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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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Modular and Scalable Control Systems Using Structured Text This book offers a structured and practical approach to modern PLC development using object-oriented principles. It is a guide for engineers, programmers, and students seeking to harness the power of object-oriented programming (OOP) in the context of industrial automation with PLCs. The content focuses on the CODESYS development environment and Structured Text (ST), both of which support modern programming techniques while maintaining compatibility with real-time automation requirements. Through step-by-step demos and instructional examples, it demonstrates how modular, reusable code can enhance development efficiency, simplify ongoing maintenance, and enable scalable and flexible control system architectures. Key topics include: Structured Text fundamentals: conditions, loops, arrays, and functions Object-oriented concepts: classes, methods, and inheritance Advanced techniques: polymorphism, interfaces, and access control Modular design with reusable components and structured program flow Implementation of finite state machines and scalable application design Built around instructional demos and clear explanations, this book helps readers develop maintainable and modern control software in the CODESYS environment using proven programming techniques.

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De schrijver laat niet alleen beginners maar ook gevorderden op professionele wijze en met verstand van zaken kennismaken met dit uiterst interessant onderwerp. Ook hobbyisten of professionals die hun kennis willen verdiepen of uitbreiden, krijgen daartoe in dit boek volop mogelijkheid. De moderne state-of-the-art AVR-processoren van Atmel vormen in combinatie met programmering in C een platform dat gedurende lange tijd actueel zal blijven. Na een inleiding en een kennismaking met de vereiste ontwikkelomgeving komen projecten aan bod die stap voor stap naar het gewenste doel leiden. Voor de meeste projecten wordt het Mini-Megaboard gebruikt – een experimenteerprint die oorspronkelijk in het maandblad Elektor is beschreven. Dit garandeert dat de beschreven projecten probleemloos kunnen worden nagebouwd. Maar natuurlijk kunnen ook eigen experimenteerprinten worden gebruikt – een van de doelstellingen van dit boek is immers dat de lezer uiteindelijk zelfstandig eigen schakelingen kan ontwerpen en bouwen. Een greep uit de inhoud: De juiste microcontroller De ontwikkelomgeving De eerste experimenten met de ?C Het Mini-Mega-board Beginselen van I/O Vloeibaar-kristal-displays Seriële data-overdracht Analoge in- en uitvoer Programmasturing met interrupts Timers en counters Geheugenoperaties De seriële I²C-bus en SPI Voorbeeldprojecten

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Mastering the Language and the Development Platform Many people would like to learn Java but getting started is not easy since programming with Java requires at least two things: mastering the programming language and the development environment. With the help of many examples, this book shows how the language is structured. In addition, it employs the Eclipse development environment as an example of a powerful tool to teach developing Java programs. In Basics, the first part of the book, you acquire your Java and Eclipse basic knowledge. This part lays the programming foundations, gives you an overview of Java technology, and shows you what is special about object-oriented programming. In the second part called Java Language, everything revolves around the subtleties of the Java language and this is where the first small Java applications are created, aided by a fine blend of the knowledge part and practical exercises. Java Technology is both the name and the focus of the third part which also introduces you to the rules to observe when programming, what class libraries are and what advantages they have. In addition, you will learn how to test programs, what algorithms are, and how to program them. The fourth part, Java Projects, enables you to apply all the previous elements in an application with a graphical user interface. The project shows how to develop a larger application piece by piece with the Eclipse development environment. The Appendix concludes with a section on frequent errors that can occur when working with Eclipse, and a Glossary.

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Apps für Smartphones gehören mittlerweile vollkommen selbstverständlich zum Alltag und sind in täglich wachsender Zahl in den entsprechenden Stores kostenlos oder für wenig Geld zu haben. Jeder Smartphone-Besitzer nutzt sie und passt sein Gerät damit seinen individuellen Bedürfnissen an. Leider sind die wenigsten Apps auf die Bedürfnisse von Elektronikern zugeschnitten, ändern kann man sie auch nicht und über die Möglichkeiten des Datenklaus durch unseriöse App-Anbieter mag man kaum nachdenken. Gerade im Elektronikbereich stellt sich daher fast zwangsläufig die Frage, wie man eigene Projekte mit Hilfe seines Smartphones ansprechen und steuern kann oder wie sich die mit selbst gebauter Hardware gemessenen Daten auf den hochauflösenden Displays darstellen lassen. Dieses Buch veranschaulicht anhand verschiedener Beispiele, wie man eigene Apps programmieren kann, um damit gekaufte oder selbst gebaute Elektronik auf unterschiedlichen Wegen anzusprechen. Die zum Buch gehörenden Programmbeispiele zeigen die Grundlagen der Kommunikation mit externen Geräten zur Steuerung über SMS, E-Mails, das Netzwerk, Bluetooth oder den USB-Anschluss. In verschiedenen Projekten werden diese Programme praktisch genutzt und erläutert. Auch die Audioschnittstelle des Android-Smartphones wird zur Erzeugung von Signalen genutzt und als Eingang für ein Oszilloskop-Programm verwendet, das Spannungsverläufe auf dem Display darstellen kann. Anhand der gezeigten Beispiele lässt sich die Funktionsweise solcher Apps leicht nachvollziehen und es wird schnell klar, wie einfach man mit dem eigenen Smartphone oder Tablet auch steuern und messen kann.

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With Examples for Arduino UNO, Raspberry Pi Pico and ESP32 Programming small electronic systems has never been more accessible. Tasks that once demanded expensive tools, specialized hardware, and deep electrical engineering expertise can now be tackled with low-cost development boards and approachable software. At the centre of this shift is the Arduino environment, which provides a unified and familiar way to program a wide range of microcontroller platforms—from classic AVR boards like the Arduino UNO to modern ARM-based boards such as the Raspberry Pi Pico, and powerful Wi-Fi-enabled devices like the ESP32. This book introduces embedded programming through the core idea that defines all microcontrollers: reading inputs, processing information, and controlling outputs in a predictable loop. The Arduino environment abstracts much of the hardware complexity, allowing you to focus on behaviour rather than implementation details. With just a few lines of code, you can blink LEDs, read sensors, control motors, and communicate with other devices. While the Arduino UNO, Raspberry Pi Pico, and ESP32 boards differ greatly in performance and features, they share the same fundamental building blocks: digital and analog I/O, timers, serial communication, PWM, interrupts, and power management. Learning these concepts within the Arduino framework builds skills that transfer easily across platforms and scale toward more advanced applications. By exploring multiple boards while maintaining a consistent programming approach, this book helps you progress from simple experiments to confidently produce well-structured designs—showing that embedded development can be both practical and enjoyable.

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A Small Basic Approach There are many different PC programming languages available on the market. Some have beautiful names; some have easy to use development tools. Others have incredible power. They all have one thing in common: they assume that you have, or want to have, a knack for technology and difficult to read commands. In this book we take a practical approach to programming. We assume that you simply want to write a PC program, and write it quickly. Not in a professional environment, not in order to start a new career, but for plain and simple fun... or just to get a task done. Therefore we use Small Basic. You will have an application up and running in a matter of minutes. You will understand exactly how it works and be able to write text programs, graphical user interfaces, and advanced drivers. It is so simple; you don't even need to be an adult!

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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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Practical Multitasking Fundamentals Programming embedded systems is difficult because of resource constraints and limited debugging facilities. Why develop your own Real-Time Operating System (RTOS) as well as your application when the proven FreeRTOS software is freely available? Why not start with a validated foundation? Every software developer knows that you must divide a difficult problem into smaller ones to conquer it. Using separate preemptive tasks and FreeRTOS communication mechanisms, a clean separation of functions is achieved within the entire application. This results in safe and maintainable designs. Practicing engineers and students alike can use this book and the ESP32 Arduino environment to wade into FreeRTOS concepts at a comfortable pace. The well-organized text enables you to master each concept before starting the next chapter. Practical breadboard experiments and schematics are included to bring the lessons home. Experience is the best teacher. Each chapter includes exercises to test your knowledge. The coverage of the FreeRTOS Application Programming Interface (API) is complete for the ESP32 Arduino environment. You can apply what you learn to other FreeRTOS environments, including Espressif’s ESP-IDF. The source code is available from GitHub. All of these resources put you in the driver’s seat when it is time to develop your next uber-cool ESP32 project. What you will learn: How preemptive scheduling works within FreeRTOS The Arduino startup “loopTask” Message queues FreeRTOS timers and the IDLE task The semaphore, mutex, and their differences The mailbox and its application Real-time task priorities and its effect Interrupt interaction and use with FreeRTOS Queue sets Notifying tasks with events Event groups Critical sections Task local storage The gatekeeper task

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Android Open Accessory (kurz AOA) ist ein einfaches und sicheres Protokoll zur Verbindung von Mikrocontroller-gesteuerten Geräten mit einem Android-Smartphone oder -Tablet. Dieses Buch zeigt anhand von leicht nachbaubaren Schaltungen und den dazu gehörenden Programmbeispielen, wie man AOA in Verbindung mit der Mikrocontroller-Plattform Arduino verwendet, um täglich anfallende Aufgaben im Haus zu automatisieren: Beleuchtung, Belüftung, Klimatisierung und Musik-Entertainment-Systeme – bequem und komfortabel mit dem Smartphone, wohlgemerkt!Die Grundkenntnisse des Arduino-Frameworks voraussetzend, versorgt das visionäre Autorenduo Göransson/Cuartielles Ruiz den Leser mit den Werkzeugen (Tools), die er braucht, um nützliche und anspruchsvolle Projekte realisieren zu können. Detaillierte Erklärungen, hilfreiche Beispiele und verfügbare Prototypen befähigen ihn dazu, den maximalen Nutzen aus der Android-Technik zu ziehen.In diesem Buch finden Sie:• Die Bewertungen der verschiedenen Möglichkeiten, einen Arduino-basierten Prototyp mit einem Android-Smartphone zu verbinden.• Die Behandlung der Datenkommunikationsgrundlagen und die Vorstellung von MQTT.• Die Erklärung, wie man eine Android-Bibliothek baut und eine Android-Accessory-Anwendung erstellt.• Die Baubeschreibung der hier vorgestellten Prototypen und die Einbindung der verschiedenen Sensoren, Displays und Aktuatoren.Die Programmbeispiele aus diesem Buch stehen auf der Elektor-Website zum Gratis-Download bereit.

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Technology is constantly changing. New microcontrollers become available every year. The one thing that has stayed the same is the C programming language used to program these microcontrollers. If you would like to learn this standard language to program microcontrollers, then this book is for you! Arduino is the hardware platform used to teach the C programming language as Arduino boards are available worldwide and contain the popular AVR microcontrollers from Atmel. Atmel Studio is used as the development environment for writing C programs for AVR microcontrollers. It is a full-featured integrated development environment (IDE) that uses the GCC C software tools for AVR microcontrollers and is free to download. At a glance: Start learning to program from the very first chapter No programming experience is necessary Learn by doing – type and run the example programs A fun way to learn the C programming language Ideal for electronic hobbyists, students and engineers wanting to learn the C programming language in an embedded environment on AVR microcontrollers Use the free full-featured Atmel Studio IDE software for Windows Write C programs for 8-bit AVR microcontrollers as found on the Arduino Uno and MEGA boards Example code runs on Arduino Uno and Arduino MEGA 2560 boards and can be adapted to run on other AVR microcontrollers or boards Use the AVR Dragon programmer/debugger in conjunction with Atmel Studio to debug C programs

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Ein Blick in die einschlägigen Internetforen zeigt, dass das Programmieren immer noch in der Gruppe der beliebten Hobbys rangiert. Wo dem Hobbyprogrammierer früher eine Reihe bekannter und populärer Programmiersprachen zur Verfügung standen, ist es heute relativ übersichtlich geworden: Außer C++, Java und Visual Basic gibt es wenig bekannte und beliebte Programmiersprachen. Was fehlt, ist eine Programmiersprache, die für Laien fast so einfach zu handhaben ist wie die alten BASIC-Versionen, deren Leistung und Features dennoch an die Möglichkeiten und die Power moderner Windows-Rechner angepasst sind. Diese Programmiersprache existiert und heißt Processing. Das vorliegende Buch führt den Leser in diese visuelle Programmiersprache ein. Das Buch richtet sich an Leser, die bereits allgemeine Erfahrungen im Umgang mit Programmiersprachen besitzen und wissen, worum es sich bei Strings, Arrays oder Schleifen handelt. Der Autor zeigt anhand vieler kurzer Programmbeispiele, wie einfach es ist, mit Processing auch leistungsfähige Software zu programmieren und sich dabei auf eine nur geringe Anzahl von Befehlen, Anweisungen und Funktionen zu beschränken. Die in diesem Buch vorgestellten Programme sind zum Teil Hardware-orientiert, wobei auch die Erfassung von Daten und die Steuerung von Hardware mittels des bekannten Mikrocontrollers Arduino einer Rolle spielt. Kurz und gut: Ein Buch für alle, die eine schnell und einfach zu programmierende Software mit elektronischer Hardware kombinieren und das Ganze über maßgeschneiderte Benutzeroberflächen steuern möchten.

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