Der einfachste und sofort lohnendste Weg, die Programmierung von Mikrochips zu erlernen, ist die Arbeit mit einem Mikrocontroller. Ein Mikrocontroller ist im Wesentlichen ein Computer auf einem Chip mit eigenem Prozessor, RAM-Speicher und Eingangs- / Ausgangsanschlüssen. Einige Mikrocontroller verfügen über integrierte Analog-Digital-Wandler. Es gibt viele Arten von Mikrocontrollern. Am einfachsten ist es jedoch, ein Arduino-Board zu verwenden. Ein Arduino ist eine kleine Platine, die einen Mikrocontroller und alle externen Schaltungen enthält, die zum Programmieren und Ausführen erforderlich sind. Mit einem Arduino können Sie direkt in das Programmieren einsteigen.
Wählen Sie einen Mikrocontroller, den Sie lernen möchten. Die PIC-Serie von Microchips und die AVR-Chips von Atmels sind ebenso beliebte Optionen wie das Arduino-Board. Die meisten Mikrocontroller verwenden eine Version der Programmiersprache C, es gibt jedoch Abweichungen. Jeder Hersteller verwendet auch eine eigene Assemblersprache. Assembler-Code ist weniger klar als C, aber effizienter, weil er der Maschinensprache des Chips näher kommt. Da die Assemblersprache so kompakt ist und der Speicher auf einem Mikrocontroller begrenzt ist, werden viele Programme in einer Kombination aus C und Assembler geschrieben.
Lesen Sie das Datenblatt des von Ihnen gewählten Mikrocontrollers und finden Sie heraus, welche externen Schaltkreise Sie benötigen, um ihn zu betreiben. Sie benötigen ein Steckbrett zum Prototypen von Schaltkreisen, Komponenten für den Stromversorgungskreis, ein Programmierkabel und möglicherweise einen EEPROM-Speicherchip für die Programmspeicherung. Wenn Sie ein Arduino verwenden, müssen Sie keine externen Schaltkreise anschließen, bevor Sie den Chip programmieren.
Laden Sie Code-Bearbeitungssoftware und einen Compiler für Ihren Chip herunter. Das "Kompilieren" von Code wandelt ihn von der relativ klaren Sprache, in der Sie ihn geschrieben haben, in eine Sprache um, die der Chip verstehen kann. Der Code für einen Mikrocontroller muss für diesen speziellen Chip kompiliert werden. Laden Sie daher den Compiler vom Hersteller Ihres Mikrocontrollers herunter. Arduino verwendet eine eigene Programmiersprache, die C ähnelt, aber einfacher zu erlernen ist. Kostenlose Bearbeitungs- und Kompilierungssoftware für Arduino sowie umfangreiche Tutorials finden Sie auf der Website.
Richten Sie Ihren Mikrocontroller auf dem Steckbrett ein. Befolgen Sie die Anweisungen im Datenblatt für externe Stromkreise wie das Netzteil. Unterschiedliche Mikrocontroller erfordern unterschiedliche Spannungs- und Strommengen, sodass Sie Schaltkreise benötigen, die die Stromversorgung ordnungsgemäß konditionieren.
Befolgen Sie die Anweisungen, die Sie für Ihre Chip-Programmiersprache gefunden haben, entweder online oder in einem Buch, um Ihr erstes einfaches Programm zu schreiben. Gehen Sie nicht über sich hinaus und probieren Sie etwas Kompliziertes aus. Der erste Schritt besteht lediglich darin, den Chip mit einigen einfachen Anweisungen erfolgreich zu programmieren. Versuchen Sie beispielsweise, ein Programm zu schreiben, bei dem eine LED blinkt. Ihre Lehrmaterialien werden höchstwahrscheinlich auch Einführungsprojekte enthalten.
Schließen Sie Ihren Mikrocontroller an die Stromversorgung an und verbinden Sie die Programmierschnittstelle mit Ihrem Computer. Kompilieren und laden Sie Ihre Software herunter, um sie zu testen.
Entwickeln Sie Ihre Fähigkeiten, indem Sie Ihrer Software Funktionen hinzufügen und sie komplexer gestalten. Versuchen Sie beispielsweise, Ihrem blinkenden LED-Projekt einen Drehknopf hinzuzufügen, mit dem Sie die Geschwindigkeit ändern können, mit der die LED blinkt.
Erfahren Sie mehr über Code und vertrauen Sie auf Ihre Programmierung, indem Sie an immer komplizierteren Beispielprojekten arbeiten und Ihre eigenen Ideen ausprobieren. Lies nicht einfach das ganze Buch durch und probiere dann etwas Kompliziertes aus. Sie lernen Programmieren durch Programmieren, nicht nur Lesen.