Какие вы знаете книги и ресурсы для изучения принципов проектирования микросхем для микроконтроллеров?

Question

[Антон Старостин]

Всем привет!
Меня интересуют книги по созданию плат и подбору (расчету) необходимых компонентов.
Хочу собрать устройство и не просто на макетной плате, а прям пострадать с ЛУТом, прошить МК и сделать вполне автономное и работоспособное устройство.

В чем моя проблема:
Я работаю .Net разработчиком, раньше писал на С/С++ (соответственно опыт в программировании есть).
В универе была схемотехника и программирование МК. Ничего толком не объясняли по проектированию, только про сами компоненты, а лабы были как инструкция в Ikea (соответственно слова ТТЛ и ТТЛШ для меня тоже что-то значат). При этом все лабы на стендах, а не на компонентах и печатных платах.
Теперь возникло непреодолимое желание создать устройство, но меня пугает то, что я ничего не знаю о том, как именно создается микросхема.

Для ясности - пример:
Нужно сделать устройство, состоящее из кнопки и пищалки. Соответственно жмешь на кнопку - пищит.

Какие проблемы у меня возникают:
- Не имею ни малейшего представления какие дополнительные элементы потребуются (предполагаю что нужны будут резисторы, чтобы понизить напряжение, но это единственное, что я могу предположить)
- Даже если буду знать какие элементы нужны, не знаю как рассчитать их параметры.
- Если потребуется МК для чего-то, даже не знаю как его запитывать и тестировать.

В общем нужна информация именно по части схемотехники, нежели по части программирования МК (В крайнем случае можно будет попробовать Arduino)

Буду очень признателен за помощь

Answer 1

[Dmitriy Mozgovoy]

Начнем с того, что не микросхем, а просто схем. Раздел проектировки микросхем т.е чипов, совсем другая история.

В универе была схемотехника и программирование МК

странно, странно... не знать как посчитать резисторы это абсолютный 0 по схемотехнике. Как же это было сдано?=)

- Не имею ни малейшего представления какие дополнительные элементы потребуются (предполагаю что нужны будут резисторы, чтобы понизить напряжение, но это единственное, что я могу предположить)

- Даже если буду знать какие элементы нужны, не знаю как рассчитать их параметры.

курс физики вспомнить, чтобы поиграться с вас хватит расчета резисторов и кондеров желательно.

- Если потребуется МК для чего-то, даже не знаю как его запитывать и тестировать.

почитать тематический форум, с уроками типа "моя первая программа"
Если выбрали семейство AVR то берем Proteus, AVR Studio, собираем в нем схему, учимся. В Proteus входит редактор печатных плат, т.е этих 2-х программ хватит чтобы разработать устройство и изготовить плату ЛУТом, сам их тоже юзаю, когда на электронику тянет.

Тут бы начать с азов схемотехники, собирать схемы свистелок типа сирены на микросхеме и-не, потом мк трогать. Собственно на первое время можно и без реальных девайсов обойтись, только симулятором- реальные девайсы ошибок не простят=)
avr-start.ru/?p=86
www.123avr.com
easyelectronics.ru/avr-uchebnyj-kurs-programmirova...
chipenable.ru/index.php/how-connection/item/70-pez...
ах, и да, обходите стороной всякие там Ардуино с их софтом, так будете долго понимать простые вещи... можно просто купить демоплату, и шить ее без всяких абстракций, чтобы понимали что там происходит.

Comments

[Антон Старостин]

"странно, странно... не знать как посчитать резисторы это абсолютный 0 по схемотехнике. Как же это было сдано?=)"
А я и не говорил, что я не могу рассчитать резистор. Мне кажется посчитать для одного конкретного случая и посчитать параметры для всей схемы это совсем разные работы. Говорю же, схемотехника была в Proteus и на стендах, где уже все готово.

За остальное, спасибо. посмотрю приведенные ресурсы.

P.S.: Ардуино скорее как крайний вариант. Вообще хотел на PIC контроллерах что-то делать, но вроде информации больше по AVR

[Dmitriy Mozgovoy]

Антон Старостин: ну считать в цифровых схемах мало есть чего. А часто вообще не глаз- уже помнишь типовые значения. Если бы речь шла о аналоговых, там например усилитель постоянного тока на транзисторах, то я бы понял проблемы с расчетами=) А так, использование резисторов для ограничения тока/напряжения да кондеров для сглаживания пульсаций или времени как бы сложностей не представляет. Брать и рассматривать всякие небольшие схемы и типовые узлы.
Если не жалко 100$, то можно от души затарится деталями, все что душа пожелает на taobao.com через посредника mistertao.com . Выбор намного больше, чем на aliexpress, т.е если что то существует, значит оно есть там и рассыпуха зачастую дешевле. Например 1000 smd транзисторов купил за 3$.
Один пример продавца (цены в юанях) - https://dianzi.world.taobao.com/
И насчет выбора мк- pic имхо самый убогий, в техникуме тоже их изучали, но в универе сразу же перешел на avr. И еще 3-й лидер для хобби есть - stm8, они и очень дешевые и богаче по периферии, минус - нет симуляции в протеус для них и они моложе avr и pic, соответственно и информации на форумах несколько меньше, но все аспекты использования покрыты. И у них же дешевые 32 битные мк на ARM ядре, дешевые средства разработки, чего о avr и pic не скажешь.

Answer 2

[iv_k]

Книжка

Прочитайте "Искусство схемотехники". Книжка не сложная. Потом хватайтесь за МК

Answer 3

[Юрий]

жмешь на кнопку - пищит

извиняюсь конечно, думаю и сами понимаете, но тут МК не нужен, пара проводков всего лишь и все последовательно соединить.

советую все таки с ардуины начать, а потом можно и без него, главное с принципами схемотехники разобраться. программировать его легко, скачай ардуино иде, простой юсб кабель и в путь. У ардуины огромное сообщество, поэтому для новичков - быстрый старт гарантирован и очень прост.

для супер быстрого входа можешь посомтреть перевод амперкой небольшого курса от джереми, кое какие примеры рассчетов там есть, еще недавно на coursera курс появился на русском.

с ардуиной начинать удобнее, отказаться от нее при необходимости можно легко, хотя смысла нет, стоит пару баксов (если брать mini or nano), и вся обвязка там есть, а попаять и так найдешь что, если затянет.

Comments

[Антон Старостин]

Насчет кнопки - я как бы и не упоминал про МК. Я привел именно такой пример, чтобы показать с чем именно у меня возникают проблемы. Если бы я не умел программировать для МК, я бы и его включил в пример =)

Даже если брать ардуино, то все равно нужно подключать как минимум какие-то дополнительные компоненты, которые можно спалить вместе с ардуиной если неправильно все рассчитать.
Паять я уже и сейчас могу найти что, только знать бы что паять правильно, а не все подряд. Именно поэтому мне и нужна информация по этой теме. Я предпочитаю сперва читать manual, а уже потом браться за паяльник.

Посмотрю coursera и амперку. Спасибо за помощь

[Юрий]

Антон Старостин: в этом и плюс ардуины, есть миллион мануалов (стстаей и видео) о том как подключать тот или иной компонент. к тому же большинство сенсоров к нему можно подключать без резисторов.

а остальные основы узнаете из этих двух курсов, после них как минимум поймете куда двигаться дальше. Самое главное там закон ома знать I = U / R, чтобы ток на выходах не превышать 40мА - для новичка это самое главное, чтобы чтото не спалить, кстати на coursera это подробно разбирается, прям некоторые компоненты показывают как сгорают если не правильно собрать.
Ну и с полупроводниками разобраться.

[Антон Старостин]

Юрий: Спасибо, в таком случае когда разберусь хотя бы немного со схемотехникой, начну более тесное знакомство с МК именно с ардуины.
Вы кстати в предыдущем ответе писали, что она стоит пару баксов. Укажите пожалуйста, где я могу их купить по этой цене. Минимальное что я нашел - от 800 р.

[Юрий]

Антон Старостин: пожалуйста - ru.aliexpress.com/wholesale?SearchText=arduino+nano
нано кстати ножки паять надо - как вы и хотели ;)

но лучше разорится немного и купить uno за 300р c ним для начала будет удобнее, там и подключать к компу проще и разьем питания есть ru.aliexpress.com/wholesale?SearchText=arduino+uno

[Юрий]

Антон Старостин: кстати есть же еще mini еще дешевле ru.aliexpress.com/wholesale?SearchText=arduino+mini особенно если их оптом брать

[Dmitriy Mozgovoy]

Антон Старостин: цепляете к каждому пину мк резистор на 470om, это будет 10мА, предел 40ма на ножку, 100ма на весь порт кажись. Так что ничего не спалите, если на плате нет напряжений более 5в. Но начали бы с симулятора.