Mikrocontroller - Linuxhotel

Mikrocontroller Programmierung am Beispiel von Atmel AVR

Mikrocontroller sind heute in fast jedem technischen System zu finden – von energieeffizienten Sensorknoten bis hin zu industriellen Steuergeräten. In diesem praxisorientierten Kurs lernen die Teilnehmer einen strukturierten Einstieg in die Low-Level-Embedded-Softwareentwicklung mit 8-Bit-AVR-Mikrocontrollern in C. Ziel ist es, ein solides Verständnis dafür zu entwickeln, wie Hardware und Software interagieren und wie man saubere, gut strukturierte Firmware entwickelt, indem man nah an der Registerebene und mit On-Chip-Peripheriegeräten arbeitet.

Anhand praktischer Übungen richten die Teilnehmer einen kompletten Entwicklungsworkflow ein und wenden ihn an: Bearbeiten und Erstellen von Code, Flashen des Ziels und Debuggen auf realer Hardware. Anstatt sich auf High-Level-Frameworks zu stützen, konzentriert sich der Kurs auf das Verständnis der Hardware-Subsysteme des Mikrocontrollers. Die erlernten Konzepte sind auch auf andere Mikrocontroller-Familien anwendbar.

Nach Abschluss des Kurses sind die Teilnehmer in der Lage:

eine vollständige AVR-Entwicklungsumgebung mit MPLAB X IDE und GCC einzurichten
C-Programme für AVR-Mikrocontroller zu entwickeln, zu kompilieren und zu flashen
Pins und Ports direkt über Register zu konfigurieren und zu steuern
On-Chip-Peripheriegeräte (Timer, ADC, PWM, serielle Schnittstellen) effektiv zu nutzen
einfache Echtzeit-ähnliche Firmware ohne Betriebssystem strukturieren
typische Probleme systematisch analysieren und debuggen
Datenblätter effizient lesen und nutzen sowie Hardware-/Software-Schnittstellen verstehen

Zielgruppe

Entwickler und Ingenieure mit Interesse an eingebetteten Systemen
Softwareentwickler, die sich mit Low-Level-Hardware-orientierter Programmierung vertraut machen möchten
Elektronikentwickler, die ihre eigene Firmware schreiben möchten

Trainer und Dozenten

Prof. Dr.-Ing. Steffen Kaufmann ist Professor für Elektronik und Sensortechnik. In Lehre und Forschung beschäftigt er sich mit intelligenten Sensorsystemen, nicht-invasiven Messverfahren und eingebetteten Systemen, wobei sein Schwerpunkt auf der Entwicklung robuster, industrietauglicher Elektronik und Firmware liegt.

Als promovierter Elektroingenieur verbindet er wissenschaftlich fundierte Methoden mit praktischer Erfahrung im Entwurf eingebetteter Systeme. Seine Lehrveranstaltungen verfolgen einen ingenieurwissenschaftlichen Ansatz für die Entwicklung eingebetteter C-Systeme: vom Verständnis der Mikrocontroller-Architekturen und Datenblätter über eine saubere Firmware-Struktur und hardwarebezogene Fehlersuche bis hin zur zuverlässigen Nutzung von On-Chip-Peripheriegeräten.

Die Teilnehmer profitieren von einem klar strukturierten Unterrichtsstil, zahlreichen Best-Practice-Richtlinien und praktischen Arbeitsabläufen, wie sie in realen Embedded-Projekten erforderlich sind – insbesondere an der Schnittstelle zwischen Hardware und Low-Level-C-Firmware sowie beim Testen, Debuggen und Vorbereiten von Systemen für den zuverlässigen Betrieb im Feld.

Voraussetzungen

Grundkenntnisse in C, wie Sie sie in unserer Schulung C Programmierung erlernen können.
Grundkenntnisse in Elektronik (Spannung, Strom, digitale Signale)
Manuals und Datenblätter der im Kurs eingesetzten Hardware liegen nur in englischer Sprache vor.

Inhalt

Grundlagen und Überblick

Mikrocontroller im Systemkontext
Architektur typischer 8-Bit-AVR-Controller
Speichertypen: Flash, SRAM, EEPROM
Registermodell und Peripheriekonzept

Tools und Entwicklungsumgebung

Übersicht über die Toolchain: Editor, Compiler, Programmierer, Debugger
Arbeiten mit MPLAB X IDE
Projektstruktur, Build-Prozess, HEX/ELF-Datei
Flashen des Controllers, Grundlagen der Fuse-Einstellungen

Digitale E/A

Ports, Pins, Richtungsregister
Ansteuern von LEDs, Auslesen von Tasten
Timing-Verhalten und einfache Verzögerungsfunktionen

Timer und Zeitbasis

Grundlagen zu Timer/Zähler
Periodische Aufgaben und Zeitmessung
Software-Timer und einfache Scheduler-Konzepte

Analog-Digital-Wandlung (ADC)

Funktionsweise des ADC
Konfiguration auf Registerebene
Messung analoger Spannungen (z. B. Potentiometer)
Verarbeitung gemessener Werte

Pulsweitenmodulation (PWM)

PWM-Prinzip
Erzeugen von PWM-Signalen mit Timern
Steuern der LED-Helligkeit
Kombinieren von ADC-Eingang mit PWM-Ausgang

Kommunikationsschnittstellen (Übersicht)

UART (serielle Schnittstelle)
I²C/TWI und SPI: Anwendungsfälle und Grundprinzipien

Programmstruktur und Methoden

Strukturierung größerer eingebetteter Programme
Zustandsmaschinen
Verwendung von ganzzahliger Festkommaarithmetik
Kooperative Parallelität ohne Betriebssystem

Debugging und Robustheit

Typische Fehlerquellen in eingebetteten Systemen
Systematisches Testen mit einfachen Mitteln
Reset-Ursachen, Watchdog, Brown-Out-Erkennung
Lesen und Anwenden von Errata

Praktische Arbeit

Der Kurs basiert größtenteils auf schrittweisen Laborübungen an realer Hardware. Von der ersten blinkenden LED über analoge Messungen bis hin zu PWM-Anwendungen bauen die Teilnehmer schrittweise ein funktionierendes eingebettetes System auf.

Kurszeiten

Wer möchte, reist bis 22 Uhr am Vortag an und nutzt den Abend bereits zum Fachsimpeln am Kamin oder im Park.

An Kurstagen gibt es bei uns ab 8 Uhr Frühstück.

Unsere Kurse beginnen um 9 Uhr und enden um 18 Uhr.

Neben den kleinen Pausen gibt es eine Stunde Mittagspause mit leckerem, frisch in unserer Küche zubereitetem Essen.

Nach der Schulung anschließend Abendessen und Angebote für Fachsimpeln, Ausflüge uvm. Wir schaffen eine Atmosphäre, in der Fachleute sich ungezwungen austauschen. Wer das nicht will, wird zu nichts gezwungen und findet auch jederzeit Ruhe.

same course in English

Preis und Dauer

3 Tage,
1.935,00 € + 19% MwSt. = 2.302,65 €

Übernachtungsoptionen

Termine und Anmeldung

23. März, 3 Tage
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21. September 2026, 3 Tage
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