroller
über die serielle Schnittstelle zu flashen.