1000 и одна микроконтроллерная схема, выпуск 4, Рюмик С.М., 2017

1000 и одна микроконтроллерная схема, Выпуск 4, Рюмик С.М., 2017.

  Книга дополняет и развивает схемотехнические идеи, изложенные в аналогичных по названию авторских сборниках под общим заголовком «1000 и одна микроконтроллерная схема». Ранее вышли в свет книги: «Выпуск 1» (2010 г.), «Выпуск 2» (2011 г.), «Выпуск 3» (2016 г.). Новая книга «Выпуск 4» отличается профессиональной направленностью, поскольку в ней анализируются технические решения, применяемые фирмами в реальных конструкциях, прошедших проверку практикой.
За основу взяты так называемые отладочные платы, входящие в обязательный инструментарий современных разработчиков аппаратуры. Платы позволяют оценить потенциальные возможности разных микроконтроллерных семейств. Пользователь точно знает, что схемотехнических «сюрпризов» в отладочной плате нет, и она будет устойчиво функционировать в широком диапазоне температур, нагрузок и питающих напряжений. Это способствует тому, что специалист может полностью сосредоточиться на отработке программного обеспечения.
Если внимательно присмотреться, то в отладочных платах присутствуют все элементы микроконтроллерных подсистем: ввода и вывода сигналов, питания, тактирования, сброса, интерфейсов, программирования. Системный уровень позволяет рассматривать схемы через призму небольших, но функционально завершённых узлов.
Все электрические схемы, как и в прежних книгах цикла, систематизируются по разделам и снабжаются краткими пояснениями о назначении элементов. Из новинок — дополнительный раздел, посвящённый конструктивным особенностям и топологии размещения радиоэлементов на печатных платах. Используемые конструктивные идеи взяты из реальных отладочных плат, что может в дальнейшем пригодиться при разработке своей собственной аппаратуры.
Общее число рисунков в книге достигает 1000, что хорошо согласуется с её названием.
Книга будет полезна разработчикам электронной аппаратуры, радиолюбителям (в том числе начинающим), студентам, а также всем неспециалистам в области электроники, самостоятельно осваивающим микроконтроллеры.




Опытное знание.
Опыт — это единство знания, умения и навыка. Процесс передачи опыта сопровождает человека всю жизнь. Ребёнок пробует пальцем, горячо или холодно. Подросток на личном опыте познаёт, что такое хорошо, а что такое плохо. Взрослые всю жизнь методом проб и ошибок ищут своё место в обществе, периодически констатируя факт, что с каждым днём всё меньше и меньше становится того, что делается ими в первый раз...

Слова «попробовать», «оценить», «ознакомиться» относятся к сфере житейского опыта. В электронике для первого знакомства с новым техническим направлением используют простой, но эффективный приём. Пользователю предлагается оценить все достоинства нового изделия (МК, ПЛИС, электронного модуля), опробовав в работе его функционально законченный прототип.

На прототипе можно потренироваться изменять режимы настройки, подключать разные датчики и нагрузки, изменять напряжение питания, макетировать, прошивать память, отлаживать программы. Если функционирование прототипа устраивает разработчика, то с большой долей вероятности он начнёт применять новое ЭРИ в своих конструкциях. А раз так, то и фирма-изготовитель ознакомительного прототипа в накладе не останется.

Микроконтроллерная техника имеет свои особенности. В частности, для каждого нового семейства МК требуется обеспечить определённую (подчас уникальную) обвязку из вспомогательных элементов. Надо организовать бесперебойное питание, предусмотреть сопряжение с компьютером, рассчитать амплитуду сигналов по входам и допустимые нагрузки по выходам, определиться с системой индикации и хранения результатов, а также с порядком установки режимов.

СОДЕРЖАНИЕ.
Введение.
Глава 1. Отладочные платы для МК.
1.1. Опытное знание.
1.2. Историческая справка.
1.3. Классификация.
1.3.1. Оценочный инструментарий.
1.3.2. Плата или набор?.
1.4. Внутреннее устройство отладочной платы.
1.4.1. Схема подключений.
1.4.2. Структурный уровень.
1.4.3. Подсистема памяти.
1.4.4. Подсистема программирования.
1.4.5. Подсистема ввода/вывода.
1.4.6. Подсистема питания.
1.4.7. Подсистема интерфейсов.
1.4.S. Подсистема тактирования.
1.4.9. Подсистема сброса.
1.4.10. Особенности элементной базы отладочных плат.
1.4.11. Разгадка надписей на схемах.
1.5. Условные обозначения на схемах СМК.
Список использованных источников и литературы к главе 1.
Глава 2. Схемы узлов ввода сигналов.
2.1. Приём аналоговых и цифровых сигналов.
2.1.1. Непосредственная связь.
2.1.2. Подача аналоговых сигналов.
2.1.3. Транзисторные формирователи.
2.1.4. Буферные повторители сигналов на ОУ.
2.1.5. Активные фильтры на ОУ.
2.1.6. Подключение внешних АЦП.
2.2. Механические датчики.
2.2.1. Энкодеры.
2.2.2. Пользовательские кнопки.
2.2.3. Многокнопочное управление.
2.2.4. Движковые переключатели.
2.2.5. Механические джойстики.
2.3. Резистивные датчики.
2.4. Акустические датчики.
2.5. Оптические датчики.
2.6. Ёмкостные датчики.
2.7. Температурные датчики.
2.7.1. Терморезисторы.
2.7.2. Интегральные аналоговые термодатчики.
2.7.3. Интегральные цифровые термодатчики.
2.8. Погодные датчики.
2.8.1. Датчики атмосферного давления.
2.8.2. Датчики влажности.
2.9. Датчики пространственной ориентации.
2.10. Прочие схемы узлов ввода.
Список использованных источников и литературы к главе 2.
Глава 3. Схемы узлов управления и тактирования.
3.1. Формирователи сигналов начального сброса.
3.1.1. Узлы внешнего сброса МК.
3.1.2. Начальный сброс МК от тактовой кнопки.
3.1.3.Сброс МК от супервизоров.
3.2. Внешние источники опорного напряжения.
3.3. Тактирование от внешних генераторов.
3.4. Кварцевая стабилизация тактовой частоты.
3.5. Узлы подсистемы программирования.
Список использованных источников и литературы к главе 3.
Глава 4. Схемы подачи питания.
4.1. Стабилизаторы напряжения 1.2 В.
4.2. Стабилизаторы напряжения 1.8 В.
4.3. Стабилизаторы напряжения 2.5 В.
4.4. Стабилизаторы напряжения 3.3 В.
4.5. Стабилизаторы напряжения 3.6 В.
4.6. Стабилизаторы напряжения 4.3 В.
4.7. Стабилизаторы напряжения 5 В.
4.8. Регулируемое питание.
4.9. Понижающие DC/DC-преобразователи.
4.10. Инвертирующие DC/DC-преобразователи.
4.11. Повышающие DC/DC-преобразователи.
4.12. Фильтрация аналогового питания.
4.13. Фильтрация цифрового питания.
4.14. Батарейное/аккумуляторнос питание.
4.15. Автоматическое переключение питания.
4.16. Зависимая подача питании.
4.17. Электронное включение питания.
4.18. Использование ионисторов.
4.19. Питание внешних устройств.
4.20. Защита от переполюсовки питания.
4.21. Электронные ограничители тока.
4.22. Зашита плавкими предохранителями.
4.23. Индикация наличия питания.
4.24. Прочие схемы организации питания.
Список использованных источников и литературы к главе 4.
Глава 5. Схемы узлов вывода.
5.1. Светодиодные индикаторы.
5.1.1. Одиночные светодиоды.
5.1.2. Одиночные светодиоды с буферными элементами.
5.1.3. Многоцветные светодиоды.
5.1.4. Семисегментные светодиодные индикаторы.
5.2. Жидкокристаллические индикаторы.
5.2.1. Мультиплексированные сегментные ЖКИ.
5.2.2. Алфавитно-цифровые ЖК-модули (АЦЖК).
5.2.3. Монохромные ЖК-дисплеи.
5.2.4. Цветные TFT-дисплси.
5.2.5. OLED-дисплеи.
5.3. Звуковая система.
5.3.1. Вывод звука на пьезоизлучатели.
5.3.2. Вывод звука на динамические излучатели.
5.3.3. Транзисторные усилители звука.
5.3.4. Интегральные усилители звука.
5.3.5. Стереоусилители.
5.3.6. Формирование сигналов через внутренний ЦАП МК.
5.3.7. Подключение внешних ЦАП.
5.4. Ключевые узлы.
5.4.1. Преобразователи уровней.
5.4.2. Узлы управления.
5.4.3. Генераторные узлы.
5.5. Силовая электроника.
5.5.1. Механические и электронные реле.
5.6. Прочие схемы узлов вывода.
Список использованных источников и литературы к главе 5.
Глава 6. Схемы комбинированных узлов ввода/вывода.
6.1. Измерительные узлы.
6.2. Схемы узлов с обратной связью.
6.3. Двунаправленное прохождение сигналов.
6.4. Двунаправленные конверторы уровней.
6.5. Опрос тастатуры.
6.6. Прочие схемы узлов ввода/вывода.
Список использованных источников и литературы к главе 6.
Глава 7. Схемы интерфейсных узлов.
7.1. СОМ-порт.
7.2. Интерфейс RS-485.
7.3.Интерфейс RS-422.
7.4. Интерфейс CAN.
7.5. Интерфейс «1-Wire».
7.6. Интерфейс I2С.
7.7. Интерфейс S/PDIF.
7.8. Интерфейс Ethernet.
7.9. Интерфейс JTAG.
7.10. Интерфейс SWD.
7.11. Интерфейс LIN.
7.12. Часы реального времени RTC.
7.13. Интерфейс IrDA.
7.14. Интерфейс SPI.
7.15. SIM-карты.
7.16. Схемотехника внешних подключений.
7.17. Прочие интерфейсы.
Список использованных источников и литературы к главе 7.
Глава 8. Интерфейс USB.
8.1. Общие замечания.
8.2. Конверторы USB-UART.
8.3. Информационные цепи D+. D-.
8.4. Силовая цепь VBus.
8.5. Резисторы выбора режима.
8.6. Защитные элементы USB.
8.7. Экран USB-разъёма.
8.8. Режимы «Device», «Host», «OTG».
8.9. Питание в режимах «Host»/«OTG».
Список использованных источников и литературы к главе 8.
Глава 9. Внешняя память.
9.1. Микросхемы EEPROM.
9.2. Микросхемы последовательной Flash-памяти.
9.3. Микросхемы параллельной Flash-памяти.
9.4. Микросхемы последовательно-параллельной Flash-памяти.
9.5. Микросхемы ОЗУ.
9.6. Микросхемы SDRAM.
9.7. Карты памяти microSD.
9.8. Прочие схемы устройств памяти.
Список использованных источников и литературы к главе 9.
Глава 10. Измерительные схемы.
10.1. Особенности измерений.
10.2. Измерение напряжения в отладочных платах.
10.3. Измерение тока в отладочных платах.
Список использованных источников и литературы к главе 10.
Глава 11. Схемы с нюансами.
11.1. Нюансы в тракте питания.
11.2. Нюансы в схемах применения ЭРИ.
11.3. Нюансы в цепях входа и выхода.
Список использованных источников и литературы к главе 11.
Глава 12. Схемы, которые можно улучшить.
12.1. Неточности в схемах.
12.2. Улучшения в тракте питания.
12.3. Улучшения в канале USB.
12.4. Улучшения в цепях ввода/вывода сигналов.
Список использованных источников и литературы к главе 12.
Глава 13. Конструктивные особенности.
13.1. Принципы конструирования РЭА.
13.2. «Золотое сечение».
13.3. Характеристики печатных плат.
13.4. Спецификация элементов.
13.5. Отсутствующие ЭРИ.
13.6. Прямоугольные платы.
13.7. Фигурные платы.
13.8. Крепежные отверстия.
13.9. Контактные отверстия.
13.10. Физически разделяемые платы.
13.11. Разъемы на платах.
13.12. Угловое подключение шилдов.
13.13. Макетная область.
13.14. Топология контактных площадок.
13.15. Сенсорные кнопки.
13.16. Сенсорные слайдеры.
13.17. Встроенные дисплеи.
13.18. Элементы индикации.
13.19. Групповое расположение кнопок.
13.20. Универсальная разводка посадочных мест.
13.21. Элементы на краю платы.
13.22. Двухвыводные SMD-элементы.
13.23. Маркировка SMD-диодов.
13.24. Маркировка танталовых SMD-конденсаторов.
13.25. Маркировка столбиковых SMD-конлснсаторов.
13.26. Маркировка микросхем в SOIC-корпусе.
13.27. Маркировка микросхем в TQFP-корпусе.
13.28. Маркировка штыревых разъёмов.
13.29. Выносной разъём USB.
13.30. Топология цепей питания.
13.31.  Джамперные соединители.
13.32. Кварцевые резонаторы.
13.33. Графика под элементами.
13.34. Групповая маркировка ЭРИ.
13.35. Текстовые пояснения на платах.
13.36. Графические пояснения на платах.
13.37. Реперные знаки.
13.38. Идентификационные знаки.
13.39. Фирменные знаки.
13.40. Сертификационные знаки.
13.41. Конструктивные нюансы.
Список использованных источников и литературы к главе 13.
Послесловие.
Приложения.
Приложение 1. Ссылки и адреса в Интернете.
Приложение 2. Список аббревиатур.

Купить .








Теги: учебник по электронике :: электроника :: электротехника :: Рюмик :: микроконтроллер