Создание роботов – это увлекательное, но требующее значительных знаний и умений занятие. В основе любого робота лежат два ключевых элемента: управление железом и программное обеспечение. В этой статье мы рассмотрим, как управлять железом и создавать роботов.
Для управления железом робота нужно понимать его устройство и принципы работы. В первую очередь, нужно понимать, что все железные элементы робота состоят из электрических компонентов. Рассмотрим основные элементы железа:
1. Микроконтроллеры – это устройства, которые управляют исполнительными механизмами робота. Они могут принимать команды от других устройств, обрабатывать данные и управлять действиями моторов, сервоприводов и других исполнительных механизмов.
2. Датчики – устройства, которые измеряют параметры окружающей среды и транслируют данные на микроконтроллеры. Примеры датчиков: датчик расстояния, акселерометр, гироскоп, компас, датчик освещенности, термометр, датчик давления и т.д.
3. Исполнительные механизмы – моторы, сервоприводы и другие устройства, которые подчиняются командам, которые приходят от микроконтроллеров.
LPIC 101.1 Работа с железом в Linux. Часть вторая — управление устройствами
4. Беспроводные модули – WiFi, Bluetooth, Infrared и другие варианты технологий связи, которые позволяют управлять роботом извне.
5. Блоки питания – это устройства, которые обеспечивают питанием микроконтроллеры, датчики, исполнительные механизмы и другие элементы железа.
6. Прочие элементы – кнопки, светодиоды, разъемы, громкоговорители и прочие электронные элементы, которые могут быть использованы для управления роботом.
Для программирования роботов используются различные языки программирования, такие как C++, Java, Python, JavaScript и другие. Язык программирования выбирается в зависимости от требований к проекту, уровня сложности и допустимых затрат на обучение и разработку.
Если вы новичок в программировании, то можете начать с популярных инструментов, таких как Arduino IDE, Processing и MIT App Inventor. Эти инструменты позволяют легко начать работу с роботами, используя графические интерфейсы и блоки кода.
Создание робота начинается со знакомства с основами программирования и железом. Вам нужно знать, как управлять моторами, сервоприводами и другими элементами железа, чтобы создать многофункционального робота. Вот некоторые шаги, которые необходимые для создания робота:
1. Определить цель проекта и выбрать железо. Например, если вы создаете робота-пылесоса, вам потребуется микроконтроллер, датчики расстояния, моторы, щетки для уборки и другие элементы.
2. Определить способы управления роботом. Например, если вы хотите, чтобы робот мог управляться через приложение на мобильном телефоне, вам нужно добавить беспроводной модуль.
3. Разработать программное обеспечение. Программируя робота, вы можете использовать различные логические операторы, команды, циклы и условные операторы.
4. Сборка и тестирование. После того, как вы определились с железом, программным обеспечением и способами управления роботом, можно переходить к сборке и тестированию.
Монитор железа ПК + автоматический реобас своими руками!
5. Дальнейшее развитие и улучшение. Создание робота – это непрерывный процесс. Вы можете проводить дополнительные тесты и улучшения, постоянно улучшая проект.
Железо, программное обеспечение и создание робота – это лишь вершина айсберга в мире робототехники. Этот процесс занимает много времени и терпения, потребует знаний как железа, так и программирования. Но тем не менее, создание робота – это увлекательно и захватывающе занятие. Есть огромное количество инструментов и библиотек, которые помогут вам в создании робота и реализации ваших идей.
Похожие записи:
- Создание робота на Rust: работа с железом, драйверами и сенсорами.
- Создание внедряемых систем на Rust: работа с железом, драйверами и GPIO.
- Разработка приложений для Windows Phone на C#: работа с железом устройства
- Разработка прошивок на Kotlin: работа с железом устройств
- Разработка драйверов на Kotlin: работа с железом устройства
Источник: qaa-engineer.ru
Как программа управляет железом
это такой тонкий троллинг?
если Вас интересует, как работает транзистор, то рекомендую заглянуть сюда
Если Вас интересует, что же такое КОМПЬЮТЕР, то загляните сюда
ссылки взяты из топа поисковика, разумеется, ими дело не ограничивается
Если же Вы пытаетесь разузнать что-то другое, неведомое нам, то попытайтесь расшифровать (конкретизировать) свой вопрос. Возможно, Вам на него и ответят.
1. Просто подначивание, а то тишина.
2. Как устроен транзистор и его принцип действия выдрючил за последние два дня.
3. Что такое компьютер знаю очень хорошо (просто поверьте наслово).
4. Ещё раз задам вопрос более точно: похоже, всё упирается в БИОС — он запускает все процессы, далее всё понятно, когда программы уже в оперативной памяти и т. д. — видимо, что та грань, которую я ищу, находится в биосе или в микросхеме, в которой он прошит. Так вот, как запускается сам БИОС? В микросхему, где он, поступает ток, а дальше? Что является толчком запуска БИОСА? Его логика реализована аппаратно или тоже программно? Ну, как-то так…
Участник клуба
Регистрация: 26.12.2012
Сообщений: 1,672
Что является толчком запуска БИОСА? Его логика реализована аппаратно или тоже программно? Ну, как-то так…
Если речь про платформу Intel, найди и прочитай, что происходит при включении процессора — при подаче на него рабочего напряжения. Он сам как мини-компьютер: вначале проводит вшитые в него тесты работоспособности, инициализирует регистры какими-то предопределенными значениями, делает переход и начинает выполнение кода.
Источник: www.programmersforum.ru
Функции железа и ОС
Прошу пояснить некоторые вещи, которые я опишу ниже. Я много читал о том, как загружается система, какие функции выполняет железо, какие — система, но пока что полной картины сложить не могу. Итак. Как я понимаю, при загрузке системы сначала просыпается bios. Он проверяет все железо, делает диагностику.
Когда он решит, что все нормально, он считывает 512 (не уверен) первых байт с диска, проверяет 2 «магических» байта, и если они говорят о том, что этот диск — загрузочный, то bios начинает выполнять код загрузчика, т.е. этих 510 байт. При этом начинает выполнять не сразу, а записав их по некоторому адресу в оперативную память. Здесь вроде все понятно.
А еще как процессор адресует память — постранично — вроде тоже понятно. А теперь то, что мне непонятно: допустим, я загружаю linux. Загрузчик с диска поднял grub, grub загрузил ядро, ядро начало выполняться. Окай. Но как ядро адресует память? Получается напрямую физическую? Ну т.е. без виртуальной. Тогда другой вопрос.
Получается весь user-space код, который адресует виртуальную память, выполняется в некой «песочнице» ядра, которая позволяет транслировать адреса виртуальные в физические? Или же есть какие-то именно процессорные механизмы? И как работает uefi? В общем, меня интересует то, какие возможности предоставляет процессор, да и железо в целом, а что реализовано на системном уровне, и если можно, то почему оно так работает. И да, еще интересно, как процессор общается с различным железом вроде видеокарт, и какие интерфейсы он предоставляет для управления этим железом программно.
Отслеживать
20.1k 6 6 золотых знаков 37 37 серебряных знаков 81 81 бронзовый знак
задан 19 окт 2016 в 16:55
4,429 7 7 серебряных знаков 20 20 бронзовых знаков
19 окт 2016 в 17:11
«при загрузке системы сначала просыпается bios» — тащемта нет. Сначала с шансами просыпается мультикронтроллер, который проверяет всякие там питания, кнопку включения и т.д. Процессор стартует последним и начинает выполнение кода из BIOS
19 окт 2016 в 17:26
How Computers Boot Up нормальный материал (только на англ.), кроме этой статьи советую почитать предыдущие и следующие (пока не надоест)
19 окт 2016 в 23:29
2 ответа 2
Сортировка: Сброс на вариант по умолчанию
Загрузка кажется только простой, правда, это очень сложный и многошаговый процесс, я постараюсь Вам описать его. Хоть это и будет похоже на маленькую книжку, но я надеюсь, что многим будет интересно это почитать.
Вы нажали кнопку питания
Линия PS_ON замыкает на «землю» и происходит подача питания на все железо! ОНО ОЖИЛО!. Блок питания включен. Начинается тестирование блока питания на соответствие всех напряжений требованиям. В случае удачного завершения данной операции, спустя 0.1-0.5с, вырабатывается сигнал Power Good, свидетельствующий о том, что загрузку компьютера можно продолжать.
Головки жесткого диска выходят из парковочной зоны, остальное оборудование включается. ПОЕХАЛИ!
Блок питания проверился, а что дальше?
Дальше на специальный вход центрального процессора подается сигнал сброса (Reset). Процессор обнуляет содержимое своей памяти и начинает работу.
В чем заключается начало работы процессора?
Системная память сделана так, что первая команда которую будет считывать процессор после сброса находится в BIOS. Это инструкции по проведению самотестирования. Программа POST выполняет тестирование процессора, оперативной памяти, чипсета, видеосистемы, накопителей, системы управления питанием, клавиатуры, портов LPT и COM (а также подключенных к ним устройств), других компонентов компьютера.
POST завершился, что делать дальше системе?
После того как успешно завершилась процедура POST, вызывается программное прерывание BIOS INT 19h и запускается процедура поиска загрузочного сектора порядок поиска которого установлен непосредственно в BIOS.
Теперь будем искать загрузочную запись?
Да, но сначала немного терминологии, без которой дальше делать нечего:
Сектор — минимальный участок хранения информации на жестком диске равный 512 байтам; MBR (Master Boot Record) — Главная загрузочная запись, она находится в нулевом секторе диска и по сути является загрузочным сектором жесткого диска;
Дальше с указанного жесткого диска BIOS`ом считывается главная загрузочная запись MBR и управление дальнейшей загрузкой передается ей. Далее микропрограмма, находящаяся в MBR, сканирует таблицу разделов на наличие активного загрузочного раздела, после того как системный раздел будет найден, MBR загружает в память компьютера его нулевой сектор и выполняет код находящийся в нем.
Загрузочный сектор раздела содержит код операционной системы, которую нужно загружать. В случае, когда на жестком диске нет системного раздела, BIOS отобразит сообщение об ошибке. Если системный раздел будет найден, загрузка продолжится. Все вышесказанное относится к запуску абсолютно любой операционной системы.
Хочу загружать Windows!
А теперь, если вы например загружаете WINDOWS, после всего вышесказанного, загрузчик ntldr который находится в системном разделе считывает из загрузочного файла boot.ini информацию о количестве операционных систем и их расположении, и предлагает пользователю выбрать из списка операционную систему.
Система выбрана!
Отлично, загружаем ядро в память, система готова к работе, но как же ядро управляет распределением памяти?
Что представляет собой ОЗУ?
Логически ОЗУ представляет собой упорядоченный (одномерный) массив элементов. Элементы (минимальные адресуемые единицы МАЕ) пронумерованы, причем номер каждой МАЕ фиксирован и определяется схемотехнической реализацией устройства памяти. Номер элемента реально существующего в системе устройства памяти в дальнейшем будем называть адресом (Address) этого элемента. В каждой такой ячейке может храниться двоичное слово фиксированной длины
Распределяем память
И так, адресная шина процессора работает. Нет, это слишком долго.. Будем считать, что процессор работает с диапазоном последовательных адресов от нуля до максимально доступного в системе адреса (в зависимости от количества оперативной памяти) и может при необходимости обратиться к любому байту в этом диапазоне.
Если сгенерировать для программы адреса, как они расположены в физическом виде, без виртуальной, то одновременное выполнение двух программ просто невозможно из-за перекрывания данных одной программы другой. Например, компилятор генерирует адреса для виртуального адресного пространства заданного диапазона, а устройство управления памятью, называемое диспетчером памяти, транслирует виртуальные адреса, сгенерированные компилятором, в адреса ячеек, расположенных в физической памяти. Компилятору нет необходимости знать, в какое место в памяти ядро потом загрузит выполняемую программу.
Конечно же виртуальная память сама по себе ничего не хранит. Виртуальное адресное пространство — это просто абстракция, но оно определенным образом поставлено в соответствие физической памяти. Отображение виртуальной памяти на физическую осуществляется через аппаратно реализованные страничные таблицы. Аппаратная часть непосредственно выполняет отображение, а ядро управляет таблицами и их конфигурацией, алгоритмами замещения и т.д.
Диспетчер памяти, это не какой-то процесс! Это устройство и оно может находиться на микросхеме процессора или на отдельной микросхеме рядом с процессором.
Вы обратились на какой-нибудь 32 битный адрес, то модуль разделяет его на 20 разрядный адрес страницы и 12 разрядное смещение внутри страницы. Все это называется прозрачной работой с памятью, когда программист даже не подозревает о существовании страничной организации памяти. Хотя, есть страничная организация памяти с процессом сегментации, при котором программисту требуется знать о существовании сегментов.
UEFI
Код микропрограммы UEFI написан на C и выполняется в современном 64-битном режиме. По сути это полноценная операционная система, которая работает на неограниченном уровне доступа к ресурсам «ring 0». Выполняется фаза PEI, и DXE перед загрузкой. Я не вижу смысла здесь все это описывать, вот картинка вам:
Источник: ru.stackoverflow.com