Mithilfe eines Atmega32 wird die\u00a0LED-Matrix zeilenweise angesteuert und pro Zeile werden jeweils die Pins an den\u00a0LED’s auf bestimmte Potentiale gesetzt, die gerade Leuchten sollen. Dies geschieht mit\u00a0einer so hohen Frequenz (mehr als 25 frames pro Sekunde), dass das Auge ein zusammenhangendes Bild wahrnimmt.
\nDas folgende Bild soll die darauffolgende Erkl\u00e4rung der Funktionsweise verdeutlichen:<\/p>\n
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\n Damit nun z.B. LED 1 leuchtet, muss der Pin IN1 auf High und der Pin OUT1 auf Low Die Information dar\u00fcber, was gerade angezeigt werden soll(u.A. Highscore-Wert,aktueller Punktestand, aktuelle Spielzeit), wird \u00fcber SPI von der Spiellogik empfangen empfangen und dann im uC verarbeitet. Dabei werden pro \u00dcbertragungsvorgang 3 Bytes \u00fcbertragen. Die 8 unterschiedlichen Informationstypen der Datenpakete sind \u00fcber 3 Bits zu unterschieden. Hierbei ist kurz zu sagen, dass f\u00fcr den Buchstabendatentyp die ASCII-Tabelle verwendet wurde.<\/p>\n Quelltext und Programmierkonzepte<\/strong><\/p>\n Sowohl zum Senden der Daten an die Schieberegister, als auch f\u00fcr das Empfangen der Daten der Spiellogik sowie das Auslesen des Akkustands war einige Programmierarbeit notwendig. Diese wird im Folgenden Schritt f\u00fcr Schritt betrachtet.<\/p>\n ADU<\/strong><\/p>\n \u00dcber den Bus erhalten wir von der Energieversorgungsgruppe einen Spannungswert, welcher bei 12-14V liegen sollte. Da der ADU des ATMEGA32 allerdings keine gro\u00dfen Spannungen vertr\u00e4gt, ist es n\u00f6tig, die Spannung mit Hilfe eines Spannungsteilers bestehend aus einem 10k Ohm und eines 1k Ohm Widerstands herunterzubrechen. <\/p>\n <\/p>\n Abbildung 2: Schaltplan des \u00b5C<\/strong><\/p>\n <\/p>\n Die ersten beiden Methoden sind im folgenden zu sehen:<\/p>\n Abbildung 3: CodesAnzeige\/ADU<\/strong><\/p>\n <\/p>\n Bei der intialisierung des ADU wird zun\u00e4chst eine Umwandlung gestartet – dies wird empfohlen, damit der ADU “warml\u00e4uft“. Aufgerufen werden die beiden Methoden jeweils in der main-Methode: ADC\\_init einmalig zum Begin, vor der while-Schleife und ADC\\_Read jeweils dann, wenn ein Counter, der im Hintergrund l\u00e4uft, seinen Maximalwert erreicht hat. Mit Hilfe einer weiteren Methode, welche im Grunde nur if-Abfragen enth\u00e4lt wird der Spannungswert in einen Character umgewandelt, welcher sp\u00e4ter in die Schieberegister geschoben werden kann, um den Akkustand anzuzeigen.<\/p>\n SPI<\/strong><\/p>\n Die Umsetzung des SPI ist \u00e4hnlich konzipiert wie die des ADU: Auch hier gibt es wieder eine Methode zur initialisierung, eine zum Empfang- und zur Auswertung der Daten und einen Abschnitt in der main-Methode, der das ganze ausl\u00f6st:<\/p>\n Abbildung 4: CodeAnzeige\/SPI1<\/strong><\/p>\n <\/p>\n Die Methode zur Initialisierung des SPI-Moduls des ATMEGA32 ist dabei vollst\u00e4ndig aus dem Datenblatt des Herstellers \u00fcbernommen, die Methode zum Empfang wurde von uns erweitert.![\"Schaltung](\"http:\/\/service.projektlabor.tu-berlin.de\/wordpress\/stefan\/wp-content\/uploads\/sites\/13\/2015\/12\/Schaltung-mit-Reihensystem_PNG.png\")
<\/a>Abbildung 1: Prinzipieller Aufbau der LED-Matrix mit 3 Spalten& 3 Zeilen<\/strong><\/p>\n
\ngesetzt werden, damit die Spannung \u00fcber der Diode positiv ist und diese leitet. Damit
\nz.B. die erste Zeile leuchtet, m\u00fcssen zus\u00e4tzlich OUT2 und OUT3 auf High gesetzt werden.
\nDas Setzen der Pins soll mit Hilfe von Schieberegistern erfolgen, die seriell vom \u00b5C gesteuert werden, welche Output Pins auf welchem Potential sein sollen. Getaktet werden die
\nRegister mit zwei PWM-Signalen des Controllers, eines davon wird als Shift-Clock, das
\nandere als Latch-Clock verwendet. Letztere hat in der finalen Schaltung ein sechzehntel\u00a0der
\nFrequenz der Shift-Clock, da die Zeilen und Spalten parallel mit Daten versorgt werden
\nund wir jeweils 16 davon haben. Die Schieberegister werden sich sp\u00e4ter auf derselben
\nPlatine wie die LED-Matrix befinden; die Daten sowie die Taktsignale werden dann \u00fcber
\neinen 10-Pin Stecker \u00fcbertragen. Das Eagle-Schematic dazu ist in folgender Abbildung 2 zu sehen.<\/p>\n
\nWas den Programmieraufwand angeht, ist der ADU eine der leichteren Aufgaben, was aber keineswegs bedeutet, dass der Code kurz ist. Wir haben uns daf\u00fcr entschieden, den Code in folgende Untermethoden aufzuteilen:<\/p>\n\n
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\nZun\u00e4chst wird der erste Character verarbeitet: die ersten drei Bit geben an, was empfangen wird. Aus dieser Information und der Schnittstellen\u00fcbersicht kann man erschlie\u00dfen, wieviele Bytes nun empfangen werden m\u00fcssen. Diese Information wird in der Variable “ByteMax“ gespeichert, welche sp\u00e4ter (sofern keine Buchstaben f\u00fcr den Hiscorenamen empfangen wurden) als Abbruchbedingung genutzt wird. Zudem wird, wenn ein Buchstabe empfangen wird, das Boolean “istBuchstabe“ auf “true“ gesetzt, was n\u00f6tig ist, da diese gesondert behandelt werden m\u00fcssen und andere Abbruchbedingungen erf\u00fcllen m\u00fcssen, damit das Empfangen der Daten beendet wird.
\nIm Anschluss daran wird, falls es sich nicht um Buchstaben handelt, der empfangene Character in ein Hilfsarray (“ZS“) geschrieben. Dabei ist jedoch zu beachten, dass im ersten Character noch die Information enthalten ist, was gerade empfangen wird. Diese wird vor dem speichern noch von dem Wert abgezogen.
\nDa beim Highscorenamen der erste Character keine Informationen enth\u00e4lt, die gespeichert werden m\u00fcssen, wird dort erst der zweite Character und alle folgenden in das Hilfsarray gespeichert.
\nDie empfangenen Daten werden beim Beenden des Empfangs alle in ein struct gespeichert, welches die relevanten Informationen f\u00fcr die Anzeige enth\u00e4lt:<\/p>\n