Digital Hardware Studio
Від першого біта до логічних схем — через живі приклади, експерименти та покрокове навчання.
ARM Cortex-M3 Lab
STM32 / Cortex-M3 Lab
Навчальна модель реального шляху даних: Reset Vector → регістри ядра → Memory Map → RCC → GPIO → PC13.
Це не вигаданий процесор і не повний емулятор STM32. Модуль використовує реальні назви регістрів Cortex-M3, реальні області пам’яті STM32F103 та реальні адреси RCC/GPIO. Інтерпретується лише невеликий навчальний піднабір Thumb-команд, щоб покроково бачити рух даних.
0x08000000Initial MSP0x200050000x08000004Reset_Handler | Thumb bit0x08000101RCC_APB2ENR0x400210180x00000000GPIOC_CRH0x400110040x44444444GPIOC_ODR0x4001100C0x00000000GPIOC_BSRR0x400110100x00000000GPIOA_IDR0x400108080x00000000Стек порожній
Логічні сімейства
Логічні сімейства та 74xx
Що всередині логічної одиниці й нуля. РТЛ, діодна логіка, ДТЛ, ТТЛ із багатоемітерним транзистором, Шотткі та КМОН — зі схемами, живою передатною характеристикою і довідником мікросхем серії 74xx.
Оберіть сімейство і рухайте повзунок вхідної напруги. Схема показує, у якому режимі зараз кожен транзистор, а графік — передатну характеристику (синя крива) та струм споживання (червона пунктирна). Сині смуги — гарантовані рівні на вході, зелені — на виході. Проміжок між ними і є запасом завадостійкості.
Транзистор як ключ: резистор задає струм, ключ вирішує, куди піде вихід.
74LS00, 74HC00 і 74AC00 мають однакові виводи й однакову таблицю істинності, але всередині це різні світи. Обираючи серію, ви обираєте компроміс між швидкістю, споживанням і напругою живлення. Колонка «Аналог» — радянські серії, які ще трапляються в старій апаратурі й на ринку.
Як читати назву мікросхеми
SN74LS138N — SN префікс виробника (Texas Instruments),
74 комерційний діапазон температур (54 — військовий),
LS підсерія (схемотехніка), 138 функція (дешифратор 3→8),
N тип корпусу (DIP).
Головне правило сумісності: ТТЛ-вихід не завжди коректно керує входом КМОН серії 74HC, бо ТТЛ видає в одиниці лише 2,4 В, а 74HC чекає щонайменше 3,15 В. Саме для цього існує 74HCT — КМОН всередині, ТТЛ-пороги на вході.
Чому ТТЛ вимагає рівно 5 В ±5%, а КМОН працює від 2 до 6 В: у ТТЛ пороги задані падінням на p-n переходах (фіксовані 0,7 В), у КМОН — часткою від напруги живлення.
Лабораторія АЦП
Лабораторія АЦП
П’ять архітектур аналого-цифрового перетворення на одному стенді. Усі дають однаковий код — і в цьому вся суть: вони відрізняються лише ціною, швидкістю та тим, чим саме платять за точність.
Модуль рахує ідеальний квантувач: LSB = Vref / 2N, код = ціла частина (Uвх / LSB),
і покроково відтворює керуючий автомат обраної архітектури. Похибка квантування тут лежить у діапазоні
[0; LSB) — реальні АЦП зсувають опорні рівні на ½ LSB, щоб вона стала ±½ LSB.
Готові приклади
Відкрийте схему, перемикайте входи, змінюйте з’єднання та дивіться, як поширюється сигнал.