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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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This complete STM32 microcontroller programming course features a textbook, a component kit, hands-on projects, and a comprehensive online course. It is ideal for step-by-step learning of embedded systems programming in MicroPython using a practical, hands-on approach. A Practical Introduction to Embedded Systems with the STM32 This course is designed for people who are new to embedded systems and looking for a structured, example-driven way to get started. A kit of parts comprising LEDs and resistors, switches, sensors and actuators, displays, a breadboard and wires, and more is included. These are used in the course to illustrate example applications. No prior experience with MicroPython or embedded development is required. Each section features hands-on examples and mini projects designed to reinforce key concepts and inspire deeper exploration. By the end of the course, you’ll be able not only to reproduce the examples but also to build on them with your own ideas and applications. What Will You Learn? Microcontroller programming in MicroPython on the STM32 using the Thonny IDE Working with Digital I/O, read buttons and encoders, control LEDs and relays Read analog inputs, voltages, and analog sensors Generating analog output signals and PWM Use serial communication like UART, I²C and SPI to control displays and read digital sensors and SD cards Managing time Working with interrupts Real-time sensor input and control via buttons, LEDs, and displays Control actuators like relays and servo motors Who Is It For? Students and self-learners exploring embedded systems Makers and IoT enthusiasts looking to improve their hardware skills Educators and trainers seeking ready-to-teach material What's Inside the Box? Access to the full course on the Elektor Academy Pro Learning Platform STM32 NUCLEO-F411RE microcontroller board Book: MicroPython for STM32 Downloadable project files for every module Component Box: 2× LED, red, 5 mm LED, green, 5 mm 3× Resistor, 470 Ω, 0.25 W LDR Potentiometer, 10 kΩ, linear Pushbutton Rotary encoder module Relay module DHT22 Humidity & Temperature Sensor TM1637-compatible 4-digit 7-segment display MPU-6050 IMU with headers SSD1306-compatible I²C OLED display Micro SD card adapter with header Buzzer SG90 Micro Servo ILI9341-compatible SPI 240×320 TFT display 20× Jumper wires Breadboard

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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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Learning Embedded Systems with STM32 Nucleo Boards Programming compact electronic systems is now easier to get started with than ever before. Affordable development boards, powerful software tools, and readily available documentation make it possible to turn an idea into a working prototype in very little time. MicroPython plays an important role in this development by offering a readable, interactive way to control microcontrollers while still providing direct access to their hardware features. This book explores embedded programming with MicroPython using an STM32-based Nucleo board. It shows how a microcontroller continuously interacts with its environment by reading inputs, processing information, and controlling outputs. Step by step, you will learn to flash LEDs, measure analog signals, work with sensors, control actuators, and exchange data with other devices. The built-in REPL makes it easy to test instructions immediately, inspect results, and learn through experimentation. Although microcontroller boards differ in size, speed, memory, and peripherals, the fundamental concepts remain largely the same. Digital input and output, analog conversion, timers, PWM, interrupts, and serial communication are the essential building blocks of embedded applications. By concentrating on these transferable principles, the book provides a foundation that remains useful when moving to other boards, processors, or development environments. It is intended both for newcomers and for programmers who want to expand into embedded systems. MicroPython offers a practical route into this field, combining quick results with a clear understanding of how software and hardware work together.

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Realize your own projects with the Elektor Arduino Nano MCCAB Training Board The microcontroller is probably the most fascinating subfield of electronics. Due to the multitude of functions, it combines on its chip, it is a universal multi-tool for developers to realize their projects. Practically every device of daily use today is controlled by a microcontroller. However, for an electronic layman, realizing his own ideas with a microcontroller has so far remained a pipe dream due to its complexity. The Arduino concept has largely simplified the use of microcontrollers, so that now even laymen can realize their own electronics ideas with a microcontroller. Book & Hardware in the Bundle: 'Learning by Doing' This book, which is included in the bundle, shows how you can realize your own projects with a microcontroller even without much experience in electronics and programming languages. It is a microcontrollers hands-on course for starters, because after an overview of the internals of the microcontroller and an introduction to the programming language C, the focus of the course is on the practical exercises. The reader acquires the necessary knowledge by 'learning by doing': in the extensive practical section with 12 projects and 46 exercises, what is learned in the front part of the book is underpinned with many examples. The exercises are structured in such a way that the user is given a task to solve using the knowledge built up in the theoretical part of the book. Each exercise is followed by a sample solution that is explained and commented on in detail, which helps the user to solve problems and compare it with his own solution. Arduino IDE The Arduino IDE is a software development environment that can be downloaded for free to your own PC and that contains the entire software package needed for your own microcontroller projects. You write your programs ('apps') with the IDE’s editor in the C programming language. You translate them into the bits and bytes that the microcontroller understands using the Arduino IDE's built-in compiler, and then load them into the microcontroller's memory on the Elektor Arduino MCCAB Nano Training Board via a USB cable. Query or control external sensors, motors or assemblies In addition to an Arduino Nano microcontroller module, the Elektor Arduino Nano MCCAB Training Board contains all the components required for the exercises, such as light-emitting diodes, switches, pushbuttons, acoustic signal transmitters, etc. External sensors, motors or assemblies can also be queried or controlled with this microcontroller training system. Specifications (Arduino Nano MCCAB Training Board) Power Supply Via the USB connection of the connected PC or an external power supply unit (not included) Operating Voltage +5 Vcc Input Voltage All inputs 0 V to +5 V VX1 and VX2 +8 V to +12 V (only when using an external power supply) Hardware periphery LCD 2x16 characters Potentiometer P1 & P2 JP3: selection of operating voltage of P1 & P2 Distributor SV4: Distributor for the operating voltagesSV5, SV6: Distributor for the inputs/outputs of the microcontroller Switches and buttons RESET button on the Arduino Nano module 6x pushbutton switches K1 ... K6 6x slide switches S1 ... S6 JP2: Connection of the switches with the inputs of the microcontroller Buzzer Piezo buzzer Buzzer1 with jumper on JP6 Indicator lights 11 x LED: Status indicator for the inputs/outputs LED L on the Arduino Nano module, connected to GPIO D13 JP6: Connection of LEDs LD10 ... LD20 with GPIOs D2 ... D12 Serial interfacesSPI & I²C JP4: Selection of the signal at pin X of the SPI connector SV12 SV9 to SV12: SPI interface (3.3 V/5 V) or I²C interface Switching output for external devices SV1, SV7: Switching output (maximum +24 V/160 mA, externally supplied) SV2: 2x13 pins for connection of external modules 3x3 LED matrix(9 red LEDs) SV3: Columns of the 3x3 LED matrix (outputs D6 ... D8) JP1: Connection of the rows with the GPIOs D3 ... D5 Software Library MCCABLib Control of hardware components (switches, buttons, LEDs, 3x3 LED matrix, buzzer) on the MCCAB Training Board Operating Temperature Up to +40 °C Dimensions 100 x 100 x 20 mm Specifications (Arduino Nano) Microcontroller ATmega328P Architecture AVR Operating Voltage 5 V Flash Memory 32 KB, of which 2 KB used by bootloader SRAM 2 KB Clock Speed 16 MHz Analog IN Pins 8 EEPROM 1 KB DC Current per I/O Pins 40 mA on one I/O pin, total maximum 200 mA on all pins together Input Voltage 7-12 V Digital I/O Pins 22 (6 of which are PWM) PWM Output 6 Power Consumption 19 mA Dimensions 18 x 45 mm Weight 7 g Included Elektor Arduino Nano MCCAB Training Board Arduino Nano Book: Microcontrollers Hands-on Course for Arduino Starters

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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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35 Projects for Beginners This book is for hobbyists, students and engineers who want to learn C and how to use an mbed ARM microcontroller in an easy and fun way, without the need for cumbersome software installations. ARM mbed microcontroller NXP LPC1768 The projects in this book are meant for beginners in C and ARM microcontrollers. That doesn't mean the projects are simple, but it does mean that they are easy to understand. We use for example USB communications, a subject that is made so easy by the mbed that it is suitable for a beginners book. Cloud technology The mbed NXP LPC1768 uses cloud technology, a revolutionary concept in software development. This means you do not need to install software on your PC in order to program the mbed! The only thing you need is a browser such as Microsoft Internet Explorer, and a USB port on your PC. You can get access to your project from any PC anywhere in the world and continue working on it. When you are done a few simple mouse clicks transfer the program to your mbed hardware. Of course you can optionally download the projects and store them on your own PC. Features of this Book Learn how to program an mbed ARM microcontroller using cloud technology. No complicated software installation on your PC needed. Learn programming in C by doing fun and interesting projects. No previous experience or knowledge required. Examples of projects in this book: flashing light, timer, light activated switch, digital thermometer, people detector, USB communication, talking microcontroller, debugging, sound switch, and much more - 35 projects in total. Examples of C subjects in this book: variables, commands, functions, program execution, pointers (introduction).

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Zeitsteuerung, Scheduler, PIO und Zustandsmaschinen Multitasking ist der Schlüssel zu leistungsfähigen Embedded-Systemen, und zugleich eine der größten Herausforderungen in der Mikrocontroller-Programmierung. Dieses Buch zeigt Ihnen Schritt für Schritt, wie Sie von einem einfachen Ein-Task-Programm zu einem strukturierten, reaktionsfähigen und skalierbaren System gelangen. Dabei steht nicht nur das Wie, sondern vor allem das Warum im Mittelpunkt. Sie lernen: warum scheinbare Parallelität entsteht weshalb blockierende Programme instabil werden wie Aufgaben effizient und kontrolliert parallel ablaufen Ausgehend vom klassischen Superloop vermittelt das Buch moderne Multitasking-Strategien – von nicht-blockierender Programmierung und Tick-Systemen bis zu Task-Schedulern, Zustandsmaschinen und ereignisgesteuerten Konzepten. Der Fokus liegt auf der Praxis: Sensoren, Displays, Kommunikation und reale Anwendungen werden Schritt für Schritt integriert und mit verständlich kommentierten Beispielprogrammen erklärt. Fortgeschrittene Themen umfassen: Multicore-Programmierung mit dem Raspberry Pi Pico asynchrones Programmieren mit uasyncio RTOS-Grundlagen mit FreeRTOS die Kombination aus Multicore und RTOS Dabei werden auch die Grenzen dieser Techniken, insbesondere unter MicroPython, klar aufgezeigt. Das Buch richtet sich an ambitionierte Einsteiger und fortgeschrittene Entwickler, die Embedded-Systeme fundiert verstehen und robuste, wartbare Multitasking-Anwendungen entwickeln möchten.

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Vom Messwert zur stabilen Entscheidung Wie wird aus einem einfachen Mikrocontroller ein intelligentes System, das Sensorwerte erfasst, verarbeitet und sinnvoll darauf reagiert? Dieses Buch zeigt es Ihnen Schritt für Schritt – verständlich, praxisnah und ohne unnötige Vorkenntnisse. Sie beginnen mit den Grundlagen der digitalen und analogen Ein- und Ausgänge. Anschließend lernen Sie, wie Sensorwerte gelesen, geglättet und zuverlässig bewertet werden. Anschauliche Beispiele erklären, warum einzelne Messwerte oft täuschen können und wie Mittelwertbildung, Hysterese und einfache Entscheidungsregeln für stabile Ergebnisse sorgen. Nach und nach erweitern Sie Ihre Projekte um Displays, I²C-Kommunikation und mehrere vernetzte Mikrocontroller. So entstehen verteilte Systeme, in denen Raspberry Pi Pico und ATtiny-Controller Daten austauschen und gemeinsam Aufgaben übernehmen. Im fortgeschrittenen Teil erhalten Sie einen leicht verständlichen Einstieg in Merkmalsbildung, Datenvorverarbeitung, hybride Entscheidungsmodelle und TinyML-nahe Anwendungen. Dabei verbinden Sie klassische Regelungstechnik mit modernen datenbasierten Methoden. Alle Projekte werden von ausführlich kommentierten Programmen in C und MicroPython begleitet. Das Buch richtet sich an Einsteiger, Maker, Studierende und alle, die Embedded-Systeme von Grund auf verstehen möchten. Am Ende können Sie eigene Systeme entwickeln, die nicht nur messen, sondern Informationen auswerten, zuverlässige Entscheidungen treffen und gezielt reagieren.

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Die Mikrocontrollertechnologie ist eines der wichtigsten Gebiete der modernen Elektronik. Mikrocontroller haben sich in den letzten Jahren in allen Bereichen der modernen Technik etabliert. Der vorliegende Kurs gibt eine umfassende Einführung in die faszinierende Welt der Controllertechnik. Nach grundlegenden Betrachtungen zur Controllertechnologie wird bereits im ersten Teil des Kurses auf die praktische Umsetzung des Stoffes eingegangen. Als Basis dafür dient ein modernes Entwicklungsboard (XMEGA-A3BU Xplained), das mit einem der aktuellsten Controller des Herstellers Atmel ausgestattet ist. Der zweite Teil beschäftigt sich detailliert mit der Programmierung des Controllers. Hier kommt die Sprache „C“ zum Einsatz, da diese in der Firmware-Entwicklung eine dominierende Stellung einnimmt. Die bei weitem überwiegende Mehrheit der professionellen Entwicklungsarbeit wird in C ausgeführt. Diese Programmiersprache bietet eine umfassende Grundlage für alle Controlleranwendungen. Im dritten Teil des Kurses wird schließlich auf die hardwarenahe Programmierung eingegangen. Nach der Durchsprache von Pin-Ansteuerung, Takterzeugung und Oszillatoroptionen werden die anspruchsvolleren Themen wie Interrupts, Timer und Counter, Pulsweitenmodulation und Analog-Digitalwandlung behandelt. Der Kurs setzt auf die Philosophie des „Learning by Doing“. Er eignet sich dadurch hervorragend als praktische Ergänzung für Unterricht und Vorlesungen in Weiterführenden Schulen Technischen Berufsschulen und Fachakademien Fachhochschulen und Universitäten Aber auch der ambitionierte, nichtprofessionelle Anwender kann sich mit dem Lernmaterial einen Überblick über den neuesten Stand der Controllertechnik verschaffen.Umfangreiche Praxisbeispiele und Übungsprogramme runden den Kurs ab und lassen keine Fragen offen.

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Hands-on in more than 50 projects STM32 Nucleo family of processors are manufactured by STMicroelectronics. These are low-cost ARM microcontroller development boards. This book is about developing projects using the popular STM32CubeIDE software with the Nucleo-L476RG development board. In the early Chapters of the book the architecture of the Nucleo family is briefly described. The book covers many projects using most features of the Nucleo-L476RG development board where the full software listings for the STM32CubeIDE are given for each project together with extensive descriptions. The projects range from simple flashing LEDs to more complex projects using modules, devices, and libraries such as GPIO, ADC, DAC, I²C, SPI, LCD, DMA, analogue inputs, power management, X-CUBE-MEMS1 library, DEBUGGING, and others. In addition, several projects are given using the popular Nucleo Expansion Boards. These Expansion Boards plug on top of the Nucleo development boards and provide sensors, relays, accelerometers, gyroscopes, Wi-Fi, and many others. Using an expansion board together with the X-CUBE-MEMS1 library simplifies the task of project development considerably. All the projects in the book have been tested and are working. The following sub-headings are given for each project: Project Title, Description, Aim, Block Diagram, Circuit Diagram, and Program Listing for the STM32CubeIDE. In this book you will learn about STM32 microcontroller architecture; the Nucleo-L476RG development board in projects using the STM32CubeIDE integrated software development tool; external and internal interrupts and DMA; DEBUG, a program developed using the STM32CubeIDE; the MCU in Sleep, Stop, and in Standby modes; Nucleo Expansion Boards with the Nucleo development boards. What you need a PC with Internet connection and a USB port; STM32CubeIDE software (available at STMicroelectronics website free of charge) the project source files, available from the book’s webpage hosted by Elektor; Nucleo-L476RG development board; simple electronic devices such as LEDs, temperature sensor, I²C and SPI chips, and a few more; Nucleo Expansion Boards (optional).

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Atmel AVR ist eine 8-bit-Mikrocontroller-Familie des Herstellers Atmel. Diese Controller sind wegen ihres einfachen Aufbaus, ihrer leichten Programmierbarkeit, den kostenlosen Entwicklungswerkzeugen und der Verfügbarkeit in DIP-Gehäuseformen auch bei Elektronikern und Makern äußerst beliebt. Darüber hinaus sind diese Controller bereits ab zwei Euro erhältlich. Im Arduino Uno-Board wird der ATmega328 verwendet. AVR-Programmierung für Quereinsteiger besteht aus zwei Teilen. Im ersten Teil wird in einfachen Worten erklärt, wie eine MCU (= Micro Controller Unit) im Detail arbeitet. Dem folgt eine Einführung in die Programmiersprache C. Anschließend taucht der Leser im zweiten Teil des Buches in die Welt der Register und ihre Bits ein. Dort findet man auch ein umfangreiches Glossar aller Register- und Bit-Namen. Das Buch dient somit auch als Nachschlagewerk, wenn man sich durch das Datenblatt oder andere Texte arbeiten muss. Das Buch wendet sich an alle, die bisher mit dem Arduino programmiert haben und nun nach technischen Möglichkeiten und Wegen suchen, ihre Elektronik- und Programmierkenntnisse zu erweitern. Dazu eignet sich die AVR-Programmierung im besonderen Maße.

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