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AVR HAL Bibliothek

20030717

Die AVR HAL Bibliothek stellt eine C API für den Zugang zu standardisierten Hardwarekomponenten, wie LED, LCD, Tasten und Sensoren, bereit. Mit Hilfe der Bibliothek können allgemeingültige Anwendungen für spezifische Boards auf Basis des AVR Mikrocontrollers programmiert werden. Die Bibliothek ist aus der Entwicklung von "AVR-Ctrl Lib", einer speziellen Hardwareabstraktion des AVR-Ctrl Boards, entstanden. Die Bibliothek wurde gezielt nur für die Benutzung in Verbindung mit dem GNU C Compiler und der avr-libc entwickelt. Es existieren einige API Adaptionen zum CodeVision C Compiler.

Die aktuellste Version dieses Dokumments ist immer verfügbar unter:: http://www.li-pro.net/projects/avr

Diese Dokumentation wurde erstellt in Zusammenhang mit der Boardkonfiguration:: avrctrl-8535-8mhz

Zu beachten:: Dieses Dokument unterliegt häufigen Veränderung. Daher kann es falsche oder nicht korrekte Informationen enthalten. Solltest Du solche Stellen finden, dann schicke eine Email mit der Beschreibung und wenn möglich der Berichtigung des Fehlers an linz@li-pro.net. Ebenso sind Emails mit Anregungen und Ergänzungen zum Inhalt willkommen.

Unterstützte Hardware

Die folgenden Hardwarekomponenten werden bis jetzt von dieser Bibliothek unterstützt.

Board:

AVR-Ctrl von http://www.mikrocontroller.com

AVR CPU:

AT90S8535
ATMega163
Prozessortakt 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, und 8 MHz

Eingabeeinheiten:

Tastaturfeld mit 5 Tasten (direkt kontaktiert)
Dallas Semiconductors One Wire Bus
One Wire Temperatursensor DS1820/DS1822

Ausgabeeinheiten:

LED Balken mit 8 LED (direkt kontaktiert)
LED Punkt- und Balkengrafik mit Normierung
alphanumerisches LCD; bis zu 4x64 Zeichen

Für die folgenden Komponenten ist die Unterstützung in Zukunft geplant oder bereits in Arbeit.

Eingabeeinheiten:

Infrarotempfänger
Analog-Digital-Wandler

Ausgabeeinheiten:

Puls-Weiten-Modulator

Kommunikationsschnittstellen:

serielle Schnittstelle RS232 (UART)
Inter-IC-Connection I2C (Bit Bang Treiber)
STDIN, STDOUT, STDERR an RS232 bzw. LCD

sonstiges:

Sondierung, Auswahl und Integration eines Schedules für Multiprozeßarbeit

Konzept und Anwendung

Die Bibliothek wird zum Übersetzungszeitpunkt für eine spezifische AVR Zielhardware (Board) konfiguriert und übersetzt. Hierfür wird die configure Option --enable-board=BOARD benutzt, wobei BOARD einer der folgenden Bezeichner sein kann:

avrctrl-8535-8mhz
avrctrl-8535-8mhz-small
avrctrl-m163-8mhz
avrctrl-m163-8mhz-small

Dieser Bezeichner hat den Aufbau BOARD-MCU-CLOCK-EXT und kann je Übersetzungslauf nur einmal angegeben werden. Im Ergebnis entsteht eine Bibliothek mit dem Bezeichner im Dateinamen, nämlich libavrhal-BOARD-MCU-CLOCK-EXT.a, und ein zugehöriger Konfigurationsheader namens BOARD-MCU-CLOCK-EXT.h in der Interfacedefinition der Bibliothek. Es besteht die Möglichkeit, für jede Boardkonfiguration die dazugehörige AVR HAL Bibliothek hintereinader zu erzeugen und zu installieren. Für das AVR-Ctrl Board hätte das folgendes Aussehen:

./configure --enable-board=avrctrl-8535-8mhz && make install
ergibt: $(PREFIX)/avr/include/avrhal/avrctrl-8535-8mhz.h
und $(PREFIX)/avr/lib/libavrhal-avrctrl-8535-8mhz.a
./configure --enable-board=avrctrl-8535-8mhz-small && make install
ergibt: $(PREFIX)/avr/include/avrhal/avrctrl-8535-8mhz-small.h
und $(PREFIX)/avr/lib/libavrhal-avrctrl-8535-8mhz-small.a
./configure --enable-board=avrctrl-m163-8mhz & make install
ergibt: $(PREFIX)/avr/include/avrhal/avrctrl-m163-8mhz.h
und $(PREFIX)/avr/lib/libavrhal-avrctrl-m163-8mhz.a
./configure --enable-board=avrctrl-m163-8mhz-small && make install
ergibt: $(PREFIX)/avr/include/avrhal/avrctrl-m163-8mhz-small.h
und $(PREFIX)/avr/lib/libavrhal-avrctrl-m163-8mhz-small.a

Die so entstandene Installation der Bibliothek kann nun in eigenen AVR Projekten benutzt werden. Dazu werden die jeweils notwendigen Headerdateien wie bei jeder gewöhnlichen Bibliothek in die C Quellen aufgenommen, z.B. für das LCD und die Tastatur:

#include <avrhal/key.h>
#include <avrhal/lcd.h>

Hiermit wird der Präprozessor automatisch den Configuration Wrapper mit einbinden (avrhal/configure.h). Dieser muß über ein Predefine konfiguriert werden. Nur so kann dieser die richtige Boardkonfiguration bereitstellen (z.B. für --enable-board=avrctrl-8535-8mhz der Inhalt von avrhal/avrctrl-8535-8mhz.h). Das Predefine, in Form eines CPP Makros, muß im eigenen AVR Projekt erfolgen. Im Regelfall wird diese Makrodefinition über die gcc Option -D vorgenommen. Folgende Definitionen sind möglich und stehen in direktem Zusammenhang zu obigen Board Bezeichnern:

gcc Option: -DAVRHAL_CONFIG_avrctrl_8535_8mhz
gcc Option: -DAVRHAL_CONFIG_avrctrl_8535_8mhz_small
gcc Option: -DAVRHAL_CONFIG_avrctrl_m163_8mhz
gcc Option: -DAVRHAL_CONFIG_avrctrl_m163_8mhz_small

Eine somit übersetzte C Quelle muß dann mit dem richtigen Bibliotheksarchiv verlinkt werden:

ld Option: -lavrhal-avrctrl-8535-8mhz
ld Option: -lavrhal-avrctrl-8535-8mhz-small
ld Option: -lavrhal-avrctrl-m163-8mhz
ld Option: -lavrhal-avrctrl-m163-8mhz-small

Einige Beispiel dazu können dieser Dokumentation entnommen werden.

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