| Unser Urteil:
Preis: Qualität: Nützlichkeit: Lesbarkeit: Gesamt: |
| Geballte 670 Seiten Inhalt rund um das Thema Elektronik, Atmel AVR Mikrocontroller in Zusammenarbeit mit Bascom. ISBN : 9783839184301
Wir liefern zusätzlich zum Buch gratis die CD mit. Kostenloser Versand innerhalb Deutschlands (sofern die Bestellung nur aus diesem Buch bzw. des Bascom Basic Compilers besteht)
Dieses Buch ist ideal für
- alle, die einen leichten Einstieg in Bascom erhalten möchten
- viele, direkt lauffähige Programmbeispiele erwarten
- zusätzliche Peripherie ansteuern / auswerten möchten
Unsere Wertung: das Buch ist hervorragend geeignet für jeden Einsteiger in die Atmel-Mikrocontrollerprogrammierung und auch für Fortgeschrittene hilfreich. Bascom-Anwender finden hier eine Fülle von Beipielen und Tricks. Die vielen Beispielprogramme sind gut geeignet für den schnellen Erfolg. Leider fehlt jedoch manchmal ein wenig mehr Hintergrundinformation zu dem einen oder anderen Befehl (allerdings: das Buch hat jetzt bereits über 670 Seiten und würde bei noch mehr Inhalt dann noch dicker und teurer). (Zum kompletten Inhaltsverzeichnis des Buchs scrollen Sie bitte ganz nach unten). Zitat aus dem Vorwort des Autors Vorwort Dieses Buch richtet sich sowohl an Einsteiger der Elektronik und der Mikrocontrollertechnik als auch an diejenigen, die bereits die Grundlagen der Elektronik oder auch die Grundzüge der Mikrocontroller- Technik kennen. Dem Einsteiger wird vermittelt, dass sich durch den Einsatz von Mikrocontrollern fast alle Aufgaben der (überwiegend digitalen) Elektronik in verschiedensten Anwendungsbereichen sehr effizient und einfach lösen lassen. So bekommt der Modelleisenbahner und der Modellbauer ein umfangreiches Wissen vermittelt ebenso wie der Roboterbauer oder der Hobbyelektroniker. Der Interessierte, Schüler, Auszubildende oder Student lernt Schritt für Schritt, komplexere Projekte umzusetzen. Das Buch ist so aufgebaut, dass der Leser von einfachen Grundlagen mit simplen Blinkschaltungen bis zu anspruchsvollen aber dennoch stets verständlich dargestellten Anregungen mit GPS-Signalen, seriellen Übertragungen, LC- oder Farbgrafikdisplay durch sich steigernde Schwierigkeitsgrade geführt wird. Am Anfang eines jeden Kapitels werden die grundlegenden neuen Konstrukte bzw. Befehle vorgestellt, welche dann durch sehr viele Anregungen aus unterschiedlichsten Bereichen illustriert werden. Durch die vielen sorgsam ausgewählten und getesteten Beispiele wird dem Leser das Verständnis für die Materie vermittelt und die Angst genommen, in dieses spannende Thema einzusteigen. Der fortgeschrittene Leser findet in diesem Buch eine Fundgrube von Anregungen und Informationen für die Praxis. Neben der Vielfältigkeit der Beispiele und deren Abdeckung der verschiedenen Bereiche wurde großer Wert darauf gelegt, das Buch so zu gestalten, dass es sowohl dem Einsteiger als auch dem Fortgeschrittenen als grundlegendes Nachschlagewerk dienen wird. Neben der Syntax der wichtigsten Sprachbefehle und den Pinbelegungen der wichtigsten AVR-Mikrocontroller bietet das Buch alle relevanten Informationen, die beim Bau von Projekten benötigt werden. Wie war noch die Pinbelegung beim Spannungsregler? Wie schalte ich höhere Ströme? Wie stelle ich Zeichen auf einem Display dar? Wie groß sollte der Vorwiderstand der LED sein? Diese und viele weitere immer wieder auftretende Fragen werden schnell und übersichtlich beantwortet. Dadurch ist das Buch ein wichtiger Begleiter in jeder Elektronik-Werkstatt. Dieses Buch ist nicht 'ein weiteres' Buch über Elektronik. Oder 'ein weiteres' Buch über Mikrocontroller.
Von beidem gibt es bereits einige – zum Teil sehr gute - Bücher. Darüber hinaus ist das Internet eine Fundgrube für unzählige Einführungen in die Elektronik bzw. in die Welt der Mikrocontroller und beherbergt viele Foren und liebevoll erstellte Webseiten mit sehr vielen Schaltungs- und Programmierideen. Das Buch bietet eine systematische Einführung – geeignet für Selbststudium oder als Grundlage in der Lehre – mit sehr vielen Anregungen und dient als umfangreiches Nachschlagewerk. Es wird wenig vorausgesetzt. Am wichtigsten ist die Neugier und der Wunsch, ein faszinierendes Gebiet der Elektronik zu betreten. Ansonsten ist der Einstieg mit geringem finanziellen und zeitlichen Aufwand und mit wenig Wissen möglich. Anfangs werden die wichtigsten Grundlagen der Elektronik gelegt bzw. wiederholt (und im Anhang weiter vertieft). Dann wird die Entwicklungsumgebung beschrieben und schließlich in jedem Kapitel auf die Besonderheiten hingewiesen. Die Priorität liegt in diesem Buch ganz deutlich bei Verständlichkeit und Einfachkeit. Es wird bewusst auf Assemblerprogrammierung, direkte Benutzung von Rechen- oder Status-Registern, Benutzung komplexer Bussysteme usw. verzichtet. Es wird nicht angestrebt, optimalen oder optimierten Code darzustellen sondern es werden einfache und verständliche Programme vorgestellt. In den ersten Kapiteln werden Konstrukte benutzt, die der fortgeschrittene Leser der weiteren Kapitel eleganter zu lösen vermag. (Stichworte z.B.: Interrupts versus Polling. Schleifen versus Goto. PWM mit Timer versus selbstprogrammierte PWM.) Wem die vereinfachten Darstellungen zu vereinfacht vorkommen, der möge sich auf die Schulter klopfen, dass er es inzwischen besser kann. In den Beispielen soll nicht durch trickreiche Programmierung beeindruckt werden sondern es sollen funktionierende und verständliche Beispiele als Anregungen und als Bausteine für komplexe Projekte dargestellt werden. Im Bereich der Hardware wird weitgehend auf diskrete elektronische Bauteile wie Transistoren, Kondensatoren, Spulen usw. verzichtet. Die Schaltungen bestehen größtenteils aus der Spannungsversorgung, einem Mikrocontroller und ein paar Tasten und Leuchtdioden. Das Faszinierende ist, dass sich somit die meisten Ideen realisieren lassen. Ggf. werden individuelle Ergänzungen z.B. zum Schalten höherer Ströme wie im Anhang beschrieben vorgenommen. Es wird kein starrer Rahmen durch ein bestimmtes Entwicklungsboard vorgegeben sondern es wird empfohlen, den jeweils geeigneten AVR-Mikrocontroller auszuwählen. Dadurch und durch die niedrigen Kosten der Mikrocontroller wird der Leser ermuntert, schnell eigene richtige Zielsysteme zu erstellen und nicht an einem geschlossenen Baukasten oder einem Mikrocontrollermodell festzuhalten. Ziel des Buches ist, das Verständnis für den Einsatz von AVR-Mikrocontrollern zu wecken, dem Anfänger die Scheu vor dem Einstieg zu nehmen und durch sehr viele Anregungen und Informationen ein umfangreiches Nachschlagewerk zu sein. Der Nutzen stellt sich bei Hobby und im Beruf ein. Zum Einen geht es um den 'Einfachen Einstieg in die Elektronik' mit Hilfe von AVR-Mikrocontrollern und BASCOM und zum Anderen geht es um den einfachen Einstieg in die 'Elektronik mit AVR-Mikrocontrollern und BASCOM'. AVR-Mikrocontroller wurden gewählt weil die Firma Atmel hier eine Familie von sehr modernen Mikrocontrollern anbietet, die alle benötigten Komponenten (z.B. schnelle Verarbeitung, intern erzeugbarer Takt, Analog-Digital-Wandler, Interrupts usw.) enthält. BASCOM wurde als Hochsprache gewählt weil sie leicht erlernbar ist, einen sehr effizienten Code erzeugt und in Internet-Foren eine sehr gute Unterstützung findet. Aber auch Anwender anderer Mikrocontrollerfamilien oder anderer Programmiersprachen werden in diesem Buch viele Anregungen finden. Zu diesem Buch gibt es eine kostenfreie CD mit allen BASCOM Quelltexten, Datenblättern, vielen Tools (Freeware bzw. Excel-Format) usw.
1. Kapitel: Einführung
Die heutige Welt ist ohne Elektronik nicht mehr vorstellbar. Wir finden sie überall und in unterschiedlichsten Geräten: Wir benutzen elektronische Spiele, Taschenrechner, Uhren, Handys, Thermometer, GPS-Geräte und vieles mehr. Wir fahren Autos, benutzen Flugzeuge oder Fahrstühle. Genauso wie im "echten Leben" bilden wir die Realität im Modellbereich mit Ampelanlagen, Steuerungsanlagen usw. ab.
Die Elektronik hat sich in den vergangenen Jahrzehnten rasant weiterentwickelt. Durch zunehmende Integration und Verkleinerung sowie Massenproduktion wurden viele Geräte erst möglich bzw. finanziell abbildbar. Mikrocontroller sind im Grunde kleine eigenständige Computer, die bereits Schnittstellen zur Außenwelt enthalten. Ein Mikrocontroller ersetzt sehr viele diskrete oder integrierte elektronische Bauteile. Vielfach benötigt man nur einen kleinen Mikrocontroller für Projekte, bei denen man früher sehr viele elektronische Bauteile benutzen musste. Dadurch, dass das Verhalten von Mikrocontrollern über ein Programm gesteuert wird ist der Entwickler bei der Erstellung von Projekten sehr flexibel und es können auch nachträglich problemlos Verbesserungen oder Erweiterungen (Firmware- Updates) vorgenommen werden. Das wird sogar von modernen Waschmaschinen bereits unterstützt. Da wir von Geräten mit Mikrocontrollern umgeben sind ist es sehr gut, zu verstehen, wie diese prinzipiell funktionieren und es ist auch sehr einfach möglich, eigene Geräte mit Hilfe von Mikrocontrollern zu erstellen. Mikrocontroller sind fast überall und es lässt sich fast alles mit Mikrocontrollern lösen. Ein einfacher Blinker oder eine Ampelanlage für die Modelleisenbahn sind ebenso möglich wie die Steuerung eines Roboters oder die Steuerung industrieller Prozesse. Es wird nur sehr wenig an Hardware benötigt; vieles ist in das Programm verlagert, wo es leichter erstell- und änderbar ist.
Es gibt verschiedene Familien von Mikrocontrollern und es gibt verschiedene Programmiersprachen. Im Rahmen dieses Buches werden Mikrocontroller der beliebten und bewährten AVR-Reihe von Atmel verwendet. Als Programmiersprache wird BASCOM verwendet. Sicherlich könnte man das meiste auch mit anderen Mikrocontrollern (z.B. PIC) oder anderen Programmiersprachen (z.B. C oder Assembler) lösen. Bei der Hardware sollte man sich einmal für eine Familie entscheiden und dann dabei bleiben. Die AVR-Mikrocontroller sind modern, leistungsfähig und sehr gut erhältlich. Bei der Wahl der Programmiersprache gibt es teilweise Glaubenskriege. Meist basiert das darauf, dass Menschen dazu neigen, das zu verteidigen, was sie am besten kennen. Ob die Ampelanlage für die Modellbahn mit C, Assembler oder BASCOM erstellt wurde macht keinerlei Unterschied. Wichtig ist hier ebenso wie bei komplexeren Projekten das Ergebnis. BASCOM, ein BASIC-Dialekt inklusive Entwicklungsumgebung, ist sehr leicht verständlich und erlernbar und es wird sehr effizienter Maschinencode erzeugt. Es wird angenommen, dass bei den meisten Lesern die Programmiersprache Mittel zum Zweck ist. Die schnelle Erlernbarkeit und gute Verständlichkeit sowie der schnelle Erfolg stehen in der Priorisierung ganz oben.
Das Inhaltsverzeichnis des Buchs:
Vorwort 13
1. Kapitel: Einführung 15
2. Kapitel: Elektronik-Grundlagen 16
3. Kapitel: Entwicklungsumgebung für AVR Mikrocontroller 24
Hardware 24
Software 28
Vorgehensweise 31
4. Kapitel: Der Start / Hello World 38
$regfile 38
$Crystal 38
REM ' '( ... ' ) 38
config Port 39
DDRx 39
END 40
LED an, LED aus 40
5. Kapitel: Ausgabe/Die Basis 41
Wait, Waitms, Waitus 41
Do loop 41
Set/reset 41
toggle 42
SOUND 42
2. LED 42
LED an mit Verzögerung aus 43
Zeitschalter 43
Blinker 43
Leuchtturm (Gleichtaktfeuer) 43
Metronom 44
Pieper 44
6. Kapitel: Variablen und Rechnen 45
DIM 45
Strings 45
Arrays 45
const 46
Rechnen: x = x + 5 46
LEN 46
MID 46
INCR, DECR 46
Binärzähler 47
7. Kapitel: Strukturierung/Programmsteuerung 49
Alias 49
Sprungmarken 49
goto 49
If..then 49
Select case 50
Unterprogramme 50
Lookup/Lookupstr 51
Lookdown 51
Restore/Read 51
Maulwurf-Schreck 52
Ampel, einfach 53
Ampel 54
Zahnputz-Timer 56
Saunatimer 58
8. Kapitel: Schleifen 61
Do loop 61
Do loop until 61
While wend 61
For next 62
Rotate/Shift/*2 62
Morsegeber 62
Baustellen-Lauflicht 64
Knight-Rider 65
Lauflicht mit Rotate 65
Lauflicht mit 16 Ausgängen (mit Overlay); Simulator 66
Musik mit SOUND 70
Musik nach Noten mit SOUND 72
9. Kapitel: Eingabe, digital 74
Definieren des Input-Ports bzw. Input-Pins 74
Abfragen des Input-Ports bzw. Input-Pins 74
Pullup-Widerstand (extern / intern) 74
Tastenentprellung 75
DEBOUNCE 75
Treppenhaus-Licht 76
LED an/aus (Entprellen) 77
Ausschalt-Timer 79
Doppelklick, Langdrücken, Kurzdrücken 80
Morsesummer 81
Fenster-offen-Alarm 82
Alarmanlage (Draht/Bewegung) 82
Pumpensteuerung mit Zeit 84
Pumpensteuerung mit Hysterese (Ab-/Zupumpen) 84
Einschalt-Menü 87
Quizmaster (mit Polling) 88
Logikbausteine/Konverter(direkt, Case, Lookup, Array, Read)91
Stein-Schere-Papier 95
Wolf, Ziege, Kohlkopf 99
Würfel 102
Matrixtastatur 104
Schrankenöffner/Tresor 106
10. Kapitel: „Zufall“ 108
Rnd 108
Würfel (rnd, Ausrollen, Muster) 108
Reaktionsspiel 110
Reaktionstester 113
Schau den Lukas 114
Gedächtnisspiel 115
Sisyphos 121
11. Kapitel: Analoge Eingabe und Ausgabe 123
Eingabe: ADC 123
Poti/LDR an ADC 123
Eingangsspannung steuert Lauflicht-Geschwindigkeit 124
Dämmerungssensor/Lichschranke 125
Pulsmesser 127
Kühlschrank-Alarm 128
Neigungsmesser-Alarm 129
Tasten mit ADC 132
Thermostat mit KTY81 135
Frostalarm/Joggertermometer 137
Binär-Voltmeter 139
Widerstandsmessung (Anzeige mit LEDs) 140
Ein-LED-Nachtlicht 141
Digital-Analog-Umwandlung 146
8 Pin Widerstandsleiter (Funktionsgenerator) 146
PWM und RC-Glied 152
Spannungsregler LM317 157
12. Kapitel: LC-Display 161
Config 161
LCD 161
CLS 161
Upperline/Lowerline 161
Cursor 161
Locate 161
Display 161
Einfache Textausgabe 162
Schaltjahr, Wochentag und Tag im Jahr 163
Selbstdefinierte Zeichen für LCD 165
Mondphasen 168
LCD mit 20 Spalten und 4 Zeilen 170
Temperaturausgabe von LM35-Sensor 174
Temperaturausgabe von LMx35-Sensor 175
Balkenanzeige für Temperatur (LM35) 176
Dioden- und Widerstandstester 178
Alarmlinie 182
Message-Box 184
13. Kapitel: EEPROM für dauerhaftes Speichern 191
Schreiben/lesen 191
Prüfen am Programmanfang 191
Speichern eines Wertes im EEPROM 192
Speichern der Texte im EEPROM 194
Speichern in EEPROM beim Brennen mit $eeprom/Data 196
Maximalwert in EEPROM speichern 199
Message-Box für Stromsparer 202
14. Kapitel: (Sieben)segmentanzeige 207
1 Stelle, direkte Ansteuerung 207
2 Stellen, direkte Ansteuerung 208
4 Stellen, Multiplex-Ansteuerung 209
4 Stellen, Multiplex mit Hochzählen mit Sekundentimer 211
4 Stellen mit Multiplex: Uhr 213
13-Segmentanzeige/Alphanumerische Anzeige 215
15. Kapitel: LED-Matrix 216
5x7 216
Buchstabe/Zeichen auf 5x7-Matrix 216
Selbstdefiniertes Zeichen: Herz 217
Anzeige einer Zeichenkette (String) 218
Anzeigen Zeichenkette mit Pause zwischen gleichen Zeichen 219
Musteranzeige auf Dotmatrix-Anzeige 221
3x5 Anzeige 224
virtuell 227
16. Kapitel: Interrupts 228
Basis mit INT0 / INT1 229
Quizmaster mit PCINT 231
17. Kapitel: Timer/Counter/PWM 236
Timer 236
Timer für 1 Sekunde 240
Ausschalt-Timer mit Stufen 241
LED mit 1 Hz 243
100ms Signal 244
Frequenz erzeugen 245
440 Hz Signal 245
Smiley-Blitzer 246
Quarzuhr 252
Counter 257
Timer als Zähler 257
Frequenzzähler 258
PWM - Pulsweitenmodulation 260
Dimmen einer LED 263
Spannung mit RC-Glied 263
Ansteuerung Servo mit PWM-Signal 267
CTC-Modus 268
Töne mit CTC-Modus 270
Melodien mit CTC-Modus 271
18. Kapitel: Servo-Signale bzw. Fahrtregler-Signale 275
Servo-Signale erzeugen 275
Servotester mit SERVO-Befehl 275
Servo-Signal mit Timer 277
Ansteuerung mehrere Servos mit Timer 279
Servosignale auswerten 281
Auswertung eines Servosignales mit Tastfunktion 281
Auswertung eines Servosignals mit Memory-Funktion 282
Schalten von 4 Verbrauchern mit einem Fernsteuerkanal 283
19. Kapitel: DCF77-Funkuhr 287
Basis 289
DCF77-Uhr mit Wochentag, Monatsnamen und Empfangsanzeige 291
Manuelle Dekodierung 294
20. Kapitel: Drehimpulsgeber 297
ENCODER 297
Auswertung mit ENCODER-Befehl 299
Drehimpulsgeber mit 1 INT 299
Drehimpulsgeber mit 2 INT 300
Drehimpusgeber mit Timer 301
21. Kapitel Grafikdisplay 306
Grafikbefehle 306
Grafikdisplay Basis 309
Zeichensatz des Grafikdisplays 318
Etch A Sketch ® 320
Analoguhr 324
22. Kapitel: Farb-Grafikdisplay 330
$Include 331
Grafik-Befehle 332
Basis 333
Mastermind 339
TicTacToe 348
Oszilloskop 360
23. Kapitel: IR-Signale 366
IR-Empfänger 366
IR-Sender 368
24. Kapitel: Serielle Datenübertragung 370
$Baud 373
Print 374
Input 374
Waitkey 374
Inkey 374
Open 375
Serielle Daten senden und empfangen 375
Serielle Basis: Daten an PC senden 375
Logdatei erstellen 378
Senden an PC-Programm 382
Serielle Ausgabe und Eingabe 383
Software UART: PC schaltet LEDs via ATtiny13 384
Zeichenweise mit ATtiny13 385
Eingabe am PC – Ausgabe auf LCD 386
Serielles LC-Display 388
Serielles LC-Display mit ATmega8 ansteuern 390
Serielles Reichelt-Display mit ATtiny13 ansteuern 391
Serielles Newhaven-LC-Display mit ATtiny13 ansteuern 392
Serielles Fungizmos-Display mit Zufallszahl (ATtiny13) 395
Senden von Mikrocontroller zu Mikrocontroller (ASCII) 396
Senden Mikrocontroller zu Mikrocontroller mit PRINTBIN 399
GPS-Empfänger 400
GPS-Signal zeichenweise auswerten 401
GPS-Signal mit SPLIT-Befehl auswerten 404
USB <-> UART 407
25. Kapitel: I2C = TWI 408
Thermometer mit DS1621 409
Thermometer mit Alarm mit LM75 412
Thermometer mit Alarm mit DS1631 414
Kompass mit CMPS03 418
Entfernungsmesser mit SRF02 421
Uhr mit DS1307 423
EEPROM mit 24Cxx (xxk) 429
Porterweiterung PCF8574 / PCF8574A (8 I/O Pins) 443
Porterweiterung PCA9555 (16 I/O Pins) 451
7-Segment-Ansteuerung mit SAA1064 459
BlinkM 467
1-Wire Thermometer DS1820 470
26. Kapitel: Weiteres 474
Watchdog-Timer 474
Watchdog Basis 474
Watchdog Basis mit Interrupt 475
Sleep-Modes 476
Powerdown – Wecken mit externem INT-Interrupt 476
Würfel mit Powerdown – Wecken mit externem INT-Interrupt 477
Powerdown – Wecken mit Watchdog-Interrupt 479
Powerdown – Wecken mit Watchdog für ADC-Messung 480
Powersave – Wecken mit Softclock für ADC-Messung 482
Fuse-Bits 484
Externer Quartz versus interner RC-Oszillator 484
27. Kapitel: AVR Butterfly 489
Butterfly Basis 501
Butterfly komplett 505
28. Kapitel: Arduino 531
29. Kapitel: Roboter 537
Asuro 537
3pi 539
NIBObee 541
30. Kapitel: Einsparmöglichkeiten / Fehlersuche 543
1.) Pins einsparen 543
2.) Code übersichtlicher 544
3.) Strom minimieren 544
4.) Bauteile sparen 545
5.) Programmspeicher sparen 545
Zu berücksichtigen 546
Anhang 547
BASCOM Variablen-Typen 547
Zahlen- und Stringmanipulationen 547
Syntax wichtigster Befehle 549
BASCOM 549
BASCOM-Befehle für Grafik-Display 551
Farb-Grafikdisplay 552
Übersicht AVR-Mikrocontroller 553
Pinbelegungen AVR-Mikrocontroller 553
LC-Display 560
Spannnungsregler 7805 562
Selbsthaltung/Automatische Abschaltung 565
LEDs 568
5*7 Dotmatrix 571
7-Segmentanzeige / 16-Segmentanzeige 571
ISP-Stecker 574
Widerstandscode 575
smd-Code 575
Gehäuseformen 578
LCD-Zeichensatz (5*7) 582
3x5 Dot Zeichensatz 584
Siebensegmentanzeige Zeichensatz 585
16-Segmentanzeige Zeichensatz 586
Pixel-Formulare für Grafikdisplay 587
Portrait 587
Landscape 588
Schalten höherer Ströme 589
Servo-Signal 612
Infrarot-Signal 614
DCF77-Signal 615
GPS-Signal 617
Morsecode 618
Zahlendarstellungen 620
Spannungsbezeichnungen 620
SOUND-Befehl 621
Temperaturmessung 623
Speicher (HWSTACK, SWSTACK, FRAME) 639
myAVR-Erweiterungen 641
Programmablaufpläne und Struktogramme 659
Bezugsquellen 660
Bücher 662
Zeitschriften 665
Links 665
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