Электроника для начинающих

Этот проект был разработан в 2018 для занятий со школьниками - чтобы можно было программировать контроллеры в том числе через Bluetooth с телефона - притом и с интерактивным режимом (ввёл команду - светодиод загорелся). В состав входят простенький самодельный интерпретатор BASIC с версиями прошивок для AtMega328 (arduino) и STM32F103, эмулятор чтобы можно было попробовать/попрактиковаться онлайн - и Bluetooth терминал для Android (на случай программирования с телефона а не по кабелю).

Вещь более менее рабочая - семестр мы с ней поигрались - но всё же результатом я не очень доволен (поясню почему) - и в следующие годы пробовал уже другие затеи в этом направлении (тоже довольно дикие).

Код выложен на GitHub так что можете попробовать сразу - хоть живьём, хоть в эмуляторе :)

Интерес к ламповой технике возникает либо из аудиофильства, либо при попытках восстановить дедовский приёмник - либо просто из любопытства к ретро-электронике. Преподавая базовый курс электроники в местной школе я неизбежно сталкиваюсь с вопросами на эту тему - и в какой-то момент решил сделать такую учебную поделку - в целях, в первую очередь, самому получше разобраться. Ведь в наш век контроллеров и цифровой техники в аналоговую умеют уже не столь многие - а в ламповую и подавно.

Итак здесь мультивибратор на двойном триоде 6Н18Б и неонках (ну некрасиво же светодиоды ставить в ламповую-то технику) - с бестрансформаторным питанием. Сейчас быстренько расскажу что тут к чему :)

Небольшой обзор литературы, которая может пригодиться начинающему разработчику микроэлектроники и поможет понять, что к чему и как разработать современную микросхему.

Привет, Хабр!

Меня зовут Максим Ратников, я руковожу отделом системной верификации в компании Аквариус. Моя основная задача – убедиться, что все части микросхемы правильно собраны вместе и действительно функционируют так, как должны. Попутно работаю с теми стажерами в нашей компании, которые интересуются разработкой микросхем. Также преподаю в МАИ и рассказываю студентам про маршрут проектирования, элементы и узлы вычислительных машин. 

В процессе работы со студентами и стажерами одним из первых появляется вопрос «А что посоветуете почитать?». Тема большая, интересная и бесконечная, так как сколько людей, столько и мнений. Но со временем у нас с коллегами выработался примерно такой список.

Когда где-либо заходит разговор про учебники по вычислительной технике и современным компьютерам и то, как это все работает, первое что вам скажут, скорее всего, будет классика как она есть – Эндрю Таненбаум «Архитектура ЭВМ». Версия чем свежее, тем лучше. Здоровенный том на 1000+ страниц, местами очень и очень непростой, но позволяет понять, как работает компьютер в целом.

История о том, как программист со стажем, как-то закончивший КТЭС пытается разобраться с электроникой, произвести и продать свой мини-продукт без претензий, в условиях санкций.

Прежде чем браться за макетную плату и паяльник, стоит обратиться к профессиональной литературе по схемотехнике. Опытные инженеры и ученые снабдят необходимой теорией и помогут собрать стартовый набор для практики. Эту подборку мы специально разделили на два трека — железный и архитектурный — и отсортировали книги от простых к сложным. 

Для полного погружения можно изучить оба направления. Но, если хотите углубиться в тему электроники, читайте материалы из железного трека. А для тех, кто хочет отойти от физики работы приборов на более абстрактный уровень проектирования, подойдут книги из архитектурного направления.

Вчера известный разработчик FPGA дизайнов и печатных плат Николай Ковач, основатель marsohod.org из Таганрога, добавил поддержку платы Марсоход3GW2 в репозиторий примеров для Школы Синтеза Цифровых Схем, в которую сейчас идет регистрация. Плата покрывает нужды Школы для упражнений с цифровой логикой, синтезом простого микропроцессорного ядра, распознавания и генерации звука и красивой графикой на HDMI дисплее с 24-битным цветом.

Почему это важно и как это связано с Мишустиным, США, Китаем и другими глобальными обстоятельствами? Да от решения микроархитектурных задачек на таких платах непостредственно зависит уровень проектировщиков российcких чипов через несколько лет:

Споры про проектные нормы, их необходимость или ненужность, их реалистичность и сравнение между собой нанометров разных фабрик всегда были частью микроэлектронного коммьюнити. В России эти споры еще острее, потому что в ход идут доводы про импортозамещение, технологическую независимость и много других очень важных и умных слов. В этих разговорах, правда, постоянно упускается, что размеры транзисторов действительно критичны только для современных цифровых микропроцессоров, а вот для других классов микросхем, “где тонкие нормы не нужны”, техпроцесс должен обладать рядом других полезных свойств, помимо факта своего наличия, чтобы быть нужным и успешным. В разработку и обновление “устаревших” техпроцессов фабриками вкладываются существенные деньги, и более навороченный "толстый" техпроцесс – серьезный довод для разработчика уговаривать начальство сменить фабрику для нового проекта.

В этой статье в качестве примера того, что крутость техпроцесса не только в нанометрах, мы посмотрим на то, как выглядят интегральные резисторы. Казалось бы, что может быть проще, чем резистор?

Возможно, вы уже слышали о том, что Raspberry Pi объявила о выпуске Pico 2, микроконтроллерной платы второго поколения на базе RP2350. Благодаря более высокой тактовой частоте ядра, вдвое большему объему памяти, более мощным ядрам Arm, новым функциям безопасности и обновленным интерфейсным возможностям Pico 2 должен обеспечить значительный прирост производительности и функциональности, сохраняя при этом аппаратную и программную совместимость с предыдущими представителями серии. Сейчас, когда шум вокруг новинки немного стих, пришло время поговорить о ней более подробно. А заодно понять, будет ли она на самом деле стоит 500 рублей. Спойлер: маловероятно!

Встретился на ланч с Дэвидом Харрисом, автором (вместе с Сарой Харрис) популярного учебника «Цифровая Схемотехника и Архитектура Компьютера», который за последние 10 лет помог закрыть монументальную дыру в техническом образовании десятков вузов России и Украины. До этого учебника во многих вузах сразу после триггеров шло программирование микроконтроллеров, то есть раньше у многих студентов вообще не возникала база для проектирования современных чипов по маршруту RTL‑to‑GDSII, технологии, которая за последние 30 лет привела нас к смартфонам, быстрому интернету и ускорителям ИИ.

Учебник Дэвида активно используется на Школе Синтеза Цифровых Схем, которую поддерживают 24 российских и 1 белорусский университет. Регистрация на новый сезон Школы только что открылась.

Привет, Хабр! Этот текст возник в результате бесед с моими коллегами из издательства «БХВ», в котором я продолжаю плодотворно работать. Наряду с компьютерными и детскими книгами наша компания проектирует и выпускает наборы для хобби‑электроники, мобильных роботов, а также авторские (непереводные) книги по языку Scratch. Открыв последнюю ссылку, вы убедитесь, что Scratch — это уже не игрушки (в чём мы полностью согласны с уважаемой компанией Sportmaster, в блоге которой вышел пост). Но добавим, что наряду со Scratch существует аналогичная среда визуального программирования mBlock, практически не рассмотренная на Хабре. Это инструментарий для работы с Arduino, прекрасно показавший себя в наших разработках. Под катом вашему вниманию предлагается разбор программируемого девайса, который пока не планируется в серию, но позволяет оценить достоинства Scratch и mBlock, порадовать ваших детей и просто с интересом провести ближайшие выходные. Статья является изложением идей и инженерных изысканий кандидата технических наук, уважаемого Игоря Владимировича Шишигина.

Мы живём в эру волшебства, только волшебство зарождается не в руках и волшебных палочках, а в умах и физических явлениях. Поэтому — почему бы не рассматривать естественные науки ни как рутинные формулы и системы, а как реальное волшебство и магию.

Ведь так оно и есть на самом деле, а как ещё можно охарактеризовать возможность на расстоянии управлять теми или иными процессами. Это сейчас для нас это все естественно и обыденно, а для людей, живущих 100 лет назад и ранее, такие возможности, которые предоставляет нам современная техника, это фантастика и волшебство.

Во многих фантастических произведениях обыгрывается такая ситуация, когда люди из прошлого попадают с современное время и диву даются. Да тот же Дон Кихот, сражающийся с ветряными мельницами, чем не пример обескураженного технологиями человека.

Но вернёмся к нашему времени и теме современного волшебства. Давайте рассмотрим простой пример и научим обычную лампочку включаться с помощью нашего карманного смартфона. Для этого нам понадобится простейший контроллер, промежуточное реле, лампочка, моток провода с вилкой для подключения к сети).

Для тех, кто просто хочет получить позывной, привожу последовательность действий, актуальную на октябрь 2024 года. И детально рассказываю как прошел этот путь, с какими трудностями столкнулся. Руководство наполнено ссылками по всем шагам.

Перед нами одна из самых качественных и продвинутых советских электрогитар с оригинальными схемотехническими решениями темброблока и фузза. Да, именно так: в этой гитаре имеется встроенный эффект перегруза!

В этой статье я хочу показать, как можно использовать преобразователи USB-UART в качестве простейших плат цифрового ввода-вывода без использования микроконтроллеров. Только светодиоды, транзисторы и простые дешёвые логические микросхемы. Помигаем светодиодами, считаем кнопки и создадим интерфейс I2C.

В прошлой статье мы показали, что переход от логических уровней к логическим сигналам позволяет существенно упростить описание всех комбинационных схем, сведя их к одиночным текстовым предложениям.

Сегодня распространим такой подход на триггеры, расширив множество сигналов, что также позволит отказаться от таблиц истинности при их описании.

Сигналы не являются всеобщей заменой 1 и 0 для всех случаев. На нашем канале есть десятки лекций, где они необходимы для расчетов, например, ДНФ, карты Карно и т.п. Однако в некоторых случаях, например при описании триггеров, единицы и нули затуманивают смысл, порождая конструкции типа Q(t+1) и им подобные. Все читатели, считающие, что 1 и 0 - единственный способ описания логических схем, можете не читать дальше, дабы не травмировать психику :), но перед этим ответьте себе на 3 вопроса: Почему R(сброс) счетчиков выполняют всегда прямым входом, почему вход CS(chip select) всегда инверсный и какой логический уровень(1 или 0) имеет сигнал на неподключенном входе?

Для всех остальных приступим. В общем случае напряжение на входе логического элемента непрерывно изменяется и имеет вид:

На хабре уже было несколько статей про wled, но обычно они ограничивались штатными возможностями прошивки - гирлянды с эффектами, управление RGB-подсветкой комплектующих ПК, вскользь упоминалась и возможность интеграции с умным домом.

Здесь же мы рассмотрим решение конкретной задачи - от идеи и попыток использования стандартной прошивки до сборки своей с увеличенным количеством управляющих пинов, расширенным web-интерфейсом, api для отладки, своей логикой для управления подсветкой и даже демкой на jsfiddle.

Кого заинтересовал — прошу под кат. Надеюсь, у меня таки получилось написать достойную хабра статью.

Здравствуйте уважаемые читатели. Больше двух лет назад Миландр, в связи с санкциями, попал в "блэк-лист" завода, производившего кристаллы разработанных микросхем. После этого поставки микросхем быстро сошли на нет, в том числе "народного" К1986ВЕ92QI в пластиковом корпусе. Больше года Миландр не подавал признаков жизни, однако работа кипела, кристалл 1986ВЕ9х был перепроектирован, год назад появились опытные образцы. Производство кристаллов осталось зарубежным (Микрон не умеет делать флеш), однако корпусировку гражданских кристаллов развернули в России. Поскольку, производственных мощностей для корпусирования в QFP у Миландра нет, кристаллы стали паковать в QFN, которые не требуют опрессовки кристалла пластмассой. А к лету 2024 Миландр начал серийные поставки микросхем. Итак, гражданский микроконтроллер теперь обозначается К1986ВЕ92FI, и его можно достать, а значит с ним снова можно работать.

Вопросы программирования микроконтроллеров 1986ВЕ92 многократно описаны, пути обхода ошибок давно изучены, как говорили знакомые инженеры ещё в 2017 - "нормальный арм, хоть и с особенностями". Однако, несмотря на описание периферии и особенностей работы с ней, есть одно почти белое пятно, на котором многие спотыкаются - контроллер DMA прямого доступа к памяти.