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In this book the author presents all essential aspects of microcontroller programming, without overloading the reader with unnecessary or quasi-relevant bits of information. Having read the book, you should be able to understand as well as program, 8-bit microcontrollers. The introduction to microcontroller programming is worked out using microcontrollers from the PIC series. Not exactly state-of-the-art with just 8 bits, the PIC micro has the advantage of being easy to comprehend. It is offered in a DIP enclosure, widely available and not overly complex. The entire datasheet of the PIC micro is shorter by decades than the description of the architecture outlining the processor section of an advanced microcontroller. Simplicity has its advantages here. Having mastered the fundamental operation of a microcontroller, you can easily enter into the realms of advanced softcores later. Having placed assembly code as the executive programming language in the foreground in the first part of the book, the author reaches a deeper level with ‘C’ in the second part. Cheerfully alongside the official subject matter, the book presents tips & tricks, interesting measurement technology, practical aspects of microcontroller programming, as well as hands-on options for easier working, debugging and faultfinding.

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Microcontrollers have become an indispensable part of modern electronics. They make things possible that vastly exceed what could be done previously. Innumerable applications show that almost nothing is impossible. There’s thus every reason to learn more about them, but that raises the question of where to find a good introduction to this fascinating technology. The answer is easy: this Microcontroller Basics book, combined with the 89S8252 Flash Board project published by Elektor Electronics. However, this book offers more than just a basic introduction. It clearly explains the technology using various microcontroller circuits and programs written in several different programming languages. Three microcontrollers from the 8051 family are used in the sample applications, ranging from the simple 89C2051 to the AN2131, which is designed to support USB applications. The programming tools include assemblers, Basic-52 and BASCOM-51, and several C compilers. Every reader can thus find the programming environment most suitable to his or her needs. In the course of the book, the reader gradually develops increased competence in converting his or her ideas into microcontroller circuitry. All of the sample programs can be downloaded from the Elektor Electronics website or the author’s website. That has the added advantage that the latest versions are always available.

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The newcomer to Microchip’s PIC microcontrollers invariably gets an LED to flash as their first attempt to master this technology. You can use just a simple LED indicator in order to show that your initial attempt is working, which will give you confidence to move forward. This is how the book begins — simple programs to flash LEDs, and eventually by stages to use other display indicators such as the 7-segment display, alphanumeric liquid crystal displays and eventually a colour graphic LCD. As the reader progresses through the book, bigger and upgraded PIC chips are introduced, with full circuit diagrams and source code, both in assembler and C. In addition, a small tutorial is included using the MPLAB programming environment, together with the EAGLE schematic and PCB design package to enable readers to create their own designs using the book’s many case studies as working examples to work from.

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PIC und AVR verstehen In diesem Buch werden wir uns ausschließlich mit 8-Bit-Mikrocontrollern beschäftigen, und zwar mit Mikrocontrollern der 8-Bit-PIC- und der 8-Bit-AVR-Mikrocontroller-Linien. Bei der PIC-Familie handelt es sich dabei um PIC10, PIC12, PIC16 und PIC18; bei der AVR-Familie um ATtiny, ATmega und ATxmega. Die vorgestellten 8-Bit-Chips sind für sehr viele Anwendungen vollkommen ausreichend und preislich auch attraktiv. Durch die Lektüre des Buches erhalten Sie ein fundiertes Wissen über die genannten 8-Bit-Mikrocontroller, über ihre Architektur, ihre Pinbelegungen und über ihre Programmierung. Weil wir uns in diesem Buch mit den Grundlagen der Architektur der PICs und AVRs vertraut machen möchten, werden wir auch für alle PIC- und AVR-Anwendungen Assembler einsetzen, denn die Assembler-Sprache erlaubt es, die Technik im Detail kennenzulernen. Wenn man wirklich wissen möchte, was sich im Mikrocontroller abspielt, greift man zu Assembler. Damit hat man die beste Gelegenheit, sehr nah an den Kern zu kommen. Und wenn man schon einen Mikrocontroller-Typ kennengelernt und verstanden hat, ist es bei dem nächsten deutlich einfacher, auch wenn er von einem anderen Hersteller kommt. Bei anderen Programmiersprachen bleibt die Technik immer ziemlich tief versteckt. Die Assembler-Beispiele sind so einfach gestaltet, dass sie jeder mit den im Buch aufgezeigten Programmiertechniken erstellen kann. Weil es sich um einfache Beispiele handelt, werden wir sie alle auf einer universellen Lochrasterplatine realisieren. Manche sind auch auf einem Experimentier-Breadboard umsetzbar.

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32 neue Projekte, praktische Beispiele und Übungen mit dem Elektor Arduino Nano MCCAB Trainingsboard Die Elektronik und die Mikrocontrollertechnik bieten die Möglichkeit, kreativ tätig zu sein. Mit diesem Mikrocontroller-Praxiskurs besteht die Möglichkeit, eigene Arduino-Projekte zu realisieren und solche Erfolgsmomente erleben zu können. Im Idealfall funktioniert beim ersten Einschalten alles so, wie man es sich vorgestellt hat. In der Praxis läuft es dagegen selten wie erwartet. Dann braucht man Kenntnisse, um den Grund für das Nichtfunktionieren effizient suchen und finden zu können. In diesem Buch für Fortgeschrittene steigen wir tief in die Welt der Mikrocontroller und der Arduino IDE ein, um neue Verfahren und Details kennen zu lernen, und erfolgreich noch anspruchsvollere Situationen angehen und lösen zu können. Mit diesem Buch gibt der Autor dem Leser das nötige Rüstzeug, um eigenständig Projekte zu kreieren und auch schnell Fehler finden zu können. Anstatt nur fertige Lösungen zu bieten, erklärt er die Hintergründe, die verwendete Hardware und die eventuell benötigten Tools. Er stellt Aufgaben, bei denen der Leser seine eigene Kreativität einbringt und den Arduino-Sketch selbst schreibt. Falls man einmal keine vernünftige Idee hat und nicht weiterkommt, gibt es natürlich zu jedem Projekt und zu jeder Aufgabe einen Lösungsvorschlag mit zugehöriger Software, der im Buch ausführlich kommentiert und erklärt wird. Sie erfahren mit diesem Praxiskurs mehr über das Innenleben des Arduino Nano und des darauf befindlichen Mikrocontrollers. Sie lernen Hardware-Module kennen, mit denen Sie neue interessante Projekte realisieren werden. Sie beschäftigen sich mit Softwareverfahren wie z. B. "Zustandsmaschinen", durch deren Anwendung sich Aufgabenstellungen oft einfacher und übersichtlicher lösen lassen. Die zahlreichen praktischen Projekt- und Übungs-Sketche realisieren wir wieder auf dem vom "Mikrocontroller-Praxiskurs für Arduino-Einsteiger" bekannten MCCAB Trainingsboard, das die gesamte Hardware-Peripherie und die Bedienungselemente enthält, die wir für die Ein-/Ausgabe-Operationen unserer Sketche benötigen. Leser, die das MCCAB Trainingsboard noch nicht besitzen, können die benötigte Hardware separat erwerben, oder alternativ auch auf einem Breadboard aufbauen.

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Mikrocontroller haben sich in den letzten Jahren in praktisch allen Bereichen der modernen Technik etabliert. In zunehmendem Maße dringen sie auch in die Gebiete der Künstlichen Intelligenz und der Robotertechnik vor. Das vorliegende Buch gibt eine umfassende Einführung in die Welt der Controller-Technik mit all ihren Facetten, von der einfachen Steuerung über die Sensor-Technik bis hin zur Datenübertragung in das Internet. Als Basis dafür dient das von Elektor entwickelte AVR-Playground-Board. Das Board kann mit Controllern der ATmega-Familie bestückt werden und ist mit dem bekannten Arduino-System kompatibel, so dass auch die verschiedenen Arduino-Hardware-Erweiterungen verwendet werden können. Für die Programmierung kommt die Sprache „C“ zum Einsatz. Auch hier wird im Buch auf das Arduino-System zurückgegriffen. Die frei verfügbare Arduino-Entwicklungsumgebung erlaubt den leichten Einstieg, ohne dass später Einschränkungen in Kauf genommen werden müssen. Die Hardware-nahe Programmierung steht dabei besonders im Fokus. Nach der Erläuterung von grundlegenden Anwendungen wird auf die anspruchsvolleren Themen wie Interrupts, Timer und Counter, Pulsweitenmodulation und Analog-Digital-Wandlung eingegangen. Praktische Anwendungen können sowohl mit einem Arduino als auch mit dem AVR-Playground-Board durchgeführt werden. Da das AVR-Playground-Board bereits über eine Vielzahl von Peripherie-Einheiten verfügt, sind nur noch wenige externe Bauteile erforderlich. Das Board kann im Elektor-Shop hier bezogen werden.

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This book contains 50 fun and exciting projects for PIC microcontrollers such as a laser alarm, USB teasing mouse, eggtimer, youth repellent, soundswitch, capacitive liquid level gauge, 'finger in the water' sensor, guarding a room using a camera, mains light dimmer (110-240 volts), talking microcontroller and much more. Several different techniques are discussed such as relay, alternating current control including mains, I²C, SPI, RS232, USB, pulse width modulation, rotary encoder, interrupts, infrared, analog-digital conversion (and the other way around), 7-segment display and even CAN bus. You can use this book to build the projects for your own use. The clear explanations, schematics and even pictures of each project make this a fun activity. For each project the theory is discussed and why the project has been executed in that particular way. That means you can also use this book as a studybook, or as basis for larger and more complicated projects. All projects use a breadboard so modification and expansion is easy. Three PIC microcontrollers are used, the 16f877A, 18f4455 and 18f4685. It is also discussed how you can migrate your project from one microcontroller to another – 15 types are supported - including two example projects. All software that is used in this book can be downloaded for free. That also applies to the open source programming language JAL. This powerful and yet easy to learn language is used by hobbyists as well as professionals. This book can also be used as a reference guide. It explains all JAL commands, as well as the expansion libraries. Using the index you can easily find example projects that illustrate the use of these commands. Even when you have built all projects in this book you will still want to keep it within arm's reach.

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Mit dem Elektor Arduino Nano Trainingsboard (MCCAB) eigene Projekte realisieren Der Mikrocontroller ist das wohl faszinierendste Teilgebiet der Elektronik, denn aufgrund der Vielzahl von Funktionen, die er auf seinem Chip vereinigt, ist er für den Entwickler ein universelles Multi-Tool zur Realisierung seiner Projekte. Praktisch jedes Gerät des täglichen Gebrauchs wird heute von einem Mikrocontroller gesteuert. Für einen elektronischen Laien blieb es aufgrund der Komplexität bisher allerdings ein Wunschtraum, eigene Ideen mit einem Mikrocontroller zu realisieren. Das Arduino-Konzept hat den Einsatz von Mikrocontrollern weitgehend vereinfacht, sodass jetzt auch Laien eigene Elektronik-Ideen mit einem Mikrocontroller verwirklichen können. Buch & Hardware im Bundle: 'Learning by Doing' Dieses im Bundle mitgelieferte Buch (im großen A4-Format) zeigt, wie man auch ohne große Erfahrung in Elektronik und Programmiersprachen eigene Projekte mit einem Mikrocontroller realisieren kann. Es ist ein Mikrocontroller-Praxiskurs für Einsteiger, denn nach einem Überblick über die Interna des Mikrocontrollers und einer Einführung in die Programmiersprache C liegt der Schwerpunkt des Kurses auf den praktischen Übungen. Der Leser eignet sich die erforderlichen Kenntnisse durch 'Learning by Doing' an: in dem umfangreichen Praxisteil mit 12 Projekten und 46 Übungen wird das im vorderen Teil des Buches Gelernte mit vielen Beispielen unterlegt. Die Übungen sind dabei so aufgebaut, dass der Bearbeiter eine Aufgabenstellung erhält, die er mit seinem im Theorieteil des Buches aufgebauten Wissen löst. Für jede Übung gibt es anschließend eine ausführlich erklärte und kommentierte Musterlösung, die dem Bearbeiter bei Problemen weiterhilft und die er mit seiner eigenen Lösung vergleichen kann. Arduino IDE In der Arduino IDE, einer Software-Entwicklungsumgebung, die kostenlos auf den eigenen PC heruntergeladen werden kann und die das gesamte Softwarepaket enthält, das für ein eigenes Mikrocontroller-Projekt benötigt wird, schreibt der Bearbeiter mit dem Editor der IDE seine Programme („Apps“) in der Programmiersprache C. Der in die Arduino IDE integrierte Compiler übersetzt sie in die Bits und Bytes, die der Mikrocontroller versteht und die dann über ein USB-Kabel in den Speicher des Mikrocontrollers auf dem Elektor Arduino Nano Trainingsboard (MCCAB) geladen werden. Externe Sensoren, Motoren oder Baugruppen abfragen oder steuern Das Elektor Arduino Nano Trainingsboard (MCCAB) enthält neben einem Mikrocontrollermodul Arduino Nano alle für die Übungen benötigten Bauteile wie Leuchtdioden, Schalter, Taster, akustische Signalgeber usw. Auch externe Sensoren, Motoren oder Baugruppen können mit diesem Mikrocontroller-Übungssystem abgefragt oder gesteuert werden. Technische Daten (Arduino Nano Trainingsboard MCCAB) Stromversorgung Über die USB-Verbindung des zur Erstellung der Programme sowieso angeschlossenen PCs oder ein externes Netzteil (nicht im Lieferumfang enthalten) Betriebsspannung +5 Vcc Eingangsspannung Alle Eingänge 0 V bis +5 V VX1 und VX2 +8 V bis +12 V (nur bei Verwendung eines externen Netzteils) Mikrocontrollermodul Arduino Nano Hardwareperipherie LCD 2x16 Zeichen Potenziometer P1 & P2 JP3: Auswahl der Betriebsspannung von P1 & P2 Verteiler SV4: Verteiler für die BetriebsspannungenSV5, SV6: Verteiler für die Ein-/Ausgänge des Mikrocontrollers Schalter und Taster RESET-Taster auf dem Arduino Nano-Modul6x Tastschalter K1 … K66x Schiebeschalter S1 … S6JP2: Verbindung der Schalter mit den Eingängen des Mikrocontrollers Summer Piezo-Summer Buzzer1 mit Steckbrücke auf JP6 Leuchtanzeigen LED L auf dem Arduino Nano-Modul, verbunden mit GPIO D1311x LED: Zustandsanzeige für die Ein-/AusgängeJP6: Verbindung der LEDs LD10 … LD20 mit den GPIOs D2 … D12 Serielle SchnittstellenSPI & I²C JP4: Auswahl des Signals an Pin X der SPI-Steckerleiste SV12SV9 bis SV12: SPI-Interface (3,3 V/5 V) bzw. I²C-Interface Schaltausgang für externe Geräte SV1, SV7: Schaltausgang (maximal +24 V/160 mA, extern zugeführt)SV2: 2x13 Pins zum Anschluss externer Module 3x3 LED-Matrix (9 rote LEDs) SV3: Spalten der 3x3 LED-Matrix (Ausgänge D6 … D8)JP1: Verbindung der Reihen mit den GPIOs D3 … D5 Software Library MCCABLib Steuerung der Hardware-Komponenten (Schalter, Taster, Leuchtdioden, 3x3 LED-Matrix, Summer) auf dem MCCAB Trainingsboard Betriebstemperatur bis +40 °C Abmessungen 100 x 100 x 20 mm Technische Daten (Arduino Nano) Mikrocontroller ATmega328P Architektur AVR Betriebsspannung 5 V Flashspeicher 32 KB, davon 2 KB vom Bootloader belegt SRAM 2 KB Taktfrequenz 16 MHz Analoge IN-Pins 8 EEPROM 1 KB DC-Strom pro I/O-Pin 40 mA an einem I/O-Pin, insgesamt maximal 200 mA an allen Pins gemeinsam Eingangsspannung 7-12 V Digitale I/O-Pins 22 (6 davon sind PWM-fähig) PWM-Ausgänge 6 Stromverbrauch 19 mA Abmessungen 18 x 45 mm Gewicht 7 g Lieferumfang Elektor Arduino Nano MCCAB Trainingsboard Arduino Nano Buch: Mikrocontroller-Praxiskurs für Arduino-Einsteiger

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Programmierung in Assembler und C am Beispiel der ATtiny-Familie Dieses Buch bietet einen eingehenden Blick auf die 8-Bit-AVR-Architektur in ATtiny- und ATmega-Mikrocontrollern, hauptsächlich aus der Sicht der Software und der Programmierung. Erforschen Sie die AVR-Architektur unter Verwendung von C und Assembler in Microchip Studio (früher Atmel Studio) mit ATtiny-Mikrocontrollern. Lernen Sie die Details der internen Funktionsweise von AVR-Mikrocontrollern kennen, einschließlich der internen Register und des Speicherplans von ATtiny-Bausteinen. Programmieren Sie ATtiny-Mikrocontroller mit einem Atmel-ICE-Programmiergerät/Debugger oder verwenden Sie ein preiswertes Hobby-Programmiergerät oder sogar einen Arduino Uno als Programmiergerät. Die meisten Code-Beispiele können mit dem Microchip Studio AVR-Simulator ausgeführt werden. Lernen Sie, Programme für ATtiny-Mikrocontroller in Assembler zu schreiben. Erfahren Sie, wie Assemblersprache in Maschinencodebefehle umgewandelt wird. Finden Sie heraus, wie Programme, die in der Programmiersprache C geschrieben wurden, in Assemblersprache und schließlich in Maschinencode umgewandelt werden. Verwenden Sie den Microchip Studio Debugger in Kombination mit einem Hardware-USB-Programmierer/Debugger, um Assembler- und C-Programme zu testen oder verwenden Sie den Microchip Studio AVR-Simulator. ATtiny-Mikrocontroller im DIP-Gehäuse werden verwendet, um eine einfache Nutzung auf Breadboards zu ermöglichen. Erfahren Sie mehr über Timing und Taktimpuls in AVR-Mikrocontrollern mit ATtiny-Bausteinen. Werden Sie zu einem AVR-Experten mit fortgeschrittenen Debugging- und Programmierfähigkeiten.

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