AVR Embedded Tutorial - SPI Shiftregister/de: what changed

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Title: AVR Embedded Tutorial - SPI Shiftregister/de

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1	+	# Schieberegister 74HC595 über SPI
2	+
3	+	## Vorwort
4	+
5	+	Es können auch andere Schieberegister angesteuert werden.\
6	+	Die SPI Version hat einen grossen Vorteil gegenüber einem normalen [[AVR Embedded Tutorial - Shiftregister/de\|Schieberegister]], das sie etwa den Faktor 10 schneller ist (ATmega328). Dies macht sich bei einem grösseren Multiplex bemerkbar.
7	+
8	+	Die folgenden Funktionen, sind in folgenden Tutorials beschrieben:
9	+
10	+	- [[AVR Embedded Tutorial - Simple GPIO on and off output/de\|GPIO - Aus / Ein-gabe]] - Wie mache ich einen GPIO-Zugriff am AVR.
11	+	- [[AVR Embedded Tutorial - SPI/de\|SPI]] - Nutzung der Hardware-SPI-Schnittstelle.
12	+
13	+	## Beispiel Atmega328 / Arduino Uno/Nano
14	+
15	+	### Konstanten
16	+
17	+	Pins welche an PORTB für SPI benötigt werden.
18	+
19	+	``` pascal
20	+	const
21	+	SPI_SlaveSelect = 2;
22	+	SPI_MOSI = 3;
23	+	SPI_Clock = 5;
24	+	```
25	+
26	+	### Schreiben eines Pins
27	+
28	+	Beschreiben eines Pins von PORTB, wird für SlaveSelect und für die Softwareversion gebraucht.
29	+
30	+	``` pascal
31	+	procedure WritePortB(Pin: byte; Value: boolean);
32	+	begin
33	+	if Value then begin
34	+	PORTB := PORTB or (1 shl Pin);
35	+	end else begin
36	+	PORTB := PORTB and not (1 shl Pin);
37	+	end;
38	+	end;
39	+	```
40	+
41	+	Ein Funktion welche eine Zeichenkette an den SPI-Port sendet.
42	+
43	+	### Schreiben der Zeichenkette
44	+
45	+	``` pascal
46	+	procedure WriteDataHardSPI(p: PByte; len: byte);
47	+	var
48	+	i: byte;
49	+	begin
50	+	WritePortB(SPI_SlaveSelect, False);
51	+	for i := len - 1 downto 0 do begin
52	+	SPDR := p[i];
53	+	while (SPSR and (1 shl SPIF)) = 0 do begin
54	+	end;
55	+	end;
56	+	WritePortB(SPI_SlaveSelect, True);
57	+	end;
58	+	```
59	+
60	+	### Hauptprogramm
61	+
62	+	Die Register von SPI wird auf die höchst mögliche Geschwindigkeit gestellt.
63	+
64	+	``` pascal
65	+	var
66	+	z: uint16;
67	+	begin
68	+	// Alle Pins auf Output.
69	+	DDRB := (1 shl SPI_MOSI) or (1 shl SPI_Clock) or (1 shl SPI_SlaveSelect);
70	+
71	+	// SPI-Register einstellen.
72	+	SPCR := (1 shl SPE) or (1 shl MSTR) or (%00 shl SPR);
73	+	SPSR := (1 shl SPI2X);
74	+
75	+	repeat
76	+	// Zähler hochzählen, bei Überlauf wieder auf 0.
77	+	Inc(z);
78	+
79	+	// SPI-Port beschrieben.
80	+	WriteDataHardSPI(@z, 2); // 2 Byte schreiben.
81	+	until 1 = 2;
82	+	end.
83	+	```
84	+
85	+	## Beispiel ATTiny2313
86	+
87	+	Der ATTiny2313 besitzt keine direkte SPI-Schnittstelle, dafür gibt es die universelle USI-Schnittstelle, welche hier für SPI verwendet wird. Dies ist beim Beschreiben ein wenig komplizierter als bei der direkte SPI-Schnittstelle des Atmega.
88	+
89	+	Hinweis: Der ATTiny2313 hat auch MOSI und MISO-Anschlüsse, diese habe aber nur für den Programmer Verwendung. Dafür sind DO und DI vorhanden, welche aber genau in der umgekehrten Reihenfolge arbeiten.
90	+
91	+	### Deklarationen
92	+
93	+	Pins welche an PORTB für SPI benötigt werden.
94	+
95	+	Dafür wir ein bitpacked record verwendet, somit kann man direkt auf die Pins zugreifen.
96	+
97	+	``` pascal
98	+	type
99	+	TSPIGPIO = bitpacked record
100	+	p0, p1, p2, p3, SlaveSelect, DataInt, DataOut, Clock: boolean;
101	+	end;
102	+
103	+	var
104	+	SPI_PORT: TSPIGPIO absolute PORTB;
105	+	SPI_DDR: TSPIGPIO absolute DDRB;
106	+	```
107	+
108	+	Ein Funktion welche eine Zeichenkette an den SPI-Port sendet.
109	+
110	+	### Schreiben der Zeichenkette
111	+
112	+	``` pascal
113	+	procedure SPIWriteData(p: PByte; len: byte);
114	+	var
115	+	i: byte;
116	+	begin
117	+	SPI_PORT.SlaveSelect := False;
118	+	for i := len - 1 downto 0 do begin
119	+	USIDR := p[i];
120	+	USISR := 1 shl USIOIF;
121	+
122	+	repeat
123	+	USICR := (%01 shl USIWM) or (%10 shl USICS) or (1 shl USICLK) or (1 shl USITC);
124	+	until (USISR and (1 shl USIOIF)) <> 0;
125	+
126	+	end;
127	+	SPI_PORT.SlaveSelect := True;
128	+	end;
129	+	```
130	+
131	+	### Hauptprogramm
132	+
133	+	Diese Beispiel zeigt da Beschreiben von 2 kaskadierten Schieberegister.
134	+
135	+	Es wird einfach einen Integer Wert ausgegeben.
136	+
137	+	Man sieht auch das keine Konfiguration von USI am Anfang notwendig ist, ausser das man die Ports auf Ausgabe stellen muss.
138	+
139	+	``` pascal
140	+	var
141	+	z: uint16 = 0;
142	+	begin
143	+	SPI_DDR.DataOut := True;
144	+	SPI_DDR.Clock := True;
145	+	SPI_DDR.SlaveSelect := True;
146	+
147	+	repeat
148	+	Inc(z);
149	+	SPIWriteData(@z, 2); // Integer ausgeben.
150	+	until 1 = 2;
151	+	end.
152	+	```
153	+
154	+	## Software Version
155	+
156	+	Das man SPI sehr gut auch Softwareemuliert machen kann, zeige ich es hier auch.
157	+
158	+	Dies ist aber um etwa den Faktor 10 langsamer als die Hardwareversion des Atmega328, dafür kann man beliebige Ports nehmen.
159	+
160	+	Die Software-Version hat den Vorteil, sie läuft auf jedem AVR und kann auch benutzt werden, wen man mehrere SPI-Schnittstellen braucht.
161	+
162	+	``` pascal
163	+	procedure WriteDataSoftSPI(p: PByte; len: byte);
164	+	var
165	+	i, j: byte;
166	+	begin
167	+	WritePortB(SPI_SlaveSelect, False);
168	+	for j := 0 to len - 1 do begin
169	+
170	+	for i := 7 downto 0 do begin
171	+	if (p[j] and (1 shl i)) <> 0 then begin
172	+	WritePortB(SPI_MOSI, True);
173	+	end else begin
174	+	WritePortB(SPI_MOSI, False);
175	+	end;
176	+	WritePortB(SPI_Clock, True);
177	+	WritePortB(SPI_Clock, False);
178	+	end;
179	+	WritePortB(SPI_SlaveSelect, True);
180	+
181	+	end;
182	+	end;
183	+	```
184	+
185	+	# Siehe auch
186	+
187	+	- Übersichtseite [[AVR Embedded Tutorial/de\|AVR Embedded Tutorial]]
188	+	- [[AVR Embedded Tutorial - Shiftregister/de\|Schieberegister]] - Wie steuere ich Schieberegister an.
189	+	- [[AVR Embedded Tutorial - SPI/de\|SPI]] - Nutzung der Hardware-SPI-Schnittstelle bei einem ATmega328 / Arduino.
190	+
191	+	Autor: Mathias
192	+
193	+	---
194	+	From the Free Pascal wiki, page "AVR Embedded Tutorial - SPI Shiftregister/de", as it stood on 2020-02-27 after a change by Mathias, out of the wiki's dump of 2024-05-26. Copyright stays with the author who wrote it, according to the old wiki's [[Licensing]] page. If you have concerns about this material, [message the admin](/wiki-contact).
195	+	Category: AVR/de
196	+	Category: Arduino/de
197	+	Category: Deutsch
198	+	Category: Embedded/de
199	+	Category: Tutorials/de

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