{"id":3350,"date":"2015-02-12T13:42:15","date_gmt":"2015-02-12T12:42:15","guid":{"rendered":"http:\/\/www.brennecke.org\/?page_id=3350"},"modified":"2015-02-19T15:45:24","modified_gmt":"2015-02-19T14:45:24","slug":"funktionsbeschreibung","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.brennecke.org\/?page_id=3350","title":{"rendered":"Funktionsbeschreibung"},"content":{"rendered":"<h2>Gesamtkonzept<\/h2>\n<p>Das GTM besteht im wesentlichen aus drei Komponenten, die zusammenwirken:<\/p>\n<ul>\n<li>Der <strong>Grafikcontroller<\/strong> besteht aus einem Mikrocontroller vom Typ ATMega644 Bei den Modellen mit 800 x 480 Bildopunkten kommt die pinkompatible Version ATMega1284 zum Einsatz &#8211; dort sind die benutzten Fonts gr\u00f6\u00dfer, so dass der Platz nicht mehr gen\u00fcgt. Damit hat man viel Power f\u00fcr die Abarbeitung von Grafikbefehlen.<\/li>\n<li>Der <strong>Tastatur- und Touchscreen-Controller<\/strong> nimmt die Eingaben entgegen und verarbeitet sie. Damit eine gute Vorverarbeitung m\u00f6glich ist, wird er mit dem Grafikcontroller gekoppelt. Dieser teilt ihm mit, ob gerade Elemente dargestellt werden, bei denen die Eingabe in Form von Feldern erfolgt (Tastaturen, Men\u00fcs, &#8230;) oder in Form von Koordinaten (Zeichnen, Schieberegler, &#8230;). Er kann auch die \u00dcbermittlung von Koordinaten ganz abschalten oder den Touchscreen in einen Kalibrierungsmodus versetzen, in dem dieser dann die eingegebenen Daten selbst verarbeitet und zuk\u00fcnftig genauer arbeitet. Man kennt das von den fr\u00fcheren &#8222;PDA&#8220;s, einer inzwischen ausgestorbenen und durch Smartphones ersetzten Ger\u00e4tegattung, die regelm\u00e4\u00dfig\u00a0 bei Stromverlust solche Kalibrierungen verlangten.<\/li>\n<li>Das <strong>Bildschirmmodul<\/strong> ist ein Fertigbauteil aus China und besteht aus dem eigentlichen Panel mit 4-Draht-resistivem Touchscreen, einem Grafik- und einem Touchchip. Der Grafikchip bietet Platz f\u00fcr eine Bildschirmseite und wird \u00fcber 16 parallele Daten- und ein paar Steuerleitungen angeschlossen. Der Touchscreen-Chip setzt Ber\u00fchrungen in Kommandos und grobe Koordinaten um.\u00a0 W\u00e4hrend der Grafikchip mit dem Grafikcontroller ATMega644 (oder ATMega1284) kommuniziert, ist der Touchscreen-Chip mit dem Tastatur- und Touchscreen-Controller verbunden.<\/li>\n<\/ul>\n<p><a href=\"http:\/\/www.brennecke.org\/wp-content\/uploads\/2013\/05\/Microcontroller-Lab-Systembild.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-2536\" src=\"http:\/\/www.brennecke.org\/wp-content\/uploads\/2013\/05\/Microcontroller-Lab-Systembild.png\" alt=\"Microcontroller Lab Systembild\" width=\"1023\" height=\"423\" srcset=\"https:\/\/www.brennecke.org\/wp-content\/uploads\/2013\/05\/Microcontroller-Lab-Systembild.png 1023w, https:\/\/www.brennecke.org\/wp-content\/uploads\/2013\/05\/Microcontroller-Lab-Systembild-300x124.png 300w\" sizes=\"(max-width: 1023px) 100vw, 1023px\" \/><\/a><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<h2>Die serielle Schnittstelle<\/h2>\n<p>Die beiden Controller sollen sich mit einem angeschlossenen Mikrocontroller oder Computer sowie auch untereinander austauschen, und die beste Methode hierzu ist eine serielle Daten\u00fcbermittlung, da sie (neben dem Massedraht) in einer Richtung mit nur einem Kabel auskommt. Die geschickten Kommandos sind Byte-orientiert, so dass man einfach Texte und Zahlen \u00fcbermitteln kann.<\/p>\n<p>Allerdings hat diese Methode auch einen Nachteil: wenn der Empf\u00e4nger das aktuelle Datenpaket nicht abholt, w\u00e4hrend schon ein neues gesendet wird, ist es verloren. Auch bessere Controller haben nur einen gewissen Puffer. Allerdings senden wir sehr langsam &#8211; gew\u00f6hnlich reicht die Zeit aller Controller locker, um die Daten abzuholen und zu verarbeiten. Manche Beispiele legen daher bei der Abarbeitung Zwangspausen ein, damit keine Daten verloren gehen.<\/p>\n<p>Die \u00dcbermittlung sieht nun folgenderma\u00dfen aus:<\/p>\n<ul>\n<li>Der <strong>Mikrocontroller oder Computer<\/strong> sendet seine Daten in Form von Bytes (Kommandos und Werte) an den Grafikcontroller. Dabei muss er nat\u00fcrlich genau wissen, in welchem Modus sich der Grafikcontroller befindet. Um das zu gew\u00e4hrleisten, wurde ein Ausstiegskommando definiert, das auf jeden Fall in einen definierten Zustand f\u00fchrt.<\/li>\n<li>Der <strong>Grafikcontroller<\/strong> \u00fcbermittelt Informationen an den Tastatur- und Touchscreen-Controller.\u00a0\u00dcber eine serielle Verbindung k\u00f6nnen Aktionen und Werte, beispielsweise das Antippen eines Knopfes oder Feldes oder die aktuelle Position eines dargestellten Schiebereglers (Sliders) an den\u00a0Tastatur- und Touchscreen-Controller \u00fcbermittelt werden.\u00a0 Au\u00dferdem sind zwei Ausg\u00e4nge direkt mit Eing\u00e4ngen des Tastatur- und Touchscreen-Controllers verbunden.<\/li>\n<li>Der <strong>Tastatur- und Touchscreencontroller<\/strong> \u00fcbermittelt seine Daten wiederum an den Hauptcontroller \u00fcber die serielle Schnittstelle. Er liefert Infos, ob Kn\u00f6pfe gedr\u00fcckt sind (und entprellt sie per Software) und ob der Touchscreen ber\u00fchrt oder losgelassen wurde. Die Kommandos sind kurz &#8211; maximal f\u00fcnf Bytes (Kommando und x- und y-Koordinate) werden gesendet. Wenn nur Felder (also ber\u00fchrte Schaltfl\u00e4chen) \u00fcbermittelt werden, reicht sogar ein einziges Byte. Aktionen und Werte des Grafikcontrollers werden unbearbeitet einfach an den Mikrocontroller weitergesendet. Die zwei zus\u00e4tzlichen Eing\u00e4nge, die direkt mit Ausg\u00e4ngen des Grafikcontrollers verbunden sind, \u00fcbermitteln stets vier unterschiedliche Zust\u00e4nde, n\u00e4mlich &#8222;Sende Felder&#8220;, &#8222;Sende Koordinaten&#8220;, &#8222;Sende Nichts&#8220;, &#8222;Kalibriere Dich&#8220;. Damit wei\u00df der Tastatur- und Touchscreen-Controller immer, wie er Touch-Eingaben zu interpretieren hat.<\/li>\n<\/ul>\n<h2>Schaltbild<\/h2>\n<p>Das folgende Bild zeigt die Schaltung in ihrer ganzen Sch\u00f6nheit.<\/p>\n<p><a href=\"http:\/\/www.brennecke.org\/wp-content\/uploads\/2015\/02\/Bildschirmfoto-2015-02-19-um-15.43.35.png\"><img loading=\"lazy\" decoding=\"async\" class=\"alignnone size-full wp-image-3371\" src=\"http:\/\/www.brennecke.org\/wp-content\/uploads\/2015\/02\/Bildschirmfoto-2015-02-19-um-15.43.35.png\" alt=\"Bildschirmfoto 2015-02-19 um 15.43.35\" width=\"1256\" height=\"938\" srcset=\"https:\/\/www.brennecke.org\/wp-content\/uploads\/2015\/02\/Bildschirmfoto-2015-02-19-um-15.43.35.png 1256w, https:\/\/www.brennecke.org\/wp-content\/uploads\/2015\/02\/Bildschirmfoto-2015-02-19-um-15.43.35-300x224.png 300w, https:\/\/www.brennecke.org\/wp-content\/uploads\/2015\/02\/Bildschirmfoto-2015-02-19-um-15.43.35-1024x765.png 1024w\" sizes=\"(max-width: 1256px) 100vw, 1256px\" \/><\/a><\/p>\n<p>Hierzu ein paar Hinweise auf Besonderheiten:<\/p>\n<ul>\n<li>Das RAM des Grafikchips gen\u00fcgt f\u00fcr mindestens eine ganze Bildschirmseite. Bei der Aufl\u00f6sung 480 x 272 sind sogar vier ganze Seiten verf\u00fcgbar. Das GTM nutzt sie wegen der Kompatibilit\u00e4t jedoch nicht aus.<\/li>\n<li>Alle Mikrocontroller haben eigene Quarze. Eine serielle Kommunikation kann nur mit externen Quarzen sichergestellt werden.<\/li>\n<\/ul>\n<p><a title=\"Grafik-Touchscreen-Modul\" href=\"http:\/\/www.brennecke.org\/?page_id=3341\">Zur\u00fcck zur Hauptseite<\/a><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<div class=\"twoclick_social_bookmarks_post_3350 social_share_privacy clearfix 1.6.4 locale-de_DE sprite-de_DE\"><\/div><div class=\"twoclick-js\"><script type=\"text\/javascript\">\/* <![CDATA[ *\/\njQuery(document).ready(function($){if($('.twoclick_social_bookmarks_post_3350')){$('.twoclick_social_bookmarks_post_3350').socialSharePrivacy({\"services\":{\"facebook\":{\"status\":\"on\",\"txt_info\":\"2 Klicks f\\u00fcr mehr Datenschutz: Erst wenn Sie hier klicken, wird der Button aktiv und Sie k\\u00f6nnen Ihre Empfehlung an Facebook senden. 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