|
Обратите внимание на близкий |
|
Набор «Умный дом» на базе контроллера Arduino. Малый набор + КНИГА |
Книга позволяет приобрести знания в области электроники, необходимые для преобразования инновационных идей в функционирующие устройства.
В практическом руководстве излагаются основы электричества и разработки электронных устройств. Рассмотрено применение базовых компонентов, полупроводников, оптоэлектронных элементов, и датчиков. Описана разработка и практическое применение операционных усилителей, фильтров, генераторов колебаний, таймеров, стабилизаторов и источников питания. Показано использование логических микросхем, жидкокристаллических и светодиодных дисплеев. Рассмотрены микроконтроллеры и платформы для разработки прототипов устройств, включая плату Arduino. Описано подключение электродвигателей постоянного тока, сервоприводов и шаговых двигателей, а также микрофонов, аудиоусилителей и громкоговорителей. Материал сопровождается подробными и доходчивыми инструкциями, принципиальными схемами и иллюстрациями. В четвертом издании книги добавлены полностью новые главы по датчикам, микроконтроллерам, модульной электронике и самым послед-ним версиям программных инструментов.
В книге рассмотрены:
- Резисторы, конденсаторы, индукторы и трансформаторы;- Диоды, транзисторы и интегральные схемы;
- Оптоэлектронные компоненты, солнечные панели и фототранзисторы;
- Датчики, модули GPS и сенсорные экраны;
- Операционные усилители, фильтры, генераторы колебаний, таймеры;
- Стабилизаторы напряжения, источники питания;
- Цифровая электроника, жидкокристаллические и светодиодные дисплеи и логические элементы;
- Микроконтроллеры и платформы для разработки прототипов устройств, включая Arduino;
- Электродвигатели постоянного тока, сервоприводы и шаговые двигатели;
- Микрофоны, аудиоусилители и громкоговорители;
- Модульная электроника и разработка прототипов.
Содеражние:
Об авторах | 16 |
О технических редакторах | 16 |
Благодарности | 17 |
Введение | 18 |
Глава 1. Введение в электронику |
19 |
Глава 2. Теория |
23 |
2.1. Теоретические основы электроники | 23 |
2.2. Электрический ток | 24 |
2.2.1. Токи с разных точек зрения | 27 |
2.3. Напряжение | 28 |
2.3.1. Как возникает напряжение | 29 |
2.3.2. Определение вольта и обобщенный закон мощности | 32 |
2.3.3. Соединение нескольких батареек | 34 |
2.3.4. Другие источники напряжения | 35 |
2.3.5. Напряжение как вода | 35 |
2.4. Проводимость на микроскопическом уровне (для тех, кого это интересует) | 37 |
2.4.1. Приложение напряжения | 39 |
2.5. Сопротивление, удельное сопротивление ипроводимость | 41 |
2.5.1. Зависимость сопротивления от формы проводника | 43 |
2.5.2. Удельное сопротивление и проводимость | 44 |
2.6. Изоляторы, проводники и полупроводники | 48 |
2.7. Тепло и мощность | 51 |
2.8. Теплопроводность и тепловое сопротивление | 54 |
2.8.1. Важность явления образования тепла | 57 |
2.9. Калибры проводов | 58 |
2.10. Заземления | 61 |
2.10.1. Физическое заземление | 62 |
2.10.2. Разные типы символов для разной "земли" | 66 |
2.10.3. Дополнительные аспекты заземления | 67 |
2.11. Электрические схемы | 70 |
2.12. Закон Ома и резисторы | 71 |
2.12.1. Номинальная мощность резистора | 72 |
2.12.2. Параллельное соединение резисторов | 74 |
2.12.3. Последовательное соединение резисторов | 77 |
2.12.4. Упрощение сложной резисторной схемы | 81 |
2.12.5. Делители напряжения на несколько нагрузок | 83 |
2.13. Источники напряжения и тока | 86 |
2.14. Измерение напряжения, тока исопротивления | 89 |
2.15. Соединение нескольких батареек | 91 |
2.16. Разомкнутые и закороченные цепи | 92 |
2.17. Правила Кирхгофа | 94 |
2.18. Метод наложения | 99 |
2.19. Теоремы Тевенина и Нортона | 100 |
2.19.1. Теорема Тевенина | 100 |
2.19.2. Теорема Нортона | 102 |
2.20. Цепи переменного тока | 105 |
2.20.1. Получение переменного тока | 106 |
2.20.2. Аналогия переменного тока с водой | 107 |
2.20.3. Пульсирующий постоянный ток | 108 |
2.20.4. Объединение синусоидальных источников | 108 |
2.20.5. Сигналы переменного тока | 109 |
2.20.6. Описание сигнала переменного тока | 110 |
2.21. Переменный ток и сопротивление, среднеквадратические напряжение и ток | 113 |
2.22. Питание от электросети | 118 |
2.23. Конденсаторы | 121 |
2.23.1. Определение емкости | 124 |
2.23.2. Промышленные конденсаторы | 126 |
2.23.3. Номинальное напряжение и пробой диэлектрика | 127 |
2.23.4. Ток смещения Максвелла | 127 |
2.23.5. Зарядная модель протекания тока черезконденсатор | 129 |
2.23.6. Водяная аналогия конденсатора | 131 |
2.23.7. Энергия в конденсаторе | 133 |
2.23.8. Постоянная времени RC-цепи | 133 |
2.23.9. Паразитная емкость | 136 |
2.23.10. Параллельное соединение конденсаторов | 137 |
2.23.11. Последовательное соединение конденсаторов | 138 |
2.23.12. Конденсатор в цепях переменного тока | 139 |
2.23.13. Емкостное сопротивление | 140 |
2.23.14. Емкостный делитель | 142 |
2.23.15. Добротность | 142 |
2.24. Индукторы | 143 |
2.24.1. Электромагнетизм | 143 |
2.24.2. Магнитное поле и его воздействие | 146 |
2.24.3. Самоиндукция | 150 |
2.24.4. Индукторы | 151 |
2.24.5. Водяная аналогия индуктора | 156 |
2.24.6. Уравнения индуктивности | 158 |
2.24.7. Энергия в индукторе | 162 |
2.24.8. Сердечники индукторов | 163 |
2.24.9. Уравнения индукторов | 168 |
2.24.10. Подача питания на RL-цепь | 171 |
2.24.11. Снятие питания с RL-цепи | 174 |
2.24.12. Всплески напряжения, вызываемые переключением индуктивной нагрузки | 178 |
2.24.13. Индуктивность прямого провода | 178 |
2.24.14. Взаимная индуктивность и магнитная связь | 180 |
2.24.15. Паразитные связи: всплески напряжения, разряды молнии и прочие пульсации | 180 |
2.24.16. Последовательное и параллельное соединение индукторов | 181 |
2.24.17. Индукторы в цепях переменного тока | 182 |
2.24.18. Индуктивное сопротивление | 183 |
2.24.19. Модель неидеального индуктора | 185 |
2.24.20. Добротность | 186 |
2.24.21. Применение индукторов | 187 |
2.25. Моделирование сложных схем | 187 |
2.26. Комплексные числа | 191 |
2.27. Схемы с синусоидальными источниками | 195 |
2.27.1. Анализ схем с синусоидальным сигналом спомощью комплексных импедансов | 196 |
2.27.2. Источник синусоидального напряжения вкомплексной нотации | 199 |
2.27.3. Странные эффекты в реактивных цепях | 206 |
2.28. Мощность в цепях переменного тока: кажущаяся мощность, активная мощность, реактивная мощность | 207 |
2.28.1. Коэффициент мощности | 209 |
2.29. Теорема Тевенина для переменных токов | 217 |
2.30. Резонансные контуры | 219 |
2.30.1. Резонанс в RLC-схемах | 224 |
2.30.2. Падение напряжения на компонентах резонансного RLC-контура | 227 |
2.30.3. Активные потери конденсатора | 228 |
2.30.4. Параллельные резонансные контуры | 229 |
2.30.5. Добротность нагруженных контуров | 236 |
2.31. О децибелах | 237 |
2.31.1. Альтернативные представления в децибелах | 240 |
2.32. Входной и выходной импеданс | 241 |
2.32.1. Входной импеданс | 241 |
2.32.2. Выходной импеданс | 242 |
2.33. Четырехполюсники и фильтры | 243 |
2.33.1. Фильтры | 243 |
2.33.2. Аттенюаторы | 256 |
2.34. Цепи с переходными процессами | 258 |
2.34.1. Последовательная RLC-схема | 267 |
2.35. Цепи с периодическим несинусоидальным сигналом | 271 |
2.35.1. Ряд Фурье | 272 |
2.36. Непериодические сигналы | 278 |
2.37. Эмулятор SPICE | 280 |
2.37.1. Принцип работы программы SPICE | 283 |
2.37.2. Ограничения программы SPICE и других эмуляторов | 285 |
2.37.3. Пример простой эмуляции | 285 |
Глава 3. Основные компоненты электронных схем |
289 |
3.1. Провода, кабели и разъемы | 289 |
3.1.1. Провода | 289 |
3.1.2. Кабели | 291 |
3.1.3. Разъемы | 294 |
3.1.4. Обозначения проводов и разъемов | 297 |
3.1.5. Высокочастотные эффекты в проводах и кабелях | 298 |
3.2. Батареи | 308 |
3.2.1. Принцип работы элемента батареи | 309 |
3.2.2. Первичные батареи | 310 |
3.2.3. Сравнение первичных батарей | 311 |
3.2.4. Вторичные элементы | 316 |
3.2.5. Сравнение вторичных (перезаряжаемых) элементов | 316 |
3.2.6. Емкость батареи | 325 |
3.2.7. Внутреннее падение напряжения элемента | 327 |
3.3. Переключатели | 329 |
3.3.1. Принцип работы переключателя | 329 |
3.3.2. Описание переключателя | 329 |
3.3.3. Типы переключателей | 331 |
3.3.4. Простое применение переключателей | 332 |
3.4. Реле | 334 |
3.4.1. Типы реле | 335 |
3.4.2. Несколько замечаний о реле | 337 |
3.4.3. Простые схемы с применением реле | 338 |
3.5. Резисторы | 339 |
3.5.1. Сопротивление и закон Ома | 341 |
3.5.2. Последовательное и параллельное соединения резисторов | 342 |
3.5.3. Маркировка резисторов | 345 |
3.5.4. Характеристики реальных резисторов | 347 |
3.5.5. Типы резисторов | 356 |
3.5.6. Переменные резисторы (реостаты, потенциометры, подстроечники) | 362 |
3.5.7. Характеристики потенциометров | 365 |
3.6. Конденсаторы | 368 |
3.6.1. Емкость | 369 |
3.6.2. Параллельное соединение конденсаторов | 370 |
3.6.3. Последовательное соединение конденсаторов | 370 |
3.6.4. Постоянная времени RC-цепи | 371 |
3.6.5. Емкостное сопротивление | 372 |
3.6.6. Настоящий конденсатор | 373 |
3.6.7. Характеристики конденсаторов | 374 |
3.6.8. Типы конденсаторов | 378 |
3.6.9. Применение конденсаторов | 389 |
3.6.10. Схемы тактирования и выборки и хранения | 395 |
3.6.11. Сглаживающий RC-фильтр | 396 |
3.6.12. Дугогашение | 400 |
3.6.13. Применение суперконденсаторов | 401 |
3.6.14. Задачи | 403 |
3.7. Индукторы | 404 |
3.7.1. Индуктивность | 406 |
3.7.2. Изготовление индукторов | 407 |
3.7.3. Последовательное и параллельное соединение индукторов | 407 |
3.7.4. Постоянная времени RL-цепи | 407 |
3.7.5. Индуктивное сопротивление | 410 |
3.7.6. Реальный индуктор | 410 |
3.7.7. Характеристики индукторов | 411 |
3.7.8. Типы индукторов | 412 |
3.7.9. Маркировка индукторов | 417 |
3.7.10. Применение индукторов | 419 |
3.7.11. Советы по минимизированию электромагнитных помех и паразитных связей приразработке печатных плат | 423 |
3.8. Трансформаторы | 425 |
3.8.1. Основные понятия | 425 |
3.8.2. Конструкция сердечников трансформаторов | 436 |
3.8.3. Автотрансформаторы и регулируемые трансформаторы | 438 |
3.8.4. Гальваническая развязка и развязывающий трансформатор | 440 |
3.8.5. Стандартные и специализированные трансформаторы | 441 |
3.8.6. Применение трансформаторов | 443 |
3.9. Предохранители и автоматические выключатели | 449 |
3.9.1. Типы предохранителей и автоматических выключателей | 450 |
Глава 4. Полупроводники |
453 |
4.1. Полупроводниковая технология | 453 |
4.1.1. Что собой представляют полупроводники | 453 |
4.1.2. Применение кремния | 458 |
4.2. Диоды | 459 |
4.2.1. Принцип работы диодов с p–n-переходом | 459 |
4.2.2. Водяная аналогия диода | 461 |
4.2.3. Типы диодов | 462 |
4.2.4. Практические рекомендации | 463 |
4.2.5. Применение выпрямительных диодов | 464 |
4.2.6. Стабилитроны | 476 |
4.2.7. Применение стабилитронов | 480 |
4.2.8. Варакторы (параметрические диоды) | 483 |
4.2.9. PIN-диоды | 485 |
4.2.10. Микроволновые диоды (ЛПД, Ганна, туннельные и другие) | 486 |
4.2.11. Примеры | 486 |
4.3. Транзисторы | 489 |
4.3.1. Введение в транзисторы | 489 |
4.3.2. Биполярные транзисторы | 491 |
4.3.3. Полевые транзисторы с управляющим переходом | 517 |
4.3.4. Полевые МОП-транзисторы | 530 |
4.3.5. Биполярные транзисторы с изолированным затвором | 542 |
4.3.6. Однопереходные транзисторы | 542 |
4.4. Тиристоры | 547 |
4.4.1. Введение | 547 |
4.4.2. Кремниевые управляемые выпрямители | 548 |
4.4.3. Тетроидный тиристор | 552 |
4.4.4. Симисторы | 554 |
4.4.5. Диодные тиристоры и симметричные динисторы | 557 |
4.5. Подавители помех | 559 |
4.5.1. Помехи | 559 |
4.5.2. Устройства для подавления помех | 560 |
4.6. Интегральные схемы | 570 |
4.6.1. Типы корпусов интегральных схем | 571 |
Глава 5. Оптоэлектроника |
573 |
5.1. Короткая лекция по фотонам | 573 |
5.2. Лампы накаливания | 575 |
5.2.1. Типы ламп | 576 |
5.2.2. Техническая информация о лампах освещения | 577 |
5.3. Светодиоды | 578 |
5.3.1. Принцип работы светодиодов | 578 |
5.3.2. Типы светодиодов | 579 |
5.3.3. Дополнительные сведения о светодиодах | 581 |
5.3.4. Применение светодиодов | 584 |
5.3.5. Лазерные диоды | 586 |
5.4. Фоторезисторы | 593 |
5.4.1. Принцип работы фоторезисторов | 594 |
5.4.2. Технические заметки | 594 |
5.4.3. Применения фоторезисторов | 594 |
5.5. Фотодиоды | 596 |
5.5.1. Принцип работы фотодиодов | 596 |
5.5.2. Базовые функции фотодиодов | 597 |
5.5.3. Типы фотодиодов | 598 |
5.6. Фотогальванические элементы | 598 |
5.6.1. Базовые функции фотогальванических элементов | 599 |
5.7. Фототранзисторы | 600 |
5.7.1. Принцип работы биполярных фототранзисторов | 600 |
5.7.2. Основные конфигурации схем с фототранзисторами | 601 |
5.7.3. Типы фототранзисторов | 601 |
5.7.4. Технические заметки | 602 |
5.7.5. Применения фототранзисторов | 602 |
5.8. Фототиристоры | 604 |
5.8.1. Принцип работы активируемых светом кремниевых управляемых выпрямителей | 604 |
5.8.2. Базовая операция, выполняемая АСКУВ | 605 |
5.9. Оптоизоляторы | 605 |
5.9.1. Интегрированные оптопары | 606 |
5.9.2. Применения оптронов | 606 |
5.10. Оптические волокна | 607 |
Глава 6. Датчики |
609 |
6.1. Общие принципы датчиков | 611 |
6.1.1. Точность, правильность и разрешение | 611 |
6.1.2. Эффект наблюдателя | 612 |
6.1.3. Калибровка | 612 |
6.2. Датчики температуры | 613 |
6.2.1. Термисторы | 613 |
6.2.2. Термопары | 616 |
6.2.3. Резистивные датчики температуры | 616 |
6.2.4. Температурные датчики на микросхемах саналоговым выходом | 617 |
6.2.5. Температурные датчики на микросхемах с цифровым выходом | 617 |
6.2.6. Инфракрасные термометры и пирометры | 618 |
6.2.7. Резюме | 619 |
6.3. Датчики присутствия и касания | 619 |
6.3.1. Сенсорные экраны | 620 |
6.3.2. Ультразвуковые дальномеры | 621 |
6.3.3. Оптические дальномеры | 622 |
6.3.4. Емкостные датчики | 623 |
6.3.5. Резюме | 623 |
6.4. Датчики движения, усилия и давления | 624 |
6.4.1. Пассивные инфракрасные датчики | 625 |
6.4.2. Акселерометры | 625 |
6.4.3. Датчики вращения | 626 |
6.4.4. Потоковые датчики | 627 |
6.4.5. Датчики усилия | 628 |
6.4.6. Датчики наклона | 629 |
6.4.7. Вибродатчики и датчики ударов | 629 |
6.4.8. Датчики давления | 629 |
6.5. Датчики химических веществ | 630 |
6.5.1. Датчики дыма | 630 |
6.5.2. Датчики газа | 630 |
6.5.3. Датчики влажности воздуха | 631 |
6.6. Датчики света, излучения, магнетизма и звука | 631 |
6.6.1. Датчики света | 631 |
6.6.2. Датчики ионизирующего излучения | 631 |
6.6.3. Датчики магнитного поля | 632 |
6.6.4. Датчики звука | 632 |
6.7. Система глобального позиционирования | 633 |
Глава 7. Практическая электроника |
635 |
7.1. Техника безопасности | 635 |
7.1.1. Что опасно для жизни и здоровья при работе с электроприборами? | 635 |
7.1.2. Воздействие электростатического разряда наэлектронные устройства | 639 |
7.1.3. Меры по защите компонентов от электростатического разряда | 639 |
7.2. Конструирование схем | 640 |
7.2.1. Создание принципиальной схемы устройства | 640 |
7.2.2. Замечание по программным эмуляторам схем | 642 |
7.2.3. Создание прототипа схемы | 643 |
7.2.4. Конечная схема | 643 |
7.2.5. Создание печатных плат | 646 |
7.2.6. Специальные компоненты, применяемые в построении схем | 652 |
7.2.7. Пайка | 653 |
7.2.8. Демонтаж паяных соединений | 653 |
7.2.9. Корпус для схемы | 654 |
7.2.10. Вещи, которые полезно иметь под рукой | 654 |
7.2.11. Поиск и устранение неполадок в разрабатываемых схемах | 655 |
7.3. Мультиметры | 656 |
7.3.1. Базовые операции | 656 |
7.3.2. Принцип работы аналогового мультиметра | 657 |
7.3.3. Принцип работы цифрового мультиметра | 659 |
7.3.4. Замечание о погрешностях измерений | 660 |
7.4. Осциллографы | 661 |
7.4.1. Принцип работы осциллографа | 662 |
7.4.2. Внутренняя электроника осциллографа | 664 |
7.4.3. Фокусирование луча | 665 |
7.4.4. Использование осциллографа | 666 |
7.4.5. Назначение элементов управления осциллографа | 667 |
7.4.6. Выполнение измерений посредством осциллографа | 672 |
7.4.7. Другие применения осциллографа | 677 |
7.4.8. Измерение импедансов с помощью осциллографа | 678 |
7.5. Электронная лаборатория | 680 |
7.5.1. Рабочее место | 681 |
7.5.2. Контрольно-измерительная аппаратура | 682 |
7.5.3. Мультиметры | 683 |
7.5.4. Источники питания постоянного тока | 684 |
7.5.5. Осциллограф | 685 |
7.5.6. Щупы осциллографа | 688 |
7.5.7. Генератор сигналов общего назначения | 695 |
7.5.8. Частотомер | 696 |
7.5.9. Компьютер | 697 |
7.5.10. Прочая контрольно-измерительная аппаратура | 697 |
7.5.11. Многофункциональные инструменты на основе ПК | 698 |
7.5.12. Развязывающие трансформаторы | 700 |
7.5.13. Регулируемые трансформаторы | 702 |
7.5.14. Подстановочные магазины | 704 |
7.5.15. Кабели, разъемы и адаптеры для тестового оборудования | 706 |
7.5.16. Оборудование для пайки | 707 |
7.5.17. Макетные платы | 711 |
7.5.18. Ручные инструменты | 713 |
7.5.19. Провода, кабели, крепеж и химикаты | 714 |
7.5.20. Каталоги электронных деталей | 717 |
7.5.21. Рекомендуемые электронные детали | 719 |
7.5.22. САПР для электроники | 722 |
7.5.23. Как самому сделать рабочий стол | 724 |
Глава 8. Операционные усилители |
729 |
8.1. Водяная аналогия операционного усилителя | 731 |
8.2. Принцип работы операционного усилителя | 732 |
8.3. Теория в основе работы операционных усилителей | 732 |
8.4. Отрицательная обратная связь | 735 |
8.5. Положительная обратная связь | 741 |
8.6. Реальные операционные усилители | 743 |
8.7. Характеристики операционных усилителей | 747 |
8.8. Питание операционных усилителей | 749 |
8.9. Практические замечания | 750 |
8.10. Корректировка смещения напряжения и тока | 751 |
8.11. Частотная коррекция | 752 |
8.12. Компараторы | 753 |
8.13. Компараторы с гистерезисом | 754 |
8.13.1. Инвертирующий компаратор с гистерезисом | 755 |
8.13.2. Неинвертирующий компаратор с гистерезисом | 756 |
8.14. Использование компараторов с однополярным питанием | 758 |
8.15. Двухпороговый компаратор | 759 |
8.16. Индикатор уровня напряжения | 759 |
8.17. Измерительные усилители | 760 |
8.18. Другие применения компараторов | 761 |
Глава 9. Фильтры |
769 |
9.1. Что нужно знать, прежде чем приступать к разработке фильтров? | 770 |
9.2. Основные типы фильтров | 772 |
9.3. Разработка пассивных низкочастотных фильтров | 773 |
9.4. Замечание по типам фильтров | 777 |
9.5. Разработка пассивных высокочастотных фильтров | 778 |
9.6. Разработка пассивных полосовых фильтров | 780 |
9.6.1. Широкополосные полосовые фильтры | 780 |
9.6.2. Узкополосные полосовые фильтры | 781 |
9.7. Разработка пассивного режекторного фильтра | 784 |
9.8. Разработка активных фильтров | 786 |
9.8.1. Активный низкочастотный фильтр | 787 |
9.8.2. Активный высокочастотный фильтр | 789 |
9.8.3. Активные полосовые фильтры | 790 |
9.8.4. Активные режекторные фильтры | 793 |
9.9. Микросхемы фильтров | 795 |
Глава 10. Генераторы колебаний и таймеры |
797 |
10.1. Релаксационные RC-генераторы | 798 |
10.2. Таймерная микросхема 555 | 802 |
10.2.1. Принцип работы микросхемы 555 (автоколебательный режим) | 802 |
10.2.2. Базовый автоколебательный режим | 804 |
10.2.3. Работа микросхемы 555 в моностабильном режиме | 806 |
10.2.4. Базовый моностабильный режим | 807 |
10.2.5. Несколько важных замечаний о таймере 555 | 807 |
10.2.6. Простые приложения с таймером 555 | 809 |
10.3. Управляемые напряжением генераторы колебаний | 810 |
10.4. Генератор с мостом Вина и генератор с двойным Т-образным мостом | 811 |
10.5. Синусоидальные LC-генераторы | 812 |
10.6. Кварцевые генераторы | 816 |
10.7. Генераторы на микроконтроллере | 819 |
Глава 11. Стабилизаторы напряжения иисточники питания |
821 |
11.1. Микросхемы стабилизаторов напряжения | 823 |
11.1.2. Микросхемы регулируемых стабилизаторов напряжения | 824 |
11.1.3. Характеристики стабилизаторов напряжения | 825 |
11.2. Краткий обзор применения стабилизаторов напряжения | 826 |
11.3. Трансформатор | 827 |
11.4. Типы выпрямителей | 827 |
11.5. Несколько простых источников питания | 828 |
11.6. Подавление пульсаций | 832 |
11.7. Прочие аспекты источников питания | 834 |
11.8. Импульсные стабилизаторы источников питания | 836 |
11.9. Импульсные источники питания | 840 |
11.10. Типы коммерческих источников питания | 841 |
11.11. Конструкция источника питания | 842 |
Глава 12. Цифровая электроника |
845 |
12.1. Основы цифровой электроники | 845 |
12.1.1. Цифровые логические состояния | 846 |
12.1.2. Системы счисления, используемые в цифровой электронике | 846 |
12.1.3. Тактирование, параллельная и последовательная передачи данных | 854 |
12.2. Логические элементы | 855 |
12.2.1. Логические элементы с несколькими входами | 857 |
12.2.2. Микросхемы цифровых логических элементов | 858 |
12.2.3. Приложения для одного логического элемента | 859 |
12.2.4. Комбинационная логика | 861 |
12.2.5. Упрощение логических схем (карты Карно) | 868 |
12.3. Комбинационные устройства | 871 |
12.3.1. Мультиплексоры (селекторы данных) идвунаправленные переключатели | 872 |
12.3.2. Демультиплексоры (распределители данных) идешифраторы | 874 |
12.3.3. Шифраторы и кодопреобразователи | 877 |
12.3.4. Двоичные сумматоры | 881 |
12.3.5. Двоичный сумматор-вычитатель | 882 |
12.3.6. Компараторы и микросхемы компараторов величин | 883 |
12.3.7. О прекращении использования специализированных микросхем и тенденции киспользованию микроконтроллеров | 884 |
12.4. Семейства логических микросхем | 885 |
12.4.1. Микросхемы семейства КМОП | 886 |
12.4.2. Входные-выходные напряжения и запас помехоустойчивости | 887 |
12.4.3. Рабочий ток, нагрузочная способность по выходу изадержка распространения | 888 |
12.5. Питание и тестирование логических микросхем | 888 |
12.5.1. Развязка источника питания | 889 |
12.5.2. Неиспользуемые выводы микросхем | 889 |
12.5.3. Логические пробники и генераторы импульсов | 890 |
12.6. Последовательностная логика | 891 |
12.6.1. SR-триггер | 892 |
12.6.2. Микросхемы SR-триггеров | 897 |
12.6.3. D-триггер | 898 |
12.6.4. Микросхемы из четырех и восьми D-триггеров | 901 |
12.6.5. JK-триггер | 902 |
12.6.6. Практические аспекты синхронизации триггеров | 908 |
12.6.7. Цифровые генераторы сигнала тактирования игенераторы одиночных импульсов | 910 |
12.6.8. Схемы для выполнения автоматического сброса при подаче питания | 915 |
12.6.9. Повышающие и понижающие резисторы | 917 |
12.7. Микросхемы счетчиков | 918 |
12.7.1. Микросхемы асинхронных (со сквозным переносом) счетчиков | 919 |
12.7.2. Микросхемы синхронных счетчиков | 921 |
12.7.3. Замечание по счетчикам с дисплеями | 928 |
12.8. Сдвиговые регистры | 929 |
12.8.1. Сдвиговые регистры с последовательным вводом ипоследовательным выводом | 930 |
12.8.2. Сдвиговые регистры с последовательным вводом ипараллельным выводом | 930 |
12.8.3. Сдвиговые регистры с параллельным вводом ипоследовательным выводом | 931 |
12.8.4. Кольцевой счетчик | 932 |
12.8.5. Счетчик Джонсона | 932 |
12.8.6. Микросхемы сдвиговых регистров | 933 |
12.8.7. Простые приложения с использованием сдвигового регистра | 938 |
12.9. Аналого-цифровой интерфейс | 941 |
12.9.1. Активирование простых логических откликов аналоговыми сигналами | 941 |
12.9.2. Управление внешней нагрузкой посредством выхода логического устройства | 943 |
12.9.3. Аналоговые переключатели | 945 |
12.9.4. Аналоговые мультиплексоры-демультиплексоры | 946 |
12.9.5. Аналого-цифровые и цифроаналоговые преобразования | 947 |
12.9.6. Аналого-цифровое преобразование | 955 |
12.10. Дисплеи | 958 |
12.10.1. Светодиодные индикаторы | 958 |
12.10.2. Жидкокристаллические дисплеи | 963 |
12.11. Устройства хранения данных | 976 |
12.11.1. Постоянные запоминающие устройства | 977 |
12.11.2. Простое ПЗУ на диодах | 978 |
12.11.3. Размер и организация памяти | 979 |
12.11.4. Простое программируемое ПЗУ | 979 |
12.11.5. Устройства постоянной памяти | 980 |
12.11.6. Устройства оперативной памяти | 984 |
Глава 13. Микроконтроллеры |
993 |
13.1. Базовая организация микроконтроллера | 994 |
13.2. Примеры микроконтроллеров | 995 |
13.2.1. Микроконтроллер ATtiny85 | 995 |
13.2.2. Микроконтроллеры семейства PIC16Cxх | 1000 |
13.2.3. 32-разрядные микроконтроллеры | 1015 |
13.2.4. Цифровая обработка сигналов | 1015 |
13.3. Демонстрационные и макетные платы | 1016 |
13.4. Платформа Arduino | 1017 |
13.4.1. Обзор платформы Arduino | 1017 |
13.4.2. Интегрированная среда разработки Arduino | 1018 |
13.4.3. Модели плат Arduino | 1019 |
13.4.4. Шилды | 1020 |
13.4.5. Библиотека на языке С для платформы Arduino | 1021 |
13.4.6. Пример проекта Arduino | 1024 |
13.4.7. Использование только самого микроконтроллера | 1026 |
13.5. Сопряжение внешних устройств с микроконтроллерами | 1027 |
13.5.1. Подключение переключателей к микроконтроллеру | 1028 |
13.5.2. Аналоговые вводы | 1032 |
13.5.3. Управление мощными нагрузками на цифровых выходах | 1033 |
13.5.4. Аудиоинтерфейсы для микроконтроллера | 1038 |
13.5.5. Последовательные интерфейсы микроконтроллеров | 1040 |
13.5.6. Преобразование уровней | 1047 |
13.5.7. Интерфейсы светодиодных индикаторов | 1048 |
Глава 14. Программируемые логические схемы |
1053 |
14.1. Программируемые логические схемы | 1054 |
14.2. Устройства FPGA | 1055 |
14.3. Средство разработки ISE и плата разработчика Elbert V2 | 1057 |
14.3.1. Установка программы ISE | 1057 |
14.4. Плата разработчика Elbert V2 | 1058 |
14.4.1. Установка программного обеспечения платы Elbert V2 | 1059 |
14.5. Загрузка кода примеров | 1060 |
14.6. Создание логической схемы устройства на микросхеме FPGA | 1060 |
14.6.1. Пример 1: селектор данных | 1060 |
14.6.2. Пример 2: четырехразрядный счетчик со сквозным переносом | 1070 |
14.7. Язык Verilog | 1072 |
14.7.1. Модули | 1072 |
14.7.2. Провода, регистры и шины | 1072 |
14.7.3. Параллельное исполнение | 1073 |
14.7.4. Представление чисел | 1073 |
14.8. Описания разработки устройства на FPGA на языке Verilog | 1073 |
14.8.1. Реализация селектора данных на языке Verilog | 1073 |
14.8.2. Создание счетчика со сквозным переносом спомощью языка Verilog | 1076 |
14.9. Модульная конструкция | 1078 |
14.9.1. Модульная конструкция на примере разработки счетчика-дешифратора | 1078 |
14.9.2. Мультиплексированный семисегментный счетчик-дешифратор | 1082 |
14.9.3. Параметризованные модули | 1085 |
14.10. Эмуляция | 1086 |
14.11. Язык VHDL | 1088 |
Глава 15. Электрические двигатели |
1089 |
15.1. Электрические двигатели постоянного тока | 1089 |
15.2. Управление скоростью электродвигателей постоянного тока | 1090 |
15.3. Направление вращения электродвигателя постоянного тока | 1092 |
15.4. Дистанционно управляемые сервоприводы | 1094 |
15.5. Шаговые двигатели | 1097 |
15.6. Типы шаговых двигателей | 1098 |
15.7. Управление шаговыми двигателями | 1100 |
15.8. Управление драйверами шагового двигателя с помощью транслятора | 1102 |
15.9. Идентификация шаговых двигателей | 1105 |
Глава 16. Аудиоэлектроника |
1107 |
16.1. Звук и его характеристики | 1107 |
16.2. Микрофоны | 1109 |
16.2.1. Динамический микрофон | 1109 |
16.2.2. Конденсаторный микрофон | 1110 |
16.2.3. Электретный микрофон | 1110 |
16.2.4. Характеристики микрофонов | 1111 |
16.3. Аудиоусилители | 1111 |
16.3.1. Инвертирующий усилитель | 1111 |
16.3.2. Неинвертирующий усилитель | 1112 |
16.3.3. Цифровые усилители | 1113 |
16.3.4. Снижение уровня фона в аудиоусилителях | 1114 |
16.4. Предусилители | 1115 |
16.5. Схемы микшеров | 1115 |
16.6. Согласование импедансов | 1116 |
16.7. Громкоговорители | 1116 |
16.8. Разделительные фильтры для громкоговорителей | 1118 |
16.9. Простые микросхемы аудиоусилителей | 1120 |
16.10. Устройства для генерирования аудиосигналов | 1121 |
16.11. Примеры схем разнообразных аудиоустройств | 1121 |
Глава 17. Электронные модули |
1125 |
17.1. Специализированные микросхемы | 1125 |
17.2. Платы расширения и подключаемые модули | 1126 |
17.2.1. Радиомодули | 1128 |
17.2.2. Аудиомодули | 1130 |
17.3. Модульные прототипы | 1130 |
17.4. Открытое аппаратное обеспечение | 1132 |
Приложение 1. Распределение электроэнергии и домашняя электропроводка | 1135 |
П1.1. Распределение электроэнергии | 1135 |
П1.2. Принцип работы трехфазного электроснабжения | 1136 |
П1.3. Домашняя электропроводка | 1138 |
П1.4. Электричество в других странах | 1140 |
Приложение 2. Анализ погрешностей | 1143 |
П2.1. Абсолютная, относительная и процентная погрешности | 1143 |
П2.2. Оценка погрешности | 1144 |
Приложение 3. Полезные факты и формулы | 1147 |
П3.1. Греческий алфавит | 1147 |
П3.2. Префиксы степеней числа 10 для единиц измерения | 1147 |
П3.3. Линейные функции (y = kx + b) | 1147 |
П3.4. Квадратное уравнение (y = ax2 + bx + c) | 1148 |
П3.5. Показательные и логарифмические функции | 1148 |
П3.6. Тригонометрия | 1149 |
Функции синуса и косинуса | 1149 |
П3.7. Комплексные числа | 1150 |
П3.8. Дифференциальное исчисление | 1150 |
П3.9. Интегральное исчисление | 1152 |
Предметный указатель | 1155 |
------------------
ИРМ2463:2350
Рекомендуем приобрести: |
Практическая энциклопедия Arduino / 2-е издание / Петин В.А., Биняковский А.А. |
Купившие этот товар также заказали: |