Jste zde

Céčko v příkladech, spínané obvody a číslicové zpracování signálu aneb tři nové knihy od BENu

Jan Robenek, 2. Listopad 2011 - 0:00

Nakladatelství BEN – technická literatura vydává trojici nových knih s názvy Programování v jazyce C v příkladech, Řešení spínaných obvodů grafy a Algoritmy číslicového zpracování signálů. Na stránkách hw.cz si nyní všechny tři novinky krátce představíme!

BEN sice uzavřel všechny pobočky aby tak svou činnost dále rozvíjel z centrály v Praze, rozhodně však s vydáváním svých knih, které jsou již po mnoho let ozdobou nejedné technické knihovničky, i té mé, nekončí! Za všechny vzpomeňme např. na legendární počiny typu Elektronika obvody – součástky – děje Roberta Láníčka nebo Operační zesilovače v elektronice od Josefa Punčocháře. Nyní k nim přibývají další tři nové tituly. Jedná se o

Programování v jazyce C v příkladech,
Řešení spínaných obvodů grafy a
Algoritmy číslicového zpracování signálů.

Programování v jazyce C v příkladech

Text je koncipován tak, aby čtenář mohl postupně vlastními silami pochopit programování v jazyce C a poznal základní úlohy z oblasti programování a algoritmizace. Výklad je doplněn celkem 35 řešenými příklady.

První kapitola představuje úvod do programování. Jsou vysvětleny pojmy jako algoritmus, vývojový diagram a rovněž základní datové typy jazyka C. Ve druhé kapitole se seznámíme se základními funkcemi a operátory. Především je vysvětlena funkce printf (výpis na obrazovku), aritmetické operátory a matematické funkce. Třetí kapitola vysvětluje podmíněné příkazy if a switch. Dále jsou vysvětleny relační a logické operátory. Ve čtvrté kapitole se probírají cykly (iterační příkazy) a dále je vysvětleno používání datového typu pole. Pátá kapitola vysvětluje používání ukazatelů, dynamickou alokaci paměti, ukazatelovou aritmetiku a funkci scanf (načítání z klávesnice). Šestá a sedmá kapitola probírá funkce. Vysvětluje se rozdíl mezi voláním parametrů hodnotou a přes ukazatele, probírá se ukazatel na funkci a rekurze. Dále je probírána implementace řetězce v jazyce C včetně pomocných funkcí z hlavičkového souboru string.h. Osmá kapitola doplňuje informace k datovým typům. Kromě shrnutí základních datových typů se probírají strukturované datové typy: výčet, struktura, sjednocení a bitové pole. Devátá kapitola probírá prostředky vstupu a výstupu programu. Kromě shrnutí možností vstupu z klávesnice a výstupu na obrazovku se probírají operace s textovými a binárními soubory a parametry programu (příkazový řádek). Kapitoly 10, 11 a 12 jsou věnovány pokročilejším programovacím technikám. Nejdříve se probírají základní algoritmy řazení pole (Selectsort, Bubblesort, Insertsort), vysvětluje se práce se spojovými seznamy a modulární programování. Rovněž jsou probírány paměťové třídy. Třináctá kapitola uzavírá celý text z hlediska shrnutí a doplnění operátorů, příkazů a typové konverze.

V přílohách je stručně popsána práce s vývojovými prostředími Dev-C++, C++ Builder a Microsoft Visual Studio a vysvětleny základní pojmy číslicové techniky jako jsou jednotky informace, číselné soustavy a vnitřní reprezentace proměnných.

K řešeným příkladům není k dispozici jejich datová verze (zdrojové soubory), neboť cílem je naučit studenty podle tohoto textu (názorného návodu) program sestavit, nikoliv jej pouze zkopírovat

Tato kniha vznikla především pro podporu výuky předmětu Programování v jazyce C na oboru Počítačové systémy Vysoké škole polytechnické v Jihlavě (na hw.cz viz také článek 10 setkání nad číslicovou a mikroprocesorovou technikou s autory populárních knih). Zejména je určena pro studenty kombinované formy studia. Kniha je určena rovněž všem zájemcům o programování v jazyce C.

Stručný obsah knihy Programování v jazyce C v příkladech:

Úvod do programování
Základní funkce a operátory
Podmíněné příkazy
Iterační příkazy - cykly, pole
Datový typ ukazatel, funkce scanf
Funkce – základní rysy
Funkce – pokročilé rysy
Datové typy
Vstup a výstup programu
Základní algoritmy řazení
Dynamické datové struktury
Paměťové třídy a modulární programování
Dodatky
Vývojová prostředí
Číselné soustavy a vnitřní reprezentace proměnných

Domovská stránka knihy Programování v jazyce C v příkladech

Řešení spínaných obvodů grafy

Analýza elektrických obvodů je nezbytná nejen pro výpočet obvodových veličin, ale její další funkcí je také porozumění jejich principům. Analýza počítačovým programem přitom nepochybně představuje nejvýkonnější nástroj a to i pro syntézu obvodů a jejich optimalizaci, avšak pro vytvoření jasné představy je pak nezbytné řešení ruční, neboť platí zásada: Co neprojde smysly, to není v mysli. Maticový počet je přitom sám o sobě značně abstraktní, avšak grafové metody analýzy umožňují názornější vytvoření představy o obvodu. Ovšem co se týče výkonnosti, pak analýze počítačem nemohou konkurovat v žádném případě.

Pro vytvoření jasné představy je nezbytné ruční řešení, neboť platí zásada: Co neprojde smysly, to není v mysli

Pro řešení obvodů se spínanými obvody, ať spínanými kapacitory anebo spínanými proudy, existuje řada různých metod, z nichž mnohé jsou založeny na popisu obvodu rovnicemi v maticovém tvaru. V knize jsou popsány dvě metody, využívající pro řešení obvodů se spínanými kapacitory a proudy na rozdíl od dosud v literatuře uváděných řešení výlučně grafových konstrukcí, založených na tzv. transformačních grafech a na dvojgrafech, a to jedna pro řešení metodou uzlových nábojových rovnic a druhá metodou uzlových napětí.

Monografie vznikla především pro podporu výuky na Vysoké škole polytechnické v Jihlavě.

Stručný obsah knihy Řešení spínaných obvodů grafy:

Transformační grafy v metodě uzlových nábojových rovnic pro řešení obvodů se spínanými kapacitory
Dvojgrafy v metodě uzlových nábojových rovnic pro řešení obvodů se spínanými kapacitory
Transformační grafy v obvodech se spínanými proudy
Dvojgrafy v obvodech se spínanými proudy
Varianta vyhodnocení grafu o dvou uzlech

Domovská stránka knihy Řešení spínaných obvodů grafy

Algoritmy číslicového zpracování signálů

Kniha pojednává o číslicových generátorech a číslicových filtrech, od jejich teoretických principů přes návrh až po praktickou realizaci. První kapitola je úvodem do číslicového zpracování signálů. Druhá kapitola je zaměřena na teoretické aspekty realizace číslicově řízených generátorů. Třetí kapitola se věnuje stručnému popisu mikrokontroléru ATmega644, který je použit při implementaci jednotlivých úloh. Čtvrtá kapitola popisuje konstrukci vývojového kitu COM644KIT, který umožňuje souběžné programování mikrokontroléru ATmega644 a vývoj aplikací. Pátá kapitola popisuje konstrukci přípravku EDAC, což je modul obsahující levný 2kanálový D/A převodník typu TLC7528CN s rozlišením 8 bitů. Šestá kapitola předvádí praktickou realizaci jednoduchého generátoru signálu. Nejdříve jsou vysvětleny použité instrukce a následně je předvedena tvorba programu. Sedmá kapitola se věnuje popisu přípravku PANEL, což je modul s řídicí jednotkou a LCD. Tento modul je dále použit pro přelaďování generátoru. Osmá kapitola ukazuje realizaci laditelného generátoru signálu, pracujícího na principu decimace vzorků. V deváté kapitole jsou popsány principy činnosti, funkce a základní vlastnosti číslicových filtrů typu FIR a IIR pro dolní i horní propust.

Desátá kapitola obsahuje řešené příklady návrhu číslicových filtrů základními metodami s podrobným komentářem postupu návrhu filtru FIR metodou okna a filtru IIR metodou analogového prototypu s využitím bilineární transformace a impulsní invariance. Je zmíněn vliv odchylek kmitočtových charakteristik důsledkem konečného počtu cifer, což si vynucuje tuto charakteristiku u realizovaného filtru ověřit měřením. Jedenáctá kapitola uvádí konstrukci přípravku EADC, což je přizpůsobovací modul pro připojení vstupního signálu na vstupy A/D převodníku zabudovaného do mikrokontroléru ATmega644. Provedení je dvoukanálové. Dvanáctá kapitola vysvětluje realizaci vzorkování pomocí časovače 0 a prakticky ji předvádí na tzv. transparentním režimu, kdy je vstupní signál převeden A/D převodníkem na číslo a následně D/A převodníkem převeden zpět na výstupní signál. Vzorkování je prováděno kmitočtem 3,5 kHz. Třináctá kapitola shrnuje předchozí teoretické a praktické poznatky do realizace tří číslicových filtrů typu dolní propust. Jedná se o použití metody impulsní invariance, metody analogového prototypu s bilineární transformací a realizaci FIR filtru. Ve čtrnácté kapitole je stručně popsán princip výpočtu kmitočtové charakteristiky číslicového filtru při jeho simulaci počítačem a v patnácté kapitole je uveden konkrétní postup při simulaci filtru FIR programem MicroCap 10. Schéma zapojení pro měření a postup při zpracování naměřených hodnot užitím programu Microsoft Excel jsou popsány v kapitole poslední.