All posts by DI HALT

AVR. Учебный курс. Операционная система. Пример.

Отлично, с теорией работы ОС ознакомил. Устанавливать научил, осталось научить использовать весь этот конвеерно таймерный шухер. Чем я сейчас и займусь. Сразу берем быка за рога и формулируем учебно-боевую программу.
Тестовое задание:
Пусть у нас будет ATMega8, с несколькими кнопками. АЦП и подключеним к компу через UART. На меге будет три светодиода.

  • Девайс должен при включении начинать мигать зеленым диодом, мол работаю.
  • При этом раз в секунду сканировать показания АЦП и если показания ниже порога — Моргать красным диодом.
  • По сигналу с UARТ с целью защиты от ошибок сделать по байту ‘R’ установку флага готовности, а потом, в течении 10ms если не придет байт ‘A’ сбросить флаг готовности и игнорировать все входящие байты кроме ‘R’. Если ‘A’ придет в течении 10мс после ‘R’, то отправить в UART ответ и зажечь белый диод на 1 секунду.

Вот так вот, не сильно сложно. Но мне просто лень делать что либо сложней, а для тестовой задачи сгодится. (далее…)

Read More »

AVR. Учебный курс. Операционная система. Установка

Ядро у нас есть, теперь осталось это все хозяйство запихать на МК. Для этого всего лишь надо рассовать нужные части кода в исходник. Показывать буду на примере ATmega8. Для других МК разница минимальная. Может быть с таймером что нибудь помудрить придется, но не более того.
Например, недавно, вкорячивал ту же схему на ATmega168, так пришлось подправить иницилизацию таймера — регистры там зовутся по другому. Пришлось изменить макрос OUTI — так как многие привычные уже регистры перестали загружаться через комадну OUT — выпали из диапазона, только через LDS/STS ну и, собственно, все хлопоты. Потратил минут 20 на переименование регистров и заработало.
(далее…)

Read More »

AVR. Учебный курс. Операционная система. Таймерная служба

Третья часть марлезонского балета описалова самопальной операционной системы для AVR.

Итак, у нас есть очередь задач и общая логика работы системы. Но одной очереди задач с диспетчером мало. Нужно распределять задачи по времени, задавать интервалы, запускать отложенные задачи. Всем этим будет заниматься служба таймеров.

В чем ее суть ее работы:
Время разбивается на интервалы, скажем, по 1мс. Такой выдержки хватает для большинства задач. Также у нас должна быть очередь программных таймеров, размещенных в ОЗУ. На каждый таймер отводится три байта:
Первый — идентификатор задачи. Два других — выдержка в миллисекундах.

Два байта позволяют организовать выдержку в 65.5 секунд. Конечно, можно сделать и больше, если отвести на временную выдержку три или даже четыре байта, но такие большие временные интервалы пригождаются редко, поэтому проще перехватиться через дополнительную переменную для конкретной задачи, а не нагружать таймерную службу обсчетом дополнительных байт.

Один из свободных аппаратных таймеров программируем на то, чтобы он генерировал прерывание каждые 0.001с

О работе аппаратных таймеров написано в разделе про программирование встроенной периферии. Пока можешь не заморачиваться. Суть лишь в том, что настроенный таймер тикает независимо от главной программы и в заданное время выдает прерывание.

По прерыванию мы берем из очереди таймеров первый байт и сравниваем его с 0xFF, за 0xFF принято неактивное состояние. Если же там не 0xFF, то значит это идентификатор задачи, а таймер активен. Поэтому берем третий байт, декрементируем его, если он стал равен нулю декрементируем второй байт и если оба байта не стали равны нулю переходим к проверке следующего байта. В случае если время истекло, то идентификатор задачи пихается в очередь задач на исполнение. (далее…)

Read More »

AVR. Учебный курс. Операционная система. Диспетчер задач.

В прошлой части возник вопрос организации программы по задачам. Чтобы можно было разбить программу на кучу независимых частей и не заморачиваться на тот счет, что где то у нас будет затык.
Затык, конечно может быть, это все же не вытесняющая многозадачность с защищенным режимом, но разрулить все будет гораздо проще.

Общая диаграмма работы ОС

Что из себя представляет задача
Это практически то же самое, что и процедура, вызываемая командой RCALL с тремя отличиями:

  • Вызывается она не мгновенно, а в порядке очереди.
  • Вызов задачи идет не по ее адресу, а по ее порядковому номеру в таблице переходов.
  • Возврат из нее идет не в то же место откуда вызывали, а в цикл диспетчера задач.

Сама задача представляет собой обычную процедуру, записанную без каких либо замудреностей.
(далее…)

Read More »

AVR. Учебный курс. Операционная система. Введение.

Рано или поздно наступает момент когда сложность алгоритма становится такой, что дальнейшее развитие и усложнение программы превращается в нетривиальную задачу. Очень легко запутаться и тяжело отлаживать эту портянку. Многие бегут от этих сложностей в языки высокого уровня, впрочем это не особо спасает — разница минимальна на самом деле и проще не становится.
Самое верное решение в данном случае — внедрение в проект операционной системы. Которая бы предоставляла API для решения задач, а также обеспечивала порядок работы всей системы.

В результате было написано микроядро. Камрад Serg2x2 подглядел концепцию в прошивке сотового телефона Motorola и портировал на микроконтроллер АТ89С2051, после ее перенесли на AVR, а я привел все в библиотечный и структурированный вид, обвязал все удобными макросами, а также подробно описал и задокументировал. Так что теперь интеграция ядра операционки в проект под микроконтроллер AVR занимает буквально пару минут работы Copy-Paste.

Ядро обеспечивает очередь задач (пока без приоритетов, но это в планах) и службу таймеров. Многозадачность кооперативная, что накладывает соответствующие ограничения на стиль написания. Фактически, каждую процедуру мы пишем как прерывание, максимально коротко и быстро, все задержки вешая на службу таймеров.

Параметры и системные требования микроядра:

  • Занимаемый обьем в Flash — 500 байт, при желании можно ужать до 400 байт, выкинув ненужные функции.
  • Рекомендуемый объем RAM — не менее 20 байт+стек, впрочем, можно еще ужать если нагрузка небольшая.
  • Крайне желательная поддержка команд STS и LDS, можно и без них, но неудобно. Впрочем, макросы решают.

(далее…)

Read More »

AVR. Учебный курс. Скелет программы

При написании прошивки надо очень внимательно подходить к процессу организации архитектуры будущей программы. Программа должна быть быстрой, не допускать задержек главного цикла и легко расширяться. Оптимально использовать аппаратные ресурсы и стараться выжать максимум возможного из имеющихся ресурсов.

Вообще, архитектура программ это отдельная тема и ближе к концу курса, в его Сишной части я подробней рассказываю о разных типах организации прошивки. Можешь забежать вперед и поглядеть, что да как.

В ассемблерной же части, я расскажу о одном из самых простых вариантов — флаговом автомате, а позже, когда ты уже будешь вовсю ориентироваться в моем коде, дам пример на основе конвейерного диспетчера, с подробным описанием его работы.

Суперцикл
Все программы на микроконтроллерах обычно зацикленные. Т.е. у нас есть какой то главный цикл, который вращается непрерывно.

Структура же программы при этом следующая:

  • Макросы и макроопредения
  • Сегмент ОЗУ
  • Точка входа — ORG 0000
  • Таблица векторов — и вектора, ведущие в секцию обработчиков прерываний
  • Обработчики прерываний — тела обработчиков, возврат отсюда только по RETI
  • Инициализация памяти — а вот уже отсюда начинается активная часть программы
  • Инициализация стека
  • Инициализация внутренней периферии — программирование и запуск в работу всяких таймеров, интерфейсов, выставление портов ввода-вывода в нужные уровни. Разрешение прерываний.
  • Инициализация внешней периферии — инициализация дисплеев, внешней памяти, разных аппаратных примочек, что подключены к микроконтроллеру извне.
  • Запуск фоновых процессов — процессы работающие непрерывно, вне зависимости от условий. Такие как сканирование клавиатуры, обновление экрана и так далее.
  • Главный цикл — тут уже идет вся управляющая логика программы.
  • Сегмент ЕЕПРОМ

(далее…)

Read More »

AVR. Учебный курс. Стартовая инициализация

Инициализация памяти
Мало кто подозревает о том, что при включении в оперативке далеко не всегда все байты равны 0xFF. Они могут, но не обязаны. Равно как и регистры РОН не всегда равны нулю при запуске. Обычно да, все обнулено, но я несколько раз сталкивался со случаями когда после перезапуска и/или включения-выключения питания, микроконтроллер начинал творить не пойми что. Особнно часто возникает когда питание выключаешь, а потом, спустя некоторое время, пара минут, не больше, включаешь. А всему виной остаточные значения в регистрах.

Итак, возьмите себе за правило после каждого включения, в разделе инициализации, еще даже до инициализации стека, делать зануление памяти и очистку всех регистров. Разумеется делается это все в цикле. Вот примерный вариант кода:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
RAM_Flush:	LDI	ZL,Low(SRAM_START)	; Адрес начала ОЗУ в индекс
		LDI	ZH,High(SRAM_START)
		CLR	R16			; Очищаем R16
Flush:		ST 	Z+,R16			; Сохраняем 0 в ячейку памяти
		CPI	ZH,High(RAMEND+1)	; Достигли конца оперативки?
		BRNE	Flush			; Нет? Крутимся дальше!
 
		CPI	ZL,Low(RAMEND+1)	; А младший байт достиг конца?
		BRNE	Flush
 
		CLR	ZL			; Очищаем индекс
		CLR	ZH

Поскольку адрес оперативки у нас двубайтный, то мы вначале смотрим, чтобы старший байт совпал с концом, а потом добиваем оставшиеся 255 байт в младшем байте адреса.
Далее убиваем все регистры от первого до последнего. Все, контроллер готов к работе.

1
2
3
4
5
		LDI	ZL, 30		; Адрес самого старшего регистра	
		CLR	ZH		; А тут у нас будет ноль
		DEC	ZL		; Уменьшая адрес
		ST	Z, ZH		; Записываем в регистр 0
		BRNE	PC-2		; Пока не перебрали все не успокоились

За процедурку зануления регистров спасибо Testicq

Либо значения сразу же инициализируются нужными величинами. Но, обычно, я от нуля всегда пляшу. Поэтому зануляю все.

З.Ы.
Кстати, о оперативке. Нашел я недавно планку оперативной памяти на 1килобайт, древнюю как говно мамонта, еще на ферромагнитных кольцах.

Read More »

AVR. Учебный Курс. Типовые конструкции

При написании программ постоянно приходится использовать разные стандартные конструкции вроде циклов, операторов выбора, перехода, сравнения. Всякие там if-then-else или case-switch. В высокоуровневых языках это все уже готово, а на ассемблере приходится изобретать каждый раз заново.
Впрочем, такие вещи пишутся один раз, а дальше просто по наезженной тропинке применяются везде, где потребуется. Заодно и оптимизируются по ходу процесса.

▌Условие if-then-else
Тут проще всего методом последовательной проверки проложить маршрут до нужного блока кода. Приведу пример:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
if (А>=B)
 	{
	action_a
	}
else 
	{
	action_b
	}
next_action

Как это проще всего сделать на ассемблере?
(далее…)

Read More »

AVR. Учебный курс. Ветвления на индексных переходах

Таблицы переходов
Вот представь, что нам надо сделать мега CASE, когда на вход валится число от 1 до 100 и нам надо сто вариантов действий.

Как будешь делать? Если лепить сто штук CPI с последующими переходами, то можно дальше убиться головой об стену. У тебя только эти CPI/BR** сожрут половину памяти кристалла. Учитывая, что каждая CPI это два байта, а каждый BR** еще байт. А о том сколько тактов эта шняга будет выполняться я даже не упоминаю.

Делается это все круче. Помнишь я тебе рассказывал в прошлых уроках о таких командах как ICALL и IJMP. Нет, это не новомодная яблочная истерия, а индексный переход. Прикол в том, что переход (или вызов подпрограммы, не важно) осуществляется тут не по метке, а по адресу в регистре Z (о том что Z это пара R30:R31 я пожалуй больше напоминать не буду, пора бы запомнить).
(далее…)

Read More »

AVR. Учебный курс. Флаги и условные переходы

Есть в AVR (да и, пожалуй, во всех остальных процессорах) особый регистр SREG. О нем я несколько раз упоминал в прошлых статьях, но не вдавался в подробности. Чтож, пришло время рассказать, что же это же SREG такой и зачем он нужен.

SREG это регистр состояния ядра. Он так называется Status Register. В этом регистре находится независимых битов — флажков. Которые могут быть либо 1 либо 0, в зависимости от выполненных в прошлом операций.

И вот по тому какие флаги стоят, можно понять что произошло с процессором и что нам дальше делать.

Например, если флаг Z (Zero) выставлен в 1, значит в ходе вычисления предыдущей математической операции в результате образовался ноль.

А если выставлен флаг С (Carry — заем, перенос), то мы из меньшего числа отняли большее, или же прибавили такое число, что результат стал больше 255.

А теперь подробней по каждому флагу.
(далее…)

Read More »

AVR. Учебный курс. Подпрограммы и прерывания

Подпрограммы
Когда один и тот же участок кода часто повторяется, то разумно как то его вынести и использовать многократно. Это дает просто колоссальный выйгрыш по обьему кода и удобству программирования.

Вот, например, кусок кода, передающий в регистр UDR байты с некоторой выдержкой, выдержка делается за счет вращения бесконечного цикла:

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
	.CSEG
	LDI R16,Low(RAMEND)	; Инициализация стека
	OUT SPL,R16		; Обязательно!!!
 
	LDI R16,High(RAMEND)
	OUT SPH,R16
 
	.equ	Byte 	= 50
	.equ 	Delay 	= 20
 
	LDI	R16,Byte	; Загрузили значение
Start:	OUT	UDR,R16		; Выдали его в порт
 
	LDI	R17,Delay	; Загрузили длительность задержки
M1:	DEC	R17		; Уменьшили на 1
	NOP			; Пустая операция
	BRNE	M1		; Длительность не равна 0? Переход если не 0
 
	OUT	UDR,R16		; Выдали значение в порт
 
	LDI	R17,Delay	; Аналогично
M2:	DEC	R17
	NOP
	BRNE	M2
 
	OUT	UDR,R16
 
	LDI	R17,Delay
M3:	DEC	R17
	NOP
	BRNE	M3
 
	RJMP	Start		; Зациклим программу

Сразу напрашивается повторяющийся участок кода вынести за скобки.

1
2
3
4
	LDI	R17,Delay
M2:	DEC	R17
	NOP
	BRNE	M2

Для этих целей есть группа команд перехода к подпрограмме CALL (ICALL, RCALL, CALL)
И команда возврата из подпрограммы RET
(далее…)

Read More »

AVR. Учебный Курс. Работа с памятью

Так, с работой ядра на предмет переходов и адресации разобрались. Пора обратить свой взор в другую область — память.

Ее тут два вида (EEPROM не в счет т.к. она вообщет переферия, а о ней потом):

  • RAM — оперативка
  • ROM — ПЗУ, она же flash, она же память программ

Так как архитектура у нас Гарвардская, то у оперативы своя адресация, а у флеша своя. В даташите можно увидеть структуру адресации ОЗУ.

Сразу обратите внимание на адреса! РОН и регистры периферии, а также ОЗУ находятся в одном адресном пространстве. Т.е. адреса с 0000 по 001F занимают наши регистры, дальше вплоть до адреса 005F идут ячейки ввода-вывода — порты. Через порты происходит конфигурирование всего, что есть на борту контроллера. И только потом, с адреса 0060 идет наше ОЗУ, которое мы можем использовать по назначению.

Причем обратите внимание, что у регистров I/O есть еще своя адресация — адресное пространство регистров ввода-вывода (от 00 до 3F), она указана на левой части рисунка. Блок IO/Register Эта адресация работает ТОЛЬКО в командах OUT и IN Из этого вытекает интересная особенность.
(далее…)

Read More »

AVR. Учебный курс. Простейшая программа.

Итак, прежде чем что то делать надо понять как вообще выполняется программа в контроллере, как работает ядро процессора. Для этого нам хватит AVR Studio и его эмулятора. Не очень интересно, может даже занудно, но если этот шаг пропустить, то дальнейшие действия будут как бег в темноте.

Поскольку в демоплате Pinboard используется процессор ATmega16, то рассматривать мы будем именно его. Впрочем, как я уже говорил, для других контроллеров AVR это также будет справедливо. Отличия, конечно, есть, но они не существенные.

Запускаем AVR Studio (далее просто студия) и в выскочившем мастере сразу же создаем проект:

Откроется окно:

Увеличить

Оно может выглядеть чуток не так. Дело в том, что интерфейс студии очень легко конфигурируется и перекраивается под себя. Так что можно перетащить панели как нам удобно. Что я и сделал.

Систему команд хорошо бы распечатать себе на листочке. Их там всего около 130, кратким списком (тип команды, что делает и какие операнды) занимает пару листов формата А4. Учить не надо, прочитать раз на десять, чтобы помнить знать что у нас есть. Даже я периодически подглядываю в систему команд, хотя пишу на ассемблере уже много лет.
Я же команды которые буду использовать буду описывать по мере появления.
(далее…)

Read More »

AVR. Учебный курс. Макроассемблер

Перед изучением системы команд микроконтроллера надо бы разобраться в инструментарии. Плох тот плотник который не знает свой топор. Основным инструментом у нас будет компилятор. У компилятора есть свой язык — макроассемблер, с помощью которого жизнь программиста упрощается в разы. Ведь гораздо проще писать и оперировать в голове командами типа MOV Counter,Default_Count вместо MOV R17,R16 и помнить что у нас R17 значит Counter, а R16 это Default_Count. Все подстановки с человеческого языка на машинный, а также многое другое делается средствами препроцессора компилятора. Его мы сейчас и рассмотрим.
(далее…)

Read More »

AVR Studio ликбез

Установка.
Сначала надо с сайта atmel.com скачать последнюю версию AVR Studio. Весит она что то около 30 метров. Можно и старые релизы использовать, не преступно, но там может не оказаться новых микроконтроллеров. AVR Studio, как и многие буржуйские программы, крайне хреново понимает русские имена и длинные пути. Поэтому ставь ее по максимально простому пути, что то вроде C:\AVR\ А сами проекты тоже держи как можно ближе к корню, У меня, например, это D:\Work\AVR — никаких имен длинней 8 символов и, конечно же, никаких русских символов. Привет родимый DOS, как говорится.

Да, если планируешь (если не планируешь, то все равно скачай и поставь, не помешает) писать на Си, то рекомендую скачать GCC aka WinAVR и установить ее ДО студии, туда же, поближе к корню. Тогда студия подхватит ее в качестве своего плагина. Если поставить после, то тоже, может быть подхватит, но возможны проблемы.
(далее…)

Read More »

AVR. Учебный курс. Архитектура.

Итак, камрад, прежде чем ты начнешь работать с контроллером, то неплохо бы тебе узнать что у него внутри.
Поэтому дам тебе краткий ликбез по архитектуре контроллера AVR.

Основой любого микроконтроллера является вычислительное ядро. Во всех моделях AVR оно практически одинаковое и это большой плюс. Именно единство архитектуры обеспечивает легкую переносимость кода.

Итак, что же у нас в основе микроконтроллера, взгляни на диаграмму:

Ядро состоит, в первую очередь, из памяти программ (Flash Programm Memory) и Арифметико-логического устройства (ALU), блока управления (на диаграмме не показан) и программного счетчик (Program Counter). Также есть тактовый генератор, задающий импульсы относительно которых работают блоки микроконтроллера. Тактовый генератор можно сравнить с маятником и собачкой в будильнике: маятник туда сюда, собачка тикает по одному зубчику — шестеренки крутятся. Встала собачка — встал весь будильник.

При старте микроконтроллера значение программного счетчика равно 0000 — это адрес первой команды в нашей flash ROM. Микроконтроллер хватает оттуда два байта (код команды и ее аргументы) и отдает на выполнение в декодер команд (Instruction Decoder).

А дальнейшая судьба зависит от команды. Если это просто команда работы с какими-либо действиями, то они будут выполнены, а на следующем такте значение программного счетчика будет увеличено и из следующей пары ячеек памяти будут взяты еще два байта команды и также отправлены на выполнение.
(далее…)

Read More »

C vs Assembler

Если ты впервые столкнулся с микроконтроллерами, то наверняка у тебя стал выбор на чем писать.

На Си или на Ассемблере. Выбор не прост, не зря программисты однокристальщики раскололись на два непримиримых лагеря. Одни с пеной у рта доказывают, что те кто пишут на Си лохи изнеженные, а настоящий брутальный кодер должен воспринимать только ассемблер. Другие же, усераясь, доказывают, что на ассемблере разве что лампочками помигать можно, а какой либо серьезный проект делать на низком уровне невозможно.

Но, истинна, как всегда, находится посредине. Каждый уважающий себя программер должен знать ассемблер, а вот писать должен на том, что более подходит под масштаб задачи. Особенно это касается микроконтроллеров. (далее…)

Read More »

AVR. Учебный Курс. Вводная. Что такое микроконтроллер.

Микроконтроллер это, можно сказать, маленький компьютер. Который имеет свой центральный процессор (регистры, блок управление и арифметическо-логическое устройство), память, а также разную периферию, вроде портов ввода вывода, таймеров, контроллеров прерываний, генераторов разных импульсов и даже аналоговых преобразователей. Всего не перечислишь. Как нельзя перечислить все применения микроконтроллеров.

Но, если сильно все упростить, то основной функцией микроконтроллера является «дрыганье ножками». Т.е. у него есть несколько выводов (от 6 до нескольких десятков в зависимости от модели) и на этих выводах он может выставить либо 1 (высокий уровень напряжения, например +5вольт), либо 0 (низкий уровень напряжения, около 0.1 вольта) в зависимости от программного алгоритма зашитого в его память. Также микроконтроллер может определять состояние сигнала на своих ножках (для этого они должны быть настроены на вход) — высокое там напряжение или низкое (ноль или единица). Современные микроконтроллеры также почти поголовно имеют на борту Аналогово Цифровой Преобразователь — это штука подобная вольтметру, позволяет не просто отследить 0 или 1 на входе, а полноценно замерить напряжение от 0 до опорного (обычно опорное равно напряжению питания) и представить его в виде числа от 0 до 1024 (или 255, в зависимости от разрядности АЦП)

Из него можно сделать и умный дом, и мозги для домашнего робота, систему интеллектуального управления аквариумом или просто красивое светодиодное табло с бегущим текстом. Среди электронных компонентов МК это один из самых универсальных устройств. Я, например, при разработке очередного устройства предпочитаю не заморачиваться на различного рода схемотехнические извраты, а подключить все входы и выходы к микроконтроллеру, а всю логику работы сделать программно. Резко экономит и время и деньги, а значит деньги в квадрате.

Микроконтроллеров существует очень и очень много. Практически каждая уважающая себя фирма по производству радиокомпонентов выпускает свой собственный контроллер. Однако и в этом многообразии есть порядок. МК делятся на семейства, все их я не перечислю, но опишу лишь самые основные восьмиразрядные семейства.
(далее…)

Read More »

Основы на пальцах. Часть 3

Диод
Так работает диод
Так работает диод

  Это такая хитрая фиговина, пропускающая ток только в одну сторону. Его можно сравнить с ниппелем. Применяется, например, в выпрямителях, когда из переменного тока делают постоянный. Или когда надо отделить обратное напряжение от прямого. Погляди в схему программатора (там где был пример с делителем). Видишь стоят диоды, как думаешь, зачем? А все просто. У микроконтроллера логические уровни это 0 и 5 вольт, а у СОМ порта единица это минус 12 вольт, а ноль плюс 12 вольт. Вот диод и отрезает этот минус 12, образуя 0 вольт. А поскольку у диода в прямом направлении проводимость не идеальная (она вообще зависит от приложенного прямого напряжения, чем оно больше, тем лучше диод проводит ток), то на его сопротивлении упадет примерно 0.5-0.7 вольта, остаток, будучи поделенным резисторами надвое, окажется примерно 5.5 вольт, что не выходит за пределы нормы контроллера.
Выводы диода называют анодом и катодом. Ток течет от анода к катоду. Запомнить где какой вывод очень просто: на условном обозначнеии стрелочка и палочка со стороны катода как бы рисуют букву К вот, смотри —К|—. К= Катод! А на детали катод обозначается полоской или точкой.

  Есть еще один интересный тип диода – стабилитрон. Его я юзал в одной из прошлых статей. Особенностью его является то, что в прямом направлении он работает как обычный диод, а вот в обратном его срывает на каком либо напряжении, например на 3.3 вольта. Подобно ограничительному клапану парового котла, открывающемуся при превышении давления и стравливающему излишки пара. Стабилитроны используют когда хотят получить напряжение заданной величины, вне зависимости от входных напряжений. Это может быть, например, опорная величина, относительно которой происходит сравнение входного сигнала. Им можно обрезать входящий сигнал до нужной величины или используют его как защиту. В своих схемах я часто ставлю на питание контроллера стабилитрон на 5.5 вольт, чтобы в случае чего, если напряжение резко скакнет, этот стабилитрон стравил через себя излишки. Также есть такой зверь как супрессор. Тот же стабилитрон, только куда более мощный и часто двунаправленный. Используется для защиты по питанию.

(далее…)

Read More »

Основы на пальцах. Часть 2

Резистор

Применение резистора
Применение резистора
  Он же сопротивление, на схеме выглядит белым узким прямоугольником (на буржуйских схемах часто обозначен угловатой пружинкой) – замечательная деталь! Отличается тем, что не делает вообще ничего. Тупо потребляет энергию и греется на этом. Основное предназначение в схеме это либо токоограничение, либо перераспределение напряжения.
  Непонятно? Сейчас поясню. Вот, например, светодиод. Ему для работы нужен мизерный ток, порядка 20 миллиампер, но вот беда – его сопротивление мало, поэтому если его воткнуть напрямую в 5 вольт, то через него ломанется ток в 400 миллиампер. От такой нагрузки бедняжка пожелтеет, позеленеет, а потом и вовсе загнется, источая вонь. Что делать? Правильно – поставить последовательно ему резистор, чтобы он ограничил ток, не пустив излишнюю мощу на хилый диодик. Даже если диод теперь тупо закоротить, то ток в цепи не превысит того, который разрешит резистор, исходя из закона Ома.
   Второе популярное применение это делители напряжения. Цель делителя — разделить входное напряжение пропорционально номиналам резисторов и подать часть этого напряжения в нужную точку схемы. Это часто приходится делать при согласовании между сигналами разных напряжений. Делитель представляет из себя два последовательно соединенных резистора. Один из которых подсоединен к точке нулевого потенциала (корпус), а второй к напряжению которое нужно поделить. Средняя точка между резисторам это выход нашего поделенного напряжения. Ток в последовательной цепи везде одинаков, а вот сопротивление разное, а значит напряжение (по закону Ома) разделится на резисторах пропорционально их сопротивлениям. Одинаковые резисторы – напряжение пополам, а если нет, то уже надо вычислять где как.

(далее…)

Read More »