1000 и одна микроконтроллерная схема. Вып. 2

СХЕМА
С.М.РЮМИК 
ВЫПУСК 2
Москва
ДМК Пресс, ДодэкаXXI
2017
1000 И ОДНА
2-е  издание, исправленное
 МИКРОКОНТРОЛЛЕРНАЯ

»).
                       Тираж 100 экз. 
Издательство ДМК Пресc 
Рюмик Сергей Максимович 
Веб-сайт издательства: www.дмк.рф
Гарнитура «Minion Pro». Печать офсетная.
Усл. п. л. 37,3.
1000 и одна микроконтроллерная схема. Вып. 2 
 
Главный редактор  
Мовчан Д. А.
dmkpress@gmail.com
                              Формат 70x100/16. Бумага офсетная.
Р97
Рюмик, С. М.
1000 и одна микроконтроллерная схема. Вып. 2 / С. М. Рюмик. — М. :
ДМК Пресс, 2017. — 398 с. : ил. — (Серия «Программируемые системы
— ISBN 978-5-97060-468-7
Книга является второй частью и логическим продолжением авторского издания «1000 и одна 
микроконтроллерная схема. Вып. 1», вышедшего в издательстве «Додэка-XXI» в 2010 г. Представлена коллекция, более чем из 1000 электрических схем по применению микроконтроллеров в любительской практике. Подробно освещается подсистема цифрового вывода сигналов 
(подключение световых, звуковых, механических и других исполнительных устройств), а также 
схемотехника комбинированных узлов ввода/вывода и устройств сопряжения с компьютерами 
через интерфейсы RS-232, LPT, PS/2, USB, Ethernet. Все электрические схемы систематизированы по разделам и снабжены пояснениями о назначении элементов.
В книге содержится мини-учебник по алгоритмическому языку Си с кратким справочником 
операторов и функций. Базовым инструментом программиста выбран свободно распространяемый пакет WinAVR, обеспечивающий весь цикл работ от составления проекта до программирования МК. Моделирование микроконтроллерных схем производится бесплатным симулятором 
VMLab.
На сайте издательства www.дмк.рф приведены программы, видеоуроки и справочные данные  
на применяемые в схемах радиоэлементы: микросхемы, транзисторы, диоды, оптопары и т.д.
Книга будет полезна разработчикам электронной аппаратуры, радиолюбителям (в том числе 
начинающим), студентам, а также всем неспециалистам в области электроники, самостоятельно 
осваивающим микроконтроллеры.
ISBN 978-5-94120-211-9 (Додэка)
© Издательский дом «Додэка-ХХI»
© Рюмик, С.М.
УДК 004.312.46
ББК 32.973.2604018.2
 
Р97
ISBN 978-5-97060-468-7 (ДМК Пресс)
© Издание, ДМК Пресс, 2017

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ  
  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .7
ГЛАВА 1. ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ МК
1.1. Структурная схема идеализированного МК .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .   10
1.2. Условные обозначения на схемах .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .   14
Глава 2. ТИПОВЫЕ СХЕМЫ УЗЛОВ ВЫВОДА МК
2.1. Светодиодные индикаторы .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  20
 
2.1.1. Одиночные светодиоды .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  20
 
2.1.2. Последовательное соединение светодиодов .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  25
 
2.1.3. Сокращение числа соединительных линий   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  27
 
2.1.4. Стробирование светодиодов 
  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  29
 
2.1.5. Одиночные светодиоды с буферными транзисторами  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .   31
 
2.1.6. Линейки светодиодов 
  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  34
 
2.1.7. Светодиодные панно.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  40
 
2.1.8. Мигающие светодиоды 
  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  42
 
2.1.9. Двухцветные светодиоды  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  44
 
2.1.10. Многоцветные светодиоды 
  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  48
 
2.1.11. Одноразрядные семисегментные индикаторы .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .   51
 
2.1.12. Многоразрядные семисегментные индикаторы  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  54
 
2.1.13. Уплотнение сигналов в многоразрядных семисегментных индикаторах 59
 
2.1.14. Буквенно-цифровые индикаторы   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  64
 
2.1.15. Интегральные светодиодные матрицы   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  66
 
2.1.16. Инфракрасные светодиоды  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  69
2.2. Жидкокристаллические индикаторы  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  74
 
2.2.1. Семисегментные «цифровые» ЖКИ   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  74
 
2.2.2. Семисегментные ЖК-модули   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  77
 
2.2.3. Алфавитно-цифровые ЖК-модули 
  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .   81
 
2.2.4. Монохромные графические ЖК-дисплеи 
  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .   91
 
2.2.5. ЖК-дисплеи от мобильных телефонов .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  95
2.3. Звуковые излучатели.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  98

 
2.3.1. Пьезокерамические излучатели 
  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  98
 
2.3.2. Пьезокерамические динамики .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 102
 
2.3.3. Пьезогенераторы .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 103
 
2.3.4. Пьезосирены   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 105
 
2.3.5. Ультразвуковые излучатели .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 107
 
2.3.6. Динамические громкоговорители .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 110
 
2.3.7. Звук через радиотрансляционный динамик  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 117
 
2.3.8. Г
оловные телефоны   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 118
 
2.3.9. Г
енерация звука через канал ШИМ .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 120
 
2.3.10. Г
енерация звука через внешний ЦАП  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 126
 
2.3.11. Интегральные усилители звука .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 134
 
2.3.12. Формирователи тембра.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 137
2.4. Ключевые каскады .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 140
 
2.4.1. Однотранзисторные биполярные ключи .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 140
 
2.4.2. Двухтранзисторные биполярные ключи   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 144
 
2.4.3. Ключи на полевых транзисторах.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 149
 
2.4.4. Многотранзисторные ключи .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 153
 
2.4.5. «Цифровые» транзисторы.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 156
 
2.4.6. Узлы включения/выключения питания.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 157
 
2.4.7. Узлы управления режимами и параметрами  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 159
2.5. Электродвигатели   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 166
 
2.5.1. Транзисторное управление двигателями  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 166
 
2.5.2. Микросхемы управления двигателями  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 173
 
2.5.3. Шаговые двигатели   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 176
2.6. Г
енерация, модуляция, переключение сигналов.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 179
 
2.6.1. Формирование телевизионных сигналов .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 179
 
2.6.2. Модуляция сигналов.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 185
 
2.6.3. Г
енерация прямоугольных сигналов.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 188
 
2.6.4. Г
енерация сигналов непрямоугольной формы.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 190
 
2.6.5. Радиопередающие устройства   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 193
 
2.6.6. Коммутация сигналов .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 198
 
2.6.7. Передача сигналов на большие расстояния   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 201
 
2.6.8. Формирователи ступенчатого напряжения.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 203
 
2.6.9. Выход на телефонную линию.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 204
 
2.6.10. Подключение радиоэлементов к внешнему тракту   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 208
 
2.6.11. Сопряжение с логическими микросхемами.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 210
 
2.6.12. Импульсные устройства  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 213
2.7. Силовая электроника   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 215
 
2.7.1. Источники питания на базе МК .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 215
 
2.7.2. Нагревательные элементы   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 220
 
2.7.3. Управление тиристорами  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 222
 
2.7.4. Управление симисторами .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 228
 
2.7.5. Оптосимисторы.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 233
2.8. Механические реле.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 236
 
2.8.1. Механические реле общего применения .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 236
4      Оглавление 

Оглавление      5
 
2.8.2. Включение нескольких реле 
  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 244
 
2.8.3. Поляризованные реле .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 246
2.9. Полупроводниковые реле .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 248
 
2.9.1. Неизолированные электронные реле .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 248
 
2.9.2. Оптореле.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 249
2.10. Комбинированные выходные схемы.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 251
 
2.10.1. Совмещение световой и звуковой индикации  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 251
 
2.10.2. Местная световая индикация .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 253
2.11. Необычные схемы узлов вывода   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 256
Список использованных источников и литературы к главе 2  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 261
Глава 6. МИНИ-УЧЕБНИК ПО ОСНОВАМ ЯЗЫКА СИ
6.1. Введение в Си .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 341
 
6.1.1. Общие тезисы .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 341
 
6.1.2. Классификация программистов .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 342
 
6.1.3. Правила успешного программирования   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 342
6.2. Выбор компилятора 
  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 343
 
6.2.1. Этапы разработки программного обеспечения   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 343
 
6.2.2. Среда разработки WinAVR   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 344
 
6.2.3. Философия свободных программ  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 345
Глава 5. СХЕМЫ, НЕ РЕКОМЕНДУЕМЫЕ К ПРИМЕНЕНИЮ
5.1. О неудачах и ошибках  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 333
5.2. Пример анализа электрической схемы  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 334
5.3. Коллекция не рекомендуемых схем .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 336
Список использованных источников и литературы к главе 5  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 340
Глава 4. ТИПОВЫЕ СХЕМЫ ПОДКЛЮЧЕНИЯ КОМПЬЮТЕРОВ К МК
4.1. COM-порт .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 305
4.2. LPT-порт.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 314
4.3. Интерфейс PS/2   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 320
4.4. Интерфейс USB.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 322
4.5. Интерфейс Ethernet   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 328
Список использованных источников и литературы к главе 4  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 331
Глава 3. ТИПОВЫЕ СХЕМЫ КОМБИНИРОВАННЫХ УЗЛОВ ВВОДА/ВЫВОДА
3.1. Следящая обратная связь в двигателях 
  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 271
3.2. Стабилизированные источники питания.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 273
3.3. Многофункциональные схемы.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 276
3.4. Схемы с программной обратной связью   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 278
3.5. Опрос состояния кнопочной клавиатуры   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 282
3.6. Связь между двумя МК по входам/выходам  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 289
3.7. Сопряжение с двунаправленными буферами   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 293
3.8. Подключение внешних микросхем ОЗУ и ПЗУ .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 294
3.9. Светоизлучатели и фотоприёмники .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 299
3.10. Необычные схемы узлов ввода/вывода   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 300
Список использованных источников и литературы к главе 3  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 303

6.3. Что такое «Starter Kit»?.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 348
6.4. Первая тестовая программа.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 350
 
6.4.1. Обобщённая структурная схема Си-программы.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 350
 
6.4.2. Техническое задание и алгоритм решения  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 351
 
6.4.3. Составление листинга программы.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 352
 
6.4.4. Компиляция Си-программы .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 361
 
6.4.5. Моделирование программы в симуляторе VMLab   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 362
 
6.4.6. Программирование МК .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 366
 
6.4.7. Реальная работа.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 368
6.5. Операторы языка Си .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 369
 
6.5.1. Классификация операторов   .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 369
 
6.5.2. Операторы присваивания, вызова функций, описания переменных   .  . 369
 
6.5.3. Операторы ветвлений  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 371
 
6.5.4. Операторы циклов .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 374
 
6.5.5. Операторы переходов 
  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 377
6.6. Функции языка Си .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 379
 
6.6.1. Что такое функция? 
  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 379
 
6.6.2. Разновидности Си-программ.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 381
Список использованных источников и литературы к главе 6  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 388
6      Оглавление 
ПРИЛОЖЕНИЯ
Приложение 1. Содержание справочных материалов  
  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 391
Приложение 2. Ссылки и адреса в Интернете  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 393
Приложение 3. Список аббревиатур.  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  . 397
ПОСЛЕСЛОВИЕ 
  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  .  389

ВВЕДЕНИЕ
Если я буду молчать, то я никогда не начну
(В. Шекспир)
Для одних людей микроконтроллеры (МК) — это увлекательное хобби, для 
других — средство приличного заработка, для третьих — предмет научного изучения. В любом случае человеку, решившему посвятить МК часть своей жизни, 
необходимо иметь определённый багаж микроконтроллерных знаний, который 
опирается на техническую литературу и Интернет.
Из источников информации можно выделить следующие:
1) фирменные справочники даташит (англ. «Datasheet»), в которых содержатся 
самые достоверные и подробные сведения о параметрах, внутреннем устройстве, 
системе программирования конкретного МК;
2) руководства по применению (англ. «Application Notes», на сленге «апноты»), 
где приводятся примеры использования МК в различных устройствах;
3) интернет-сайты, специализирующиеся на размещении справочно-информационных, новостных и программных материалов про МК;
4) печатные издания радиолюбительской направленности, откуда можно почерпнуть идеи, схемы, листинги, а также описания реальных конструкций;
5) книги по МК, которые делятся на справочные, учебные, научно-популярные, 
познавательные, теоретические и прикладные.
К прикладным книгам относится первая часть авторского издания «1000 и одна 
микроконтроллерная схема. Вып. 1», выпущенная в издательстве «Додэка-XXI» в 
2010 г. (далее — «Выпуск 1»). В ней были представлены начальные сведения об 
устройстве МК, дана классификация микроконтроллерных семейств, сделан анализ так называемого «идеализированного» МК на структурном, функциональном 
и логическом уровнях. В отдельных главах рассматривалась схемотехника узлов 
подсистемы ввода сигналов, а также варианты организации питания, начального 
сброса и синхронизации.
Настоящая книга является логическим продолжением «Выпуска 1» в части 
схемотехники узлов подсистемы вывода МК, а также комбинированных узлов и 
интерфейсов сопряжения с персональным компьютером.
Основная задача остаётся прежней — заинтересовать читателя технологией 
блочного синтеза электрических схем, которые «склеиваются» вместе из простых 
функциональных кубиков. Дополнительно предлагается изучить основы языка 
Си, на котором пишется большинство микроконтроллерных программ.
Следует правильно понимать, что описание ассемблерных команд МК, раскладка его внутренних регистров, временны˜е диаграммы специально оставлены 
«за кадром». Это материал для учебников. Не описываются также примеры кон

Введение   
кретных конструкций с использованием МК. Это материал для интернет-сайтов. 
Не будет обзоров новинок и анализа тенденций развития встраиваемых систем. 
Это материал для пресс-релизов и журнальных статей. Данная книга отличается 
практичностью и в этом её «изюминка».
В теоретической части книги (глава 1) коротко освещаются все подсистемы 
идеализированного МК и приводятся условные графические обозначения, принятые в электрических схемах. Не секрет, кое-что повторяется из «Выпуска 1». 
Повторение призвано закрепить материал, чтобы информация «настоялась», а настоявшись, перешла в знание.
В практической части книги (главы 2…5) представлены схемы подключения к 
МК выходных устройств, комбинированных узлов ввода/вывода, схем сопряжения с компьютером. Систематизация в данной области до сих пор отсутствует, поэтому автором сделана попытка собрать воедино типовые решения и рассортировать их «по полкам». В перспективе должен получиться банк электрических схем 
периферийных узлов, который можно дополнять, уточнять, расширять.
В программной части книги (глава 6) содержится мини-учебник по алгоритмическому языку Си для начинающих. Разработчику микроконтроллерных устройств 
по жизни суждено быть универсалом и волей-неволей ему приходится осваивать 
азы программирования. Язык Си в применении к МК имеет свои особенности, 
поэтому вводятся разумные ограничения по составу и количеству используемых 
команд, операторов, функций. Получается усечённо-упрощённый «школьный» 
вариант языка Си. Дальнейшее углубление знаний в программировании зависит 
от важности поставленных целей и амбициозности читателя.
В справочной части книги (приложения 1...3) перечислено содержимое папок 
с файлами, хранящимися на сайте издательства http://www.дмк.рф, а также даны 
необходимые интернет-ссылки. Без этой информации современные издания уже 
никак не могут обходиться, что становится нормой.
Перечень использованных источников и литературы приводится отдельно в 
конце каждой главы книги. В основном это указатели на электрические схемы. 
Абсолютно полную библиографическую справку сделать сложно, поскольку технические идеи повторяются в разных изданиях и «гуляют» по Интернету, причём 
очень часто без соответствующих ссылок и указаний о приоритете.
Многие схемы, приведенные в настоящей книге, были адаптированы применительно к идеализированному МК. В них сознательно вносились изменения по 
сравнению с оригиналами. Кое-где добавлялись цепи защиты и элементы, повышающие эксплуатационную надёжность, кое-где изменялись типы диодов, транзисторов, микросхем, номиналы конденсаторов и резисторов, кое-где расширялись допуски на напряжение питания и т.д.
Порядок изучения материала в книге каждый определяет для себя самостоятельно, памятуя, что обычно теория идёт впереди практики. Программную часть, 
с одной стороны, можно отнести к теории, если пользоваться компьютерным симулятором, а с другой стороны — к практике, если под рукой имеется паяльник и 
быстро перепрограммируемый макет с радиодеталями.
Опытные электронщики иногда применяют приём, известный у психологов 
как «обучение иностранному языку во сне». Методика следующая. Чтобы найти подходящее техническое решение, надо бегло просмотреть как можно больше 

Введение      9
электрических схем, пусть даже и весьма далёких от рассматриваемой проблемы. 
В какой-то момент времени (сразу или с задержкой) придёт озарение и подсознание само подскажет верную идею или направление для дальнейшего углублённого 
анализа.
Стиль подачи материала в книге легко узнаваем. Сохранена идентичность с 
«Выпуском 1» в графике рисунков и в методике форматирования текста. На тех 
страницах, где располагаются электрические схемы, находятся относящиеся 
именно к ним подрисуночные надписи. Это требует ювелирной точности при вёрстке книги и больших затрат ручного труда при компоновке текста. Недаром подобным техническим изданиям присваивают статус «home made» энциклопедия. 
Их выпускается не так много, как хотелось бы.
Жанр книги можно условно отнести к разновидности «графического романа». 
Именно так называют современные художественные книги, где объём иллюстраций сравним с объёмом текста. Единственное, что рисунки в данном случае имеют 
радиоэлектронную тематику, а текст больше напоминает справочник. Аналитики 
предполагают, что выпуск «графических книг» сохранится и в будущем, занимая 
определённый сектор электронных мультимедийных «ebook».
Общее число электрических схем в двух книгах составляет более 2000. Думается, это оптимальный объём информации на единицу печатного издания. Слишком тонкие и слишком толстые книги в повседневной работе неудобны. Нужно 
найти золотую середину, когда, согласно законам философии, «количество переходит в качество».
Время не стоит на месте. Появляются свежие выпуски журналов с интересными статьями, талантливые публикации в Интернете, озвучиваются оригинальные 
идеи на форумах. Остаётся лишь набраться терпения и подождать, пока накопится ещё одна подборка из 1001 микроконтроллерной схемы...
В настоящем издании были использованы идеи, принципы и концепции, опубликованные в открытой литературе, печатных журналах, в Интернете. Это не 
противоречит части 4 статьи 6 Закона Российской Федерации «Об авторском праве и смежных правах» — «Авторское право не распространяется на идеи, методы, 
процессы, системы, способы, концепции, принципы, открытия, факты».
Автор книги и издательство предоставляют материалы, программы и схемы на 
условиях «как есть» («as is»), без каких-либо гарантий отсутствия ошибок и соответствия требованиям промышленных и государственных стандартов. Автор 
книги и издательство не несут юридической ответственности за прямые или косвенные, преднамеренные или случайные повреждения, возникшие в результате 
использования схем и прочей информации из данной книги.

   Аналоговые
входы/выходы
    Цифровые
входы/выходы
ГЛАВА 1
Повторение — мать учения
(Русская пословица)
       Адаптер
программатора
  Подсистема
       портов
ввода/вывода
   ЦПУ
,
память
        Подсистема
программирования
ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ МК
Подсистема
    питания
Источник
 питания
Подсистема
     сброса
Рис. 1.1. Структурная схема идеализированного МК.
   Подсистема
синхронизации
Внешний
   сброс
Кварцевый
 резонатор
1.1. Структурная схема идеализированного МК
Краткое описание составных частей идеализированного МК.
ЦПУ и память — это процессорное ядро, которое включает в себя вычислительное устройство с шинами данных, синхронизации, управления, оперативную 
память, регистры общего назначения и регистры специальных функций.
Процессорное ядро — это основной отличительный признак архитектуры МК. 
По его характеристикам (и названию) судят о потенциальных вычислительных 
возможностях. Ядро обслуживается несколькими периферийными модулями 
или, по 
-другому, подсистемами. Именно к ним пользователь имеет доступ извне, 
именно они подлежат детальному изучению.
Подсистема программирования служит своеобразным мостом между файлом, 
подлежащим прошивке, и энергонезависимой памятью МК. Процедура программирования производится без изъятия микросхемы из панельки на печатной плате. 
Более того, существуют новые интернет-технологии удалённого программирования МК через BootLoader из любой точки Земного шара.
Сколько существует разновидностей МК, столько существует и вариантов их 
внутреннего устройства. Тем не менее, если ограничиться широкораспространёнными моделями, усреднить параметры и обобщить особенности архитектуры, то 
можно вывести образ некоего идеализированного МК. На Рис. 1.1 показана его 
структурная схема.