Microcontroller

SPI: Schnell, einfach, mit eigener Leitung für jedes Gerät

SPI überträgt Daten zwischen Mikrocontroller und Peripheriegeräten mit Takten im Megahertz-Bereich und gleichzeitig in beide Richtungen. Du lernst die Kennzeichen der Schnittstelle kennen: vier Leitungen mit Gegentaktausgängen, eine eigene Auswahlleitung je Gerät, kein festes Protokoll und vier SPI-Modi. Du liest ein SPI-Impulsdiagramm, unterscheidest sternförmige Auswahlleitungen und Ketten und schließt Bausteine an Arduino, ESP8266 und ESP32 an – mit Checkliste für Datenblatt und Bibliothek sowie einer Entscheidungshilfe zwischen SPI und I²C.

I²C: Ein Bus, zwei Leitungen, viele Sensoren

I²C verbindet einen Mikrocontroller über nur zwei Leitungen mit vielen Sensoren, Displays und Speicherbausteinen. Du lernst die Kennzeichen des Busses kennen: Open-Drain-Leitungen mit Pull-up-Widerständen, Adressen statt Auswahlleitungen, Bestätigung jedes Bytes und Taktraten von 100 kHz bis 1 MHz. Du liest ein I²C-Telegramm, bemisst Pull-up-Widerstände und schließt Bausteine an Arduino, ESP8266 und ESP32 an – mit einer Checkliste, was Du vorher im Datenblatt und in der Bibliotheksdokumentation prüfen solltest.

Firmwareupdates für ESPs per WLAN

Es ist lästig, einen ESP-Microprozessor, der in einem Projekt verbaut ist, für ein Softwareupdate auszubauen und an den USB-Port anzuschließen. Mit der Library für „Over the Air“-Updates gibt es jedoch eine elegante Möglichkeit, passwortgeschützt neue eigene Firmware aufzuspielen.

ESP in mehrere WLAN integrieren und Zugangsdaten sichern

Ein ESP (32/8266) ist mit wenigen Zeilen Code ins heimische WLAN integriert. Der hier verwendete Weg stellt sicher, dass aus vielen unterschiedlichen WLANs das geeignetste ausgesucht wird. Außerdem wird wiederkehrend überprüft, ob die WLAN-Verbindung noch besteht, diese ggf. neu aufgebaut und – wenn der Aufbau zu häufig scheitert – der ESP neu gestartet. Ausserdem wird ein Weg vorgestellt, die WLAN-Zugangsdaten vor der unbeabsichtigten Veröffentlichung in Versionsverwaltungen und Codesharing zu schützen.

Mein erster Grafiktreiber: ein Dot-Matrixdisplay direkt ansteuern

Gedankenspiel: wenn es die ganze wunderbare Arduino-Community nicht gäbe. Nur uns, den Microcontroller, ein 8×8-Matrix-Display (MAX7219), die eine IDE und ein Datenblatt. Würden wir es dann schaffen, das Display an’s laufen zu bekommen? An diesem Beispiel soll gezeigt werden, dass hardwarenahe Programmierung ohne Bibliotheken – nur mit den Angaben eines Datenblatts – kein Zauberwerk ist…