新版 メカトロニクスのための 電子回路基礎

メカトロニクス教科書シリーズ 1

新版 メカトロニクスのための 電子回路基礎

ディジタルICの変遷とマイクロコンピュータの進歩を受けて見直しを行い,CMOSおよびFETに関する記述を増やし,ワンチップマイコンが利用できることに努めた。旧版同様に図・例題を多く取り入れ,平易に解説した。

ジャンル
発行年月日
2016/05/06
判型
A5 上製
ページ数
220ページ
ISBN
978-4-339-04408-9
新版 メカトロニクスのための 電子回路基礎
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定価

3,300(本体3,000円+税)

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本書の初版第1刷は1993年7月の発行であるが,新版の発行にあたっては,ディジタルICの変遷とマイクロコンピュータの進歩を受けて見直しを行った。ディジタルICはTTLからCMOSへと移行し,入手が困難な部品も出てきた。マイクロコンピュータも高性能で低価格なワンチップマイコンが出現し,初心者にも優しい利用環境が生まれてきている。このため,CMOSおよびFET(電界効果トランジスタ)に関する記述を増やし,ワンチップマイコンArduinoが利用できることに努めた。
本書の目的は電子部品の生きた使い方にある。新しい内容を追加し,必要と思われなくなった部分は削除した。その結果,ほとんど全編にわたって改訂を行い,テスタとオシロスコープの使い方を概説した最後の9章「測定器」は割愛した。
新版の構成は以下の通りとなっている。

第1章「電子部品の基礎知識」では,基本的な電子部品の基礎知識として,抵抗,コンデンサ,コイル,ダイオード,トランジスタの特性と使用法について概説し,FETに関する記述を増強した。
第2章「ディジタル回路における数の表現」では,2進数,16進数,BCDコードについて述べた。
第3章「ディジタル回路の基礎」では,論理回路を理解する上で基本的なことがらを説明した。
第4章「ディジタルICの基礎」では,実際に多く使われているTTLとC-MOSに関する基礎知識について述べた。C-MOSについては新たにプルアップとプルダウン,入力レベルの変換を項として追加した。
第5章「ディジタル回路の応用」では,フリップフロップやカウンタ,デコーダなど実用的なICや回路について説明している。
第6章「マイクロコンピュータの基礎」では,マイコンの構成やバスの役割などについて述べた。
第7章「コンピュータと機械とのインタフェース」では,ワンボードマイコンArduinoを利用し,応用例を挙げて説明した。
第8 章ではアナログICの基礎として,オペアンプの特性および使用法を述べた。

1. 電子部品の基礎知識
1.1 抵抗
 1.1.1 抵抗の特性
 1.1.2 抵抗器の種類
 1.1.3 抵抗の機能
1.2 コンデンサ
 1.2.1 コンデンサの特性
 1.2.2 コンデンサの種類
 1.2.3 コンデンサの機能
1.3 インダクタ(コイル)
1.4 ダイオード
 1.4.1 一般ダイオード
 1.4.2 ツェナーダイオード
 1.4.3 発光ダイオード
1.5 トランジスタ
 1.5.1 トランジスタの種類と回路記号
 1.5.2 トランジスタの型名
 1.5.3 トランジスタの基本特性
 1.5.4 トランジスタの機能
1.6 FET(電界効果トランジスタ)
 1.6.1 接合形FET
 1.6.2 MOS形FET
演習問題

2. ディジタル回路における数の表現
2.1 10進数と2進数
 2.1.1 数の表現と10進数
 2.1.2 2進数
2.2 16進数
 2.2.1 2進数から16進数へ
 2.2.2 16進数の長所
 2.2.3 10進数との変換
2.3 BCDコード(2進化10進数)
 2.3.1 10進数とBCDコード
 2.3.2 BCDコードの特徴
演習問題

3. ディジタル回路の基礎
3.1 論理レベルと電圧
3.2 基本ゲート回路
 3.2.1 AND,OR,NOT回路
 3.2.2 タイムチャート
3.3 MIL記号
 3.3.1 MIL記号の基本
 3.3.2 正論理と負論理
3.4 NANDとNORゲート
 3.4.1 NANDゲート
 3.4.2 NORゲート
 3.4.3 論理記号の変換
 3.4.4 NANDゲートと負論理
3.5 NANDゲートによる等価回路
3.6 ExORとExNORゲート
演習問題

4. ディジタルICの基礎
4.1 ディジタルICの種類
4.2 電源とグランド
 4.2.1 電源
 4.2.2 グランド
4.3 TTLの基礎
 4.3.1 TTLの種類と型名
 4.3.2 TTLの動作原理と使用法
 4.3.3 TTLレベルとノイズマージン
 4.3.4 TTLの入出力電流
 4.3.5 ファンアウト
 4.3.6 バッファ
4.4 CMOS IC
 4.4.1 CMOSの種類
 4.4.2 CMOSの動作原理と使用法
 4.4.3 CMOSレベル
 4.4.4 CMOSの入出力電流
 4.4.5 プルアップとプルダウン
 4.4.6 入力レベルの変換
4.5 CMOSとTTLのインタフェース
 4.5.1 TTLによるCMOSの駆動
 4.5.2 CMOSによるTTLの駆動
4.6 ゲートICの特殊機能
 4.6.1 オープンコレクタ・ドレイン出力
 4.6.2 スリーステート出力
 4.6.3 シュミットトリガ
演習問題

5. ディジタル回路の応用
5.1 フリップフロップ(FF)
 5.1.1 RSフリップフロップ(RS-FF)
 5.1.2 Dフリップフロップ(D-FF)
 5.1.3 JKフリップフロップ(JK-FF)
 5.1.4 フリップフロップの変換
5.2 レジスタ
 5.2.1 ラッチ
 5.2.2 シフトレジスタ
5.3 カウンタ
 5.3.1 バイナリカウンタ
 5.3.2 10進カウンタ
 5.3.3 周波数の分周機能
 5.3.4 イニシャルリセット信号
5.4 数字表示回路
 5.4.1 7セグメントLED表示器
 5.4.2 7セグメントデコーダ/ドライバ
 5.4.3 スタティックドライブ表示
 5.4.4 ダイナミックドライブ表示
5.5 エンコーダとデコーダ
 5.5.1 エンコーダ
 5.5.2 デコーダ
5.6 マルチプレクサ
 5.6.1 マルチプレクサの機能
 5.6.2 マルチプレクサIC
5.7 アナログスイッチ
 5.7.1 アナログスイッチの特徴
 5.7.2 アナログスイッチIC
5.8 マルチバイブレータ
 5.8.1 非安定マルチバイブレータ
 5.8.2 単安定マルチバイブレータ
演習問題

6. マイクロコンピュータの基礎
6.1 マイコンの構成
 6.1.1 基本構成
 6.1.2 バスの役割
 6.1.3 CPU
6.2 メモリ
 6.2.1 メモリの種類
 6.2.2 メモリ容量
 6.2.3 メモリマップ
6.3 入出力ポート
 6.3.1 I/Oポートのアドレス空間
 6.3.2 パラレル入出力
 6.3.3 シリアル入出力
演習問題

7. コンピュータと機械とのインタフェース
7.1 マイコン入出力
 7.1.1 ワンボードマイコンArduino
 7.1.2 Arduinoの入出力ピンと操作プログラム
 7.1.3 オープンドレイン出力と内蔵プルアップ
 7.1.4 LEDの点灯回路
 7.1.5 リレーの駆動
 7.1.6 アナログ入出力
7.2 スイッチ入力
 7.2.1 プルアップとプルダウン
 7.2.2 チャタリング防止
7.3 ステッピングモータの駆動
 7.3.1 ステッピングモータの特徴
 7.3.2 駆動原理と励磁方式
 7.3.3 ステッピングモータの駆動回路
 7.3.4 プログラムによる駆動
7.4 DCモータのPWM制御
 7.4.1 DCモータの等価回路
 7.4.2 PWM方式による駆動
 7.4.3 コンピュータによるDCモータの制御
 7.4.4 Hブリッジ回路による正逆転PWM制御
7.5 ホトカプラとホトインタラプタ
 7.5.1 ホトカプラ
 7.5.2 ホトインタラプタ
演習問題

8. アナログICの基礎
8.1 オペアンプの概要
 8.1.1 オペアンプとは
 8.1.2 オペアンプの基本特性
8.2 オペアンプによる増幅回路
 8.2.1 反転増幅回路
 8.2.2 非反転増幅回路
 8.2.3 差動増幅回路
 8.2.4 ボルテージホロア
 8.2.5 オフセット調整
8.3 オペアンプによる演算回路
 8.3.1 コンパレータ
 8.3.2 加算回路
 8.3.3 電流-電圧変換
演習問題

引用・参考文献
演習問題の解答
索引

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西堀 賢司(ニシボリ ケンジ)

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