Занимательная микроэлектроника

Ревич Юрий

Книга на практических примерах рассказывает о том как проектировать, отлаживать и изготавливать современные электронные устройства в домашних условиях. Теоретические основы, физические принципы работы электронных схем и различных типов радиоэлектронных компонентов иллюстрируются практическими примерами в виде законченных радиолюбительских конструкций и дополняются советами по технологии изготовления любительской аппаратуры. На доступном уровне излагаются теоретические основы цифровой техники — математическая логика и различные системы счисления. Вторая часть книги полностью посвящена программированию микроконтроллеров, как основы современной электроники. Особое внимание уделяется обмену данными микроэлектронных устройств с персональным компьютером, приводятся примеры программ на Delphi.

Для широкого круга радиолюбителей

К читателю

Как известно, каждый сходит с ума по-своему. Есть люди, «сдвинутые» на собирании спичечных этикеток или монет, есть те, кто прыгает с парашютом, лазает по городской канализации или спускается на плотах по горным рекам северного Урала и Сибири. Одна из самых распространенных разновидностей подобных психических сдвигов — радиолюбительство.

Когда-то радиолюбители были действительно только «любителями радио» — просто потому, что в 10—20-х годах XX века, когда появились первые энтузиасты, кроме радиоэлектроники, никакой другой электроники не существовало. О, в те времена это было жутко престижное хобби! Это сейчас мы привыкли к магнитолам в каждом автомобиле и двум-трем телевизорам в каждой квартире, не считая электронной почты с Интернетом. А тогда сама возможность слушать кого-то с другого конца Земли казалась чудом, подвластным разве что рукам волшебника. Даже настройка на нужную станцию простого промышленного приемника, ставшего к тридцатым годам уже довольно обычным атрибутом не только в богатой Америке, но и в СССР, поначалу вызывала не меньше вопросов, чем сейчас — установка Windows на персональный компьютер.

Но довольно быстро, начиная с 30—40-х годов, электроника стала «широко простирать руки свои в дела человеческие». Термин «радиолюбительство» сохранился, но под ним стали уже понимать отнюдь не только увлечение радиопередатчиками и приемниками. Первым делом выделилась в отдельное направление звукозапись и все с ней связанное — различные усилители и акустические устройства. Затем электроника вторгается в электротехнику и управление различными механизмами. Потом начался компьютерный бум и стало модным все, относящееся к информационным технологиям (вообще-то в них, по справедливости, следовало бы включить и радио с телевидением).

В настоящее время не больше пятой части объема журнала «Радио», выходящего в нашей стране с 1924 года, посвящено именно радио. Следовало бы придумать иное название, но понятие «радиолюбитель» прижилось, и ныне означает любого, кто увлекается электроникой (по крайней мере по-русски, в английском, например, языке это не так). Поэтому не удивляйтесь, если вы в этой книге, адресованной начинающим (и просто желающим повысить свою квалификацию) радиолюбителям, о радио вообще не увидите ни слова. Зато довольно часто будут упомянуты компьютеры — по причинам, которые вы поймете, прочитав эту книгу.

Занятие радиолюбительством в нашей стране некоторое время назад было не просто популярным, а даже очень модным. Стоит привести тот факт, что на первом этапе развития телевидения в СССР, в начале 1930-х годов, половина приемных устройств на основе диска Нипкова (продававшегося в магазинах) была изготовлена населением самостоятельно. Развитию технического творчества способствовало много причин: и относительно высокий уровень технического образования, и бесплатный доступ к компонентам (да-да, купить в свободной продаже что-то электронное было очень сложно, а вот вынести с завода или из НИИ, — всегда пожалуйста), и, наконец, то, что промышленность явно не справлялась с обеспечением потребности населения в «продвинутых» электронных устройствах, а качество тех, что выпускались, чаще всего было ниже всякой критики. Дешевле, лучше и интереснее было сделать все самому. Поэтому в те времена стать меломаном (в смысле «любителем качественной звукозаписи») означало фактически, что человек сам вынужден был изучать азы электроники и браться за паяльник («махать паяльной косой», как любил выражаться один мой знакомый).

Что нового?

Автор был приятно удивлен, когда после выхода «Занимательной электроники» оказалось, что его задумка о создании популярной книжки, рассказывающей об основах этой дисциплины, полностью оправдалась — и по сей день приятные и иногда даже незаслуженно восторженные отзывы продолжают с завидной регулярностью поступать в мой электронный почтовый ящик. Между тем, со временем стали очевидными и недостатки этой книги. После краткого заочного совещания с издателями было решено не перерабатывать старую книжку, а создать новую, в которой отчасти заимствовать предыдущие наработки, устранив повторы, неточности, излишние, иногда устаревшие, подробности, и частично написать текст заново, расширив разделы, посвященные основе современной электроники — микроконтроллерам.

В первой части, где рассматриваются базовые принципы электроники и построение «обычных» схем на дискретных компонентах и микросхемах, сохранены все важнейшие начальные сведения, касающиеся физических основ электроники и призванные ввести читателя в курс дела. Новый раздел задумывался для того, чтобы на популярном уровне как можно полнее раскрыть для читателя мир микроконтроллеров. Изучив эти материалы, внимательный читатель сможет проектировать достаточно функциональные устройства для многих областей применения. И эти знания могут стать хорошей основой для дальнейшего обучения с целью профессионального овладения предметом.