Микропроцессорная техника

В данной книге приводится краткое описание технологии связи Bluetooth Low Energy (BLE). Подробно разбирается архитектура современных многоядерных беспроводных систем на кристалле (СнК) семейства SimpleLink, предназначенных для построения энергоэффективных устройств Интернета вещей, работающих в субгигагерцовом диапазоне и диапазоне 2,4 ГГц. Рассмотрена типовая архитектура приложений СнК SimpleLink, приведены примеры прикладных программ и пошаговые инструкции по их созданию с учетом наличия и специфики периферийных устройств. Книга может быть полезна студентам и магистрантам, изучающим сетевые технологии, технологии беспроводных сенсорных систем, программирование встраиваемых систем, а также инженерам и специалистам, работающим над созданием низкопотребляющих сенсорных и исполнительных узлов Интернета вещей.

Книга представляет собой учебное издание, в котором с системотехнических позиций представлены конструктивные решения основных систем электрооборудования транспортных средств, закономерности функционирования и особенности их работы. Целью данного учебного пособия является обобщение, систематизация вопросов конструкции диагностирования и обслуживания современных электронных и микропроцессорных систем электрооборудования автомобиля, дать определения основным понятиям, описание некоторым электронным системам автомобиля. Учебное пособие написано в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования третьего поколения и предназначено для бакалавров и магистров направлений подготовки «Технология транспортных процессов», «Наземные транспортно-технологические комплексы», «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», специалистов направления «Наземные транспортно-технологические средства». Книга может быть полезна инженерно-техническим работникам предприятий автомобильной промышленности, а также специалистам сервисных служб и всем, кто связан с эксплуатацией автотранспортных средств.

Рассмотрена физика и схемотехника построения и функционирования современных пирометров, включающих в себя энергетические пирометры и пирометры спектрального отношения. Значительное внимание уделено современной элементной базе – микропроцессорам и микроконтроллерам, особенностям их использования в измерительной технике. Даны примеры построения узлов пирометров на элементах микропроцессорной техники. Рассмотрены вопросы метрологического обеспечения пирометрии, эталонной базы, поверочных схем, а также особенности применения и коррекции современных пирометров спектрального отношения, их преимущества перед энергетическими пирометрами. Для студентов, обучающихся по направлениям бакалавриата, магистратуры и специалитета при изучении дисциплин «Теплофизика», «Технологические измерения», «Тепловое проектирование радиоэлектронных средств», «Метрология» и других технических и инженерно-физических направлений и специальностей.

Важнейшей характеристикой микропроцессорных систем является производительность. Производительность микропроцессора линейно зависит от трех характеристик – его частоты, средней частоты на выполнение инструкций и количества инструкций в выделенной области программы. В свою очередь, эти характеристики определяются технологией изготовления, архитектурой микропроцессора, системой команд и технологией компиляции. В представленной книге рассмотрены проблемы улучшения этих характеристик, а также методы и методики проектирования высокопроизводительных вычислительных систем. Рассмотрены архитектуры микропроцессоров и коммуникационных систем, ориентированных на создание высокопроизводительных вычислительных комплексов вплоть до супер-ЭВМ. Приводится маршрут и методики проектирования микросхем. Книга предназначена для студентов старших курсов кафедр электроники и автоматики университетов, аспирантов и специалистов указанной области.

Пособие посвящено вопросам приобретения практических навыков программирования микроконтроллеров: обучающиеся получат навыки работы с 8-битными микроконтроллерами AVR, 32-битными устройствами Espressif, системами визуализации и устройствами ввода информации, а также с виртуальными средами моделирования.

Книга представляет собой учебное издание, в котором с системотехнических позиций представлены конструктивные решения основных систем электрооборудования транспортных средств, закономерности функционирования и особенности их работы. Целью данного учебного пособия является обобщение, систематизация вопросов конструкции диагностирования и обслуживания современных электронных и микропроцессорных систем электрооборудования автомобиля, дать определения основным понятиям, описание некоторым электронным системам автомобиля. Учебное пособие написано в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования третьего поколения и предназначено для бакалавров и магистров направлений подготовки «Технология транспортных процессов», «Наземные транспортно-технологические комплексы», «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», специалистов направления «Наземные транспортно-технологические средства». Книга может быть полезна инженерно-техническим работникам предприятий автомобильной промышленности, а также специалистам сервисных служб и всем, кто связан с эксплуатацией автотранспортных средств.

Изложены методические указания по выбору темы курсовой работы, ее содержанию и выполнению, а также оформлению графических и текстовых документов, представляемых на защиту, для направлений подготовки бакалавров 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника» и 09.03.03 «Прикладная информатика» факультета «Информатика и системы управления». Для студентов МГТУ им. Н.Э. Баумана, обучающихся по программам бакалавриата.

Рассмотрены проблемы низкоуровневых языков программирования. Приведены ключевые характеристики и технические особенности микропроцессоров. Показана система команд языка assembler. Для студентов, обучающихся по направлению подготовки 09.03.02 «Информационные системы и технологии», направленность «Создание, модификация и сопровождение информационных систем, администрирование баз данных», и смежных направлений подготовки, а также специалистов и инженеров в области компьютерных технологий, компьютерных систем, низкоуровневого программирования и подобных областей.

Рассмотрены ключевые характеристики и технические особенности микроэлектронных схем в целом, а также микроэлектронной техники и компонентов. Даны современные методы применения последних достижений в области низкоуровневого программирования. Для студентов, обучающихся по направлению подготовки 09.03.02 «Информационные системы и технологии», направленность «Создание, модификация и сопровождение информационных систем, администрирование баз данных», и смежных направлений подготовки, а также специалистов и инженеров в области компьютерных технологий, компьютерных систем, низкоуровневого программирования и подобных областей.

Рассмотрены ключевые характеристики и технические особенности современной городской дорожной сети, вариативность транспортного потока, наглядно проиллюстрированы процессы систематизации. Изложены подходы к анализу данных о потоке, методы и способы практической борьбы с перегруженностью транспортных магистралей. Для специалистов транспортной инфраструктуры, а также инженеров в области компьютерных технологий. Может быть полезно студентам, обучающимся по направлению подготовки 09.03.02 «Информационные системы и технологии».

В учебном пособии рассмотрены архитектурные особенности учебного лабораторного микропроцессорного комплекса SDK-1.1, этапы программирования и возможности его применения для изучения курсов «Организация ЭВМ и систем» и «Микропроцессорные системы».

Учебное пособие предназначено для студентов направлений 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» и 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника», изучающих курс «Микропроцессорные системы». Все основные понятия микропроцессорной техники в пособии рассмотрены на примерах современных AVR-микроконтроллеров фирмы Atmel. Пособие может быть использовано студентами других направлений при изучении современных микропроцессорных систем.

Рассмотрены вопросы проектирования систем автоматизации технологических процессов и объектов на основе использования в них микропроцессорных устройств и комплексов. Приводятся функциональные схемы автоматизации и принципиальные электрические схемы блоков и модулей ввода, обработки информации и вывода управляющих воздействий на исполнительные механизмы микропроцессорных систем автоматизации технологических процессов. Для студентов и аспирантов, обучающихся по направлениям подготовки 15.03.04 и 15.04.04 «Автоматизация технологических процессов и производств», а также для научных работников и инженеров при проектировании микропроцессорных систем автоматизации технологических процессов.

Характерной чертой современного развития техники является широкое распространение разнообразных встроенных систем на основе микроконтроллеров. Для проектирования встроенных систем недостаточно традиционного опыта в области электроники, так как их составными частями являются вычисления и программное обеспечение. Проблема проектирования встроенных систем, безусловно, является актуальной. Эффективными инструментами при разработке микроконтроллерных систем являются симуляторы и интегрированные среды. В настоящее время существует целый ряд интегрированных сред разработки для микроконтроллерных систем. Наиболее известными и используемыми являются: MPLAB IDE, UMPS, MCStudio, PROTEUS и др. Анализируя возможности и структуру этих сред, можно сделать вывод о том, что существующие разработки не охватывают всех потребностей, возникающих в ходе проектирования микроконтроллерных систем. Отсутствует систематизация требований к интегрированной среде проектирования встроенных систем на основе микроконтроллеров. Интегрированные среды и симуляторы используются как для профессиональной разработки и тестирования программ для класса однокристальных микроконтроллеров, так и в учебном процессе в вузах в циклах дисциплин, связанных с изучением микропроцессорной техники и цифровых систем управления.

В учебнике рассмотрена архитектура компьютера на уровне системы команд и адресов. Изложение опирается на минимальное понимание работы «железа» и операционных систем, от читателя требуется лишь знание четырех действий арифметики. Описаны представление данных, диапазон и точность, системы счисления, коды чисел, разновидности команд передачи управления, структура циклов, методы организации переменных адресов. Подробно рассмотрены структура подпрограмм, организация вызова и возврата, методы передачи параметров и сохранения регистров и соответствующие им команды. Описаны конвейер команд и связанные с ним проблемы. Представлены современные направления развития архитектур: RISC– и CISC-процессоры, архитектуры со словом сверхбольшой длины.

Быстрый прогресс современной электроники в последние годы существенно повлиял на все сферы человеческой деятельности, включая применение компьютерных технологий. Существенным прорывом стало создание полнофункциональных компьютерных систем на одном кристалле, так называемом System-On-Chip (SoC). В SoC интегрируются все основные функциональные блоки, присущие компьютерам (процессор, память, графический процессор и др.). На одном из таких SoC-кристаллов реализован один из наиболее популярных современных миниатюрных компьютеров, известный под названием Raspberry Pi. Эта книга посвящена практическим аспектам применения Raspberry Pi, начиная от программирования простых систем управления и измерения на языке Python и заканчивая разработкой мультимедийных систем и созданием игровых приложений на языке Scratch. Хотя Raspberry Pi помещается на ладони, он способен выполнять многие функции, доступные мощным настольным системам. Многие популярные приложения, работающие на настольных компьютерах, могут выполняться и на Raspberry Pi. Вдобавок Raspberry Pi обладает мощными мультимедийными и графическими возможностями, в частности, при работе с 3D графикой, поэтому этот миниатюрный компьютер можно использовать как платформу для разработки игровых приложений, что может заинтересовать многих будущих программистов. Raspberry Pi можно использовать и для создания своих собственных измерительных и робототехнических систем с различными датчиками и исполнительными устройствами. Создание таких систем возможно благодаря наличию цифрового порта ввода/вывода (GPIO) – подобная возможность отсутствует в обычных настольных ПК. Материал книги будет полезен самой широкой аудитории, начиная от школьников и студентов и заканчивая разработчиками приложений для мультимедиа, Интернета и систем управления.

Пособие объединяет в одном издании теоретическую часть одноименной дисциплины и лабораторный практикум. Рассмотрены базовые вопросы организации ЭВМ: функциональная организация ЭВМ, системы команд и командный цикл. Большое внимание уделено арифметическим основам ЭВМ, принципам построения различных устройств и их взаимодействию. Обсуждаются вопросы построения микропроцессорных систем. Во втором издании лабораторный практикум дополнен программными моделями арифметико-логического устройства. Кроме того, пособие содержит материалы для выполнения курсового проектирования. Для студентов и преподавателей технических вузов. (Компакт-диск прилагается только к печатному изданию.)

Обязательным компонентом любого современного мехатронного устройства является микропроцессорная система, реализующая алгоритмы управления программным способом. В пособии изложены этапы и подходы к проектированию алгоритмического и программного обеспечения для микропроцессорных модулей мехатронных систем. Для студентов, изучающих курс «Проектирование мехатронных систем».

Учебник по программированию микрокомпьютера NXT в LabVIEW написан специально для школьников. Эта книга может быть рекомендована для изучения темы «Алгоритмизация и объектно-ориентированное программирование» учащимися третей ступени общего бразования в старшей школе в рамках федерального базисного учебного плана. Она может быть использована для работы в общеобразовательных классах и классах естественно-математического и информационно-технологического профиля. Структура книги во многом схожа с тематическим планированием изучения языка программирования в курсе школьного предмета «Информатика». Содержание книги поясняется многочисленными рисунками, примерами и упражнениями.

Это начальный блок несложных робототехнических лабораторных работ пропедевтического курса физики, которые можно проводить на уроках физики в 5-х классах (1–7 лабораторные работы) и 6-х классах (8–12 лабораторные работы) параллельно изучению теоретического учебного материала. Возможно проведение всех лабораторных работ одним блоком. Для проведения работ необходимы традиционное оборудование кабинета физики, базовый набор LEGO MINDSTORMS Education и среда программирования LabVIEW. (DVD прилагается только к печатному изданию.)