Mikrocontroller und Signalprozessoren

Ein Mikrocontroller vereint Rechenkern, Flash für das Programm, RAM für Variablen und Peripherie wie GPIO, Timer, AD-Umsetzer und serielle Schnittstellen auf einem Chip. Die Peripherie konfigurierst du über Register: Im Datenrichtungsregister legst du fest, ob ein Pin Eingang oder Ausgang ist, im Ausgangsregister setzt du den Pegel. Einzelne Bits änderst du mit Masken, also mit ODER zum Setzen und UND mit der invertierten Maske zum Löschen, damit die übrigen Bits bleiben, wie sie sind. Offene Eingänge brauchen einen Pull-up oder Pull-down, sonst floaten sie.

Timer zählen den durch einen Vorteiler geteilten Systemtakt. Daraus entstehen feste Zeitintervalle für Interrupts und PWM-Signale. Die PWM-Frequenz ergibt sich aus dem Timertakt geteilt durch die Zahl der Zählschritte, der Tastgrad aus dem Vergleichswert. Ein Interrupt unterbricht das Hauptprogramm bei einem Ereignis; die Service-Routine bleibt kurz, setzt ein Flag und überlässt die Arbeit dem Hauptprogramm. Gemeinsame Variablen deklarierst du als volatile.

Der Watchdog setzt den Controller zurück, wenn das Programm hängt und ihn nicht mehr rechtzeitig nachtriggert. Für rechenintensive Aufgaben wie digitale Filter nimmt man Signalprozessoren: Sie multiplizieren und addieren in einem Takt (MAC). Pins liefern nur wenige Milliampere, Relais und Motoren schaltest du immer über eine Treiberstufe.