Занимательная микроэлектроника

Оглавление


К читателю 1
Что нового? 3
Как читать? 4
Как разрабатывать схемы? 6

ЧАСТЬ I. ЭЛЕКТРОНИКА БЕЗ ПРОГРАММИРОВАНИЯ 9
Глава 1. Основные физические законы в микроэлектронике 11
Чем отличается ток от напряжения? 11
Сопротивление 13
Схема с двумя резисторами 15
Источники напряжения и тока 18
Параллельное и последовательное соединение резисторов и расчет схем 19
Вольтметр и амперметр в измеряемой цепи 22
Глава 2. Переменный ток, мощность и конденсаторы 25
Переменное напряжение 26
Мощность 30
Что показывает вольтметр в цепи переменного тока 32
Конденсаторы 35
Параллельное и последовательное включение конденсаторов 41
Конденсаторы в цепи переменного тока 41
Дифференцирующие и интегрирующие цепи 43
Сигналы 45
Переменный ток, как основа цивилизации 46
Глава 3. Основные дискретные компоненты 48
Диоды 49
Транзисторы 51
Ключевой режим работы биполярного транзистора 53
Усилительный режим работы биполярного транзистора 56
Схема с общим эмиттером 57
Схема с общим коллектором 58
Стандартный усилительный каскад на транзисторе 60
Дифференциальный каскад 63
Полевые транзисторы 64
Стабилитроны 66
Оптоэлектроника и светодиоды 69
Оптоэлектроника 69
Светодиоды 70
Светодиодные индикаторы 72
ЖК-дисплеи 73
Электромагнитные реле 76
Глава 4. Правильное питание — залог здоровья 81
Трансформаторы 83
Простейший нестабилизированный источник питания 85
Стабилизаторы 89
Интегральные стабилизаторы 92
Импульсные источники питания 94
Самодельный импульсный преобразователь 95
Как правильно питаться 97
Глава 5. Изготовление радиолюбительских конструкций 100
Платы и пайка 101
Изготовление плат 102
Пайка 105
Макетные платы 107
Немного о резисторах и конденсаторах 108
Корпуса 109
Расчет радиаторов 111
Помехи 115
Глава 6. Аналоговые микросхемы 117
Слайсы, которые стали чипами 117
Эксплуатация микросхем 122
Операционные усилители 124
Опасные связи 125
Базовые схемы усилителей на ОУ 129
Дифференциальные усилители 132
Другие распространенные схемы на ОУ 135
Регулятор оборотов вентилятора 137
Терморегулятор для воды 140
Звуковые усилители 145
О децибелах 147
Мощный УМЗЧ 148
Микроусилитель мощности 151
Глава 7. На пороге цифрового века 154
Булева алгебра 155
Основные операции алгебры Буля 157
Булева алгебра на выключателях и реле 160
Как мы считаем 163
Позиционные и непозиционные системы счисления 165
Десятичная и другие системы счисления 167
Двоичная система 168
Шестнадцатеричная система 170
Перевод из одной системы счисления в другую 170
Байты 172
Запись чисел в различных форматах 174
Формат BCD 175
Двоичная арифметика 176
Отрицательные числа 177
Вычитание 177
Глава 8. Математическая электроника или игра в квадратики 180
Базовый логический элемент КМОП 181
Основные логические элементы 185
Обработка двоичных сигналов с помощью логических элементов 187
Исключающее ИЛИ 189
Использование статической логики 191
Коды и шифры 192
Управление цифровыми индикаторами 193
Двоичный/десятичный дешифратор 196
Мультиплексоры/ демультиплексоры и ключи 198
Глава 9. Применение цифровых микросхем малой степени
интеграции 200
Релаксационные схемы 200
Генераторы прямоугольных колебаний 201
Кварцевые резонаторы 203
Формирователи импульсов 205
Одновибраторы 208
Триггеры 210
D-триггеры 214
Счетный триггер 215
Регистры 216
Счетчики 217
Глава 10. Откуда берутся цифры 220
Оцифровка 221
ЦАП 224
АЦП 228
АЦП параллельного действия 228
АЦП последовательного приближения 228
Интегрирующие АЦП 230
Конструируем цифровой термометр 236
АЦП 572ПВ2 и ПВ5 236
Практическая схема термометра 240

ЧАСТЬ II. МИКРОКОНТРОЛЛЕРЫ 247
Глава 11. Анатомия микроконтроллера 249
Как работает микропроцессор 253
Лечение амнезии 260
Изобретаем простейшую ROM 261
Общее устройство памяти 263
RAM 265
EPROM, EEPROM и Flash 268
Глава 12. Знакомство с микроконтроллером 274
Classic, Mega и Tuny 275
Структура МК AVR 277
Параллельные порты ввода/вывода 279
Прерывания 281
Таймеры-счетчики 283
Глава 13. Персональный компьютер вместо паяльника 285
Как программируются микроконтроллеры 286
Программаторы 287
С или ассемблер? 292
Обустройство ассемблера 296
Структура программы AVR 299
Обработка прерываний 301
Процедура RESET 304
Определения переменных, констант и подключение внешних
файлов 305
Система команд AVR 308
Формат команды 308
Выходные файлы 309
Команды перехода (передачи управления) 312
Арифметика и логика в интерпретации AVR 318
Команды переноса данных 322
О Fuse-битах 326
Глава 14. Проба пера: настольные часы 329
Выбор микроконтроллера и общее построение схемы 331
Схема 334
Программа 338
Детали и конструкция 342
Глава 15. Вычисления в МК и использование АЦП 345
Процедуры умножения для многобайтовых чисел 346
Процедуры деления для многобайтовых чисел 349
Операции с числами в формате BCD 353
Использование встроенного АЦП 357
Измеритель температуры и давления на AVR 361
Схема 363
Программа 365
Калибровка 368
Хранение констант в EEPROM 370
Сохранность данных в EEPROM 371
Запись и чтение EEPROM 373
Первичная запись констант в EEPROM 374
Глава 16. Некоторые последовательные интерфейсы МК 379
UART и RS-232 380
Прием и передача данных через UART 385
Отладка программ с помощью UART 388
Запись констант через UART 389
Последовательный интерфейс I2C 393
Программная эмуляция протокола I2C 397
Запись данных во внешнюю flash-память 399
Чтение данных из памяти через UART 406
Часы с интерфейсом I2C 409
Глава 17. «Зеленые» микросхемы 424
О режимах энергосбережения AVR 425
Измеритель давления и температуры в автономном режиме 427
Использование режима энергосбережения 429
Доработка программы 431
Использование сторожевого таймера 435
Глава 18. Персональный компьютер и системы на МК 438
Соединение ПК и МК 439
Преобразователи уровней UART в уровни RS-232 442
Подключение через USB 445
Программа COM2000 449
Работа с СОМ-портом в Delphi 452
Работа через функции Win32 API 453
Использование драйвера AsyncFree 459
Глава 19. Практические схемы на AVR 465
Заставить камни заговорить 465
Программа для вывода звука 470
Аналоговая индикация 473
Подстройка внешних часов 478
Измерение частоты 482
Объединение систем на МК 487

ПРИЛОЖЕНИЯ 491
Приложение 1. Принятые условные обозначения 493
Физические величины и их единицы измерения по умолчанию 493
Приставки и множители для образования десятичных кратных
и дольных единиц 494
Некоторые буквенные обозначения в электрических схемах 494
Некоторые символические обозначения в электрических схемах 495
Символические обозначения мощности резисторов на схемах 497
Приложение 2. Стандартные обозначения и размеры некоторых
гальванических элементов 498
Приложение 3. Справочные данные некоторых компонентов 499
Соответствие наименований зарубежных и отечественных
микросхем КМОП 501
Диоды 502
КД521 502
1Nхххх 503
КД 202 503
КЦ 407А 504
КУ202Н 505
Транзисторы 506
КТ315, КТ361 506
КТ3102, КТ3107 507
КТ814, КТ815, КТ816, КТ817 508
КТ972, КТ973 509
КТ818, КТ819 510
КТ829 511
BDW93, BDW94 512
КП303 513
Электронные реле и оптроны 514
АОД130 514
АОР124Б 515
КР293КП1 (5П14) 516
PF240D25 516
Микросхемы 517
1019ЕМ1 517
7805, 7809, 7812, 7815, 7905, 7909, 7912, 7915 518
78L05, 78L09, 78L12, 78L15, 79L05, 79L09, 79L12, 79L15 519
LM311 (521СА3, 554СА3) 520
?A741 (140УД7) 521
?A747 (140УД20) 522
МАХ478 522
ТDА3020 523
AT90S2313, AT90S8515, AT90S8535 524
Основные электрические параметры 525
Приложение 4. Базовые команды Atmel AVR 526
Арифметические и логические команды 527
Команды операций с битами 528
Команды сравнения 529
Команды передачи управления 530
Команды безусловного перехода и вызова подпрограмм 530
Команды условного перехода 531
Команды переноса данных 532
Команды управления системой 534
Приложение 5. Тексты программ 535
Программа для часов 535
Программа измерителя температуры и давления 544
Процедуры обмена по интерфейсу I2C 555
Приложение 6. Словарь часто встречающихся терминов 562
Литература 569
Предметный указатель 571

X
Оглавление
IX
Оглавление