Данное издание является практическим пособием по применению различных интерфейсов для подключения аналоговых периферийных устройств к компьютерам, микропроцессорам и микроконтроллерам. Раскрывается специфика применения таких интерфейсов, как I2C, SPI/Microware, SMBus, RS-232/485/422, токовая петля 4-20 мА и др. Дается обзор большого количества современных датчиков: температурных, оптических, ПЗС, магнитных, тензодатчиков и т. д.
Подробно описываются контроллеры, АЦП и ЦАПы, их элементы — УВХ, ИОН, кодеки, энкодеры. Рассмотрены исполнительные устройства — двигатели, терморегуляторы — и вопросы их управления в составе систем автоматического управления различного типа (релейного, пропорционального и ПИД). Книга снабжена иллюстрациями, наглядно представляющими аппаратные и программные особенности применения элементов аналоговой и цифровой техники. Заинтересует не только начинающих радиолюбителей, но и специалистов, имеющих стаж работы с аналоговой и цифровой техникой, а также студентов технических колледжей и вузов.
Принятые сокращения Предисловие Введение
Глава 1. Параметры системы
1.1. Динамический диапазон 1.2. Точность измерения напряжения 1.3. Калибровка 1.4. Пропускная способность шины 1.5. Производительность процессора 1.6. Ограничение скорости 1.7. Другие системные ограничения 1.8. Частота дискретизации и наложение
Глава 2. Аналого-цифровые преобразователи
2.1. Общие сведения 2.2. Описание АЦП 2.3. Типы АЦП 2.4. Сравнение типов АЦП по основным показателям 2.5. Устройства выборки-хранения 2.6. Реальные компоненты 2.7. Интерфейс микропроцессора 2.8. Синхронные интерфейсы 2.9. Последовательные интерфейсы 2.10. Многоканальные АЦП 2.11. Встроенные в микроконтроллер АЦП 2.12. Кодеки 2.13. Прерывания 2.14. Многофункциональные выводы микроконтроллеров 2.15. В рабочую тетрадь разработчика
Глава 3. Датчики
3.1. Температурные датчики 3.2. Оптические датчики 3.3. Приборы с зарядовой связью 3.4. Датчики магнитного поля ПО 3.5. Полупроводниковые тензодатчики движения/ускорения 3.6. Металлические тензодатчики веса/силы 3.7. Ключи
Глава 4. Измерение временных параметров
4.1. Общие сведения 4.2. Измерение периода или частоты 4.3. Смешение частот 4.4. Преобразователи напряжение-частота 4.5. Тактовая частота и диапазон 4.6. Увеличение точности при ограниченном разрешении
Глава 5. Методы управления
5.1. Управление с разомкнутой петлей обратной связи 5.2. Отрицательная обратная связь 5.3. Микропроцессорные системы управления 5.4. Система релейного управления 5.5. Температурный перегрев 5.6. Система пропорционального управления 5.7. Пропорционально-интегрально-дифференциальное управление 5.8. Управление двигателем 5.9. Управление с предсказанием 5.10. Измерение и анализ реакции петли обратной связи 5.11. Примеры программирования ПИД-систем 5.12. В рабочую тетрадь разработчика
Глава 6. Соленоиды, реле и другие исполнительные устройства
7.1. Шаговые двигатели 7.2. Двигатели постоянного тока 7.3. Достоинства и недостатки различных типов двигателей 7.4. Порядок включения питания логических цепей и двигателя 7.5. Вращающий момент двигателя 7.6. Реальное применение шагового двигателя
Глава 8. Электромагнитные помехи
8.1. Связь по земле 8.2. Электростатический разряд
Глава 9. Системы высокой точности
9.1. Общие сведения 9.2. Входное напряжение смещения 9.3. Входное сопротивление 9.4. Частотные характеристики 9.5. Влияние температуры на сопротивление резисторов 9.6. Источник опорного напряжения 9.7. Влияние изменения температуры в целом 9.8. Заземление и шумы 9.9. Печатная плата 9.10. Статистическая погрешность 9.11. Опорное напряжение от источника питания 9.12. Резюме
11.1. Питание микроконтроллера и напряжение смещения 11.2. Наборы резисторов 11.3. Многовходовые системы управления 11.4. Управление цепями переменного тока 11.5. Схемы контроля напряжения питания 11.6. Управление биполярными транзисторами 11.7. МОП-транзисторы 11.8. Измерение параметров сигнала отрицательной полярности 11.9. Пример системы управления Приложение А. Операционные усилители Приложение Б. Широтно-импульсная модуляция Приложение В. Полезные сайты в Интернете Приложение Г. Программа Python для главы 11. Данные Excel для главы 4 Словарь терминов Предметный указатель
