Схемотехника *

Часть 1. Введение

Часть 2. Память и UART

Часть 3. Прерывания

Часть 4. Си и таймеры

Часть 5. DMA

Будем считать, что с архитектурой контроллера и системой команд RISC-V мы более-менее познакомились. То есть не будем их пугаться ни когда надо почитать выхлоп дизассемблера, ни когда надо самостоятельно что-то оптимизировать. Теперь пора наконец перейти к написанию более сложных программ, а значит, и к более компактному языку. Не то чтобы это было сложно делать на ассебмлере, но уж больно много букв.

Александр Кушнеров
10.01.2025

 Аннотация – Дизайн замкнутых комбинационных схем основан на законах поглощения конъюнкций и дизъюнкций. Если в такой схеме используется только один выход, то её транзисторная реализация будет избыточной, а граф этой реализации будет содержать ложные циклы. Значения на выходах комбинационной схемы, в том числе и замкнутой, можно считать правильными лишь через какое-то время, необходимое для завершения всех переходных процессов. В статье показано как дополнить замкнутую схему индикатором завершения переходных процессов, т.е. сделать её асинхронной.

1. Введение

Замыкание выхода комбинационной схемы на один или несколько её входов может дать новую комбинационную схему. Поскольку данные обрабатываются от входов к выходам, обратную связь можно представить как направленную петлю на графе. С другой стороны, графы, которые задают контактные мостиковые схемы, содержат не направленные петли (циклы). Именно из-за петель такие схемы часто являются минимальными. Преобразование графа мостиковой схемы в последовательно-параллельный соответствует схеме на логических элементах. Это преобразование размыкает все петли и называется декомпозиция в базисе И/ИЛИ. Мы будем рассматривать декомпозицию, которая даёт минимальное количество логических элементов. Чтобы корректно замкнуть полученные схемы нужно выполнить определённые условия. В качестве этих условий мы используем известную замкнутую схему.

В инженерной практике релейно-контактные мостиковые схемы начали использоваться по крайней мере со второй половины 1890-х годов [1]. Однако, привлечение булевой алгебры для их анализа и синтеза состоялось лишь во второй половине 1930-х годов [2]. Рассмотрим простейшую мостиковую схему из пяти замыкающих ключей (контактов), назовём её K5. Каждый ключ в этой схеме управляется своей переменной. Присвоить переменные можно например так, как показано в Табл. 1. Последовательное соединение ключей записывается как произведение переменных, а параллельное – как сумма. Таким образом, чтобы записать булеву функцию схемы в дизъюнктивной нормальной форме (ДНФ), нужно найти все возможные пути от входа к выходу.

Привет, Хабр! Это Антон Комаров, автор команды спецпроектов МТС Диджитал. Сегодня я расскажу об одной любопытной самоделке, которой пользуются радиолюбители для защиты трансиверов от скачков напряжения по линии 12 вольт. Ее называют Crowbar circuit: действует она точно как монтировка, брошенная на клеммы. Звучит, конечно, необычно, но работает!

Сегодня обсудим вторую книгу перевода третьего оригинального издания «Искусства схемотехники» от издательства «БИНОМ», которая недавно появилась в продаже на сайте издательства. Первую книгу мы обсудили в предыдущей статье.

Попал мне в руки вот такой интересный экземпляр – электронный музыкальный звонок «Соната-1» 1990 года выпуска.

Вид сзади

Для подключения имеется две пары клемм – на одну пару постоянно подается 220 В, к другой подключается кнопка дверного звонка. При нажатии на кнопку проигрывается короткая мелодия, которую можно выбрать переключателями сбоку – всего на выбор 8 мелодий.

Настенные газовые котлы в настоящее время довольно популярны. Они не только предназначены для отопления помещений, но и служат в качестве проточного водонагревателя. Электронная плата, как основной компонент, является самым дорогим элементом котла, поэтому в целях её защиты, как говорят, крайне рекомендуется подключать котёл через стабилизатор напряжения. У одного из моих знакомых летом произошёл перебой с сетевым напряжением, стабилизатора не было, и плата котла вышла из строя. Модель котла – «NEVALUX 8224» 2014 года выпуска (г. Армавир). В данной статье я в подробностях напишу, каким образом я диагностировал и ремонтировал плату.

Что делать, когда селедку под шубой уже доели, а за работу садиться еще рано?

Мы позаботилась о ваших планах на новогодние каникулы. Собрали семь инженерных дел, с которыми праздничные дни пройдут познавательно и продуктивно. Для удобного планирования подготовили чек-лист — скачивайте, переходите по ссылкам и выбирайте дело по душе.

Ничто так не поднимает настроение, как продолжительная анаэробная тренировка. Но здесь важно не переусердствовать. В нашем возрасте (50+) тренировка может как улучшить самочувствие, так и ухудшить его. Поэтому во время бега я всегда контролирую пульс.

В одной из предыдущих статей я предложил (в рамках коллективной внутриотраслевой терапии Проклятия знания) членам электротехнических хабов обменяться техническими вопросами. Сформулировать вопросы по своему узкому профилю и попробовать поотвечать на вопросы коллег.

Не всё из предложенного в той статье оказалось реализуемо, но, в общем, на мой субъективный взгляд, эксперимент оказался весьма любопытным :)

❯ Содержание:

• 1. Механическая защита
• 2. Последовательное включение диода
• 3. Параллельное подключение диода
• 4. Диодный мост
• 5. SBR — диоды
• 6. Релейная защита
• 7. Схема защиты на полевом транзисторе P-типа
• 8. Полевой транзистор N-типа с бустерной накачкой затвора
• 9. Биполярные транзисторы в качестве защиты от переполюсовки

Несмотря на постоянное увеличение скорости и пропускной способности интерфейсов передачи данных, до сих пор в некоторых областях промышленности востребованы интерфейсы, разработанные еще в 80-е годы XX века. Связано это прежде всего с тем, что к некоторым промышленные объекты и устройствам предъявляются требования по доступности и непрерывной работе в течение десятков лет после ввода в эксплуатацию.

Примерами таких шин являются: ISA (Industry Standard Architecture) и VME (Versa Module Eurocard).

Шина VME, стандартизированная в 1981 году, служит ярким примером востребованности технологий, разработанных в предыдущие годы. Основное назначение данной шины - использование в сложных системах, таких как промышленные контроллеры, системы обработки данных и встраиваемые решения. Шина VME по-прежнему используется в специализированных областях, таких как аэрокосмическая и оборонная промышленность, где требуется высокая надежность и производительность. VME дала основу для развития и появления новых современных стандартов последовательных шин, таких как VITA 46 (VPX) и VITA 65 (OpenVPX), параллельно оставаясь востребованной на рынке.

Вообще складывается впечатление, что данная плата живёт немного своей жизнью. В том плане, что некоторые, не мои решения, просто дают сбои на определённых параметрах испытательного стенда, хотя всё компилируется и проект собирается, (и я его под свои испытуемые решения не писал, как видно из кода - испытательный "стенд" будет работать с любыми аналогами) - мои работают и сбоев не давали пока (просто не вижу смысла увеличивать нагрузку на плату, если из испытуемых решений остаётся в работе только моё). Ну то ладно, запись не о том, а всё о том-же сумматоре двулинейном, но уже немного доработанном в том плане, что один XOR не нужен. Он там был с того времени, когда я разделил задачу на две - создать линию, работающую на перенос бита и, собственно, суммирующую. Мой сумматор "врос" в плату в переносном смысле слова - остальные перестали работать. Кому-то может показаться бредом, что остальные перестали работать в тестовой схеме, но это так, причём я не изменял их код вообще (только комментировал и раскомментировал их код, код проекта тут. Не уверен, что правильно понимаю работу осциллятора и что там за частота на выходе, поэтому приведу просто цифры, и собственно небольшое отступление почему мной так долго рассматривался полученный сумматор.

Часть 1. Введение

Часть 2. Память и UART

Часть 3. Прерывания

Часть 4. Си и таймеры

Часть 5. DMA

Как уже неоднократно говорилось, специфика микроконтроллеров заключается в их скорости реакции на внешние события и большом разнообразии подключаемой периферии, но при этом не слишком большой вычислительной мощности. Чтобы повысить скорость реакции, можно чаще проверять биты статуса, но это существенно усложнит написание программ и замедлит выполнение. А начиная с некоторого количества периферии, вообще наступит физический предел: на опрос всех битов уйдет больше времени, чем допустимо в устройстве. Чтобы это обойти, для проверки битов придумали использовать не программный код, а аппаратный модуль — контроллер прерываний. Его задача заключается в том, чтобы отловить факт возникновения события, удостовериться, что данное событие разработчику интересно и что контроллер в данный момент готов его обрабатывать. После этого выполнение основного кода приостанавливается (прерывается), а управление передается на специальную подпрограмму — обработчик прерывания. Именно этот механизм мы сегодня и рассмотрим.