Электронная записная книжка. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Микроконтроллеры

 Комментарии к статье

Новая элементная база позволяет создавать компактные и экономичные устройства, способные с помощью персонального компьютера записывать в свою память текст, а затем в автономном режиме читать его. В статье описывается своеобразная "записная книжка ", в которой можно хранить до 64 Кбайт текстовой информации.

Принципиальная схема устройства показана на рис. 1. Его основа - PIC-контроллер PIC16F84 (DD1). Текст хранится в микросхеме DS1 энергонезависимой Flash-памяти с последовательным интерфейсом l2C (см. статью А. Долгого "Микросхемы памяти с интерфейсом l2C. Особенности и применение" в "Радио", 2001, № 2, с. 24-26; № 3, с. 25, 26). Посредством этого интерфейса, реализованного программно, микроконтроллер DD1 читает информацию из DS1 и передает ее на жидкокристаллический (ЖК) индикатор HG1. Перед чтением или записью каждого байта в ячейку памяти микросхемы DS1 передается адрес этой ячейки. Это несколько замедляет работу, но предотвращает проблемы, связанные с разным размером страницы памяти, которые могут возникать при использовании микросхем разных фирм.

Кроме собственно ЖК индикатора, ITM-1602ATR/R (HG1) имеет в своем составе контроллер HD44780, который организует обмен данными с микроконтроллером DD1, имеет знакогенератор для вывода символов и отвечает за отображение информации на экране. Для сокращения числа используемых портов микроконтроллера DD1 обмен с HG1 ведется по четырехбитному интерфейсу, при котором восьмибитные данные передаются тетрадами в два этапа. При таком режиме работы выводы DB0-DB3 индикатора не используются.

Управляют "записной книжкой" с помощью кнопок SB1-SB3: первые две служат для прокрутки текста и перемещения курсора меню, а третья - для вызова меню и подтверждения выбора его пунктов. Поскольку все линии порта В, являющиеся входными, подключены к источнику питания через резисторы, необходимости во внешних резисторах, "подтягивающих" порты RB5-RB7 к линии питания, нет.

Так как от устройства не требуется высокой точности отсчета временных интервалов, в качестве частотозадающих элементов тактового генератора микроконтроллера DD1 используется RC-цепь (R3C1). Генератор работает только при обращении микроконтроллера к памяти или ЖК индикатору, во время ожидания нажатия кнопки он отключен и микроконтроллер находится в режиме пониженного энергопотребления.

При включении питания на экране индикатора на короткое время появляется заставка, после чего устройство переходит в режим меню. Теперь, перемещая курсор кнопками SB1 ("←"), SB2 ("→") и подтверждая команду кнопкой SB3 ("*"), можно перейти в режим чтения (пункт "R"), в "спящий" режим (пункт "S"), установить курсор в начало текста (пункт "Н") или в его конец (пункт "Е"). В этом режиме на экране отображается также текущая позиция текста в шестнадцатиричной форме. При чтении текст "листают" кнопками SB1 и SB2, возврат в меню осуществляется кнопкой SB3. Подстроечный резистор R5 служит для регулировки контрастности изображения на индикаторе HG1. Из "спящего" режима устройство выводят нажатием любой кнопки.

Для обмена информацией между "записной книжкой" и компьютером служит специальная программа, с помощью которой можно передавать текст как из компьютера в устройство, так и наоборот. Программа представляет собой упрощенный текстовый редактор с возможностью загрузки текста в "записную книжку" и выгрузки из нее. Для загрузки текста в устройство необходимо с помощью меню "Файл-Oткрыть" открыть текстовый файл в ASCII формате, а затем, возможно, произведя некоторые изменения этого текста в окне редактора, с помощью меню "Е-Воок→Закачать" запустить процесс загрузки. Текст для загрузки можно подготовить в любом другом текстовом редакторе, а затем через буфер обмена Windows скопировать его в окно редактора программы. Выгрузка текста из "записной книжки" производится через меню "Е-Book→Скачать". После этого текст может быть сохранен в ASCII файл или через буфер обмена перенесен в другую программу. Параметры работы программы (номер LPT порта и объем памяти "записной книжки") изменяют через меню "Настройки→ Параметры".

Обмен производится через кабель-адаптер, схема которого приведена на рис. 2. Вилку ХР1 подключают к параллельному (LPT) порту компьютера. На транзисторах VT1, VT2 реализована функция элемента с открытым коллектором, которая требуется для работы с шиной l2C. Линии SCL и SDA подключены к входным линиям LPT порта (соответственно контакты 13 и 12) для обеспечения контроля состояния первой и приема данных по второй со стороны компьютера.

При работе с компьютером шина l2C функционирует в режиме "Multi Master". Для разрешения конфликтов на ней используется следующий алгоритм: перед тем, как любое из master-устройств собирается произвести обмен с памятью, оно в течение некоторого времени следит за уровнем сигнала на линии SCL. Если в течение этого времени на ней не было уровня логического нуля, master-устройство начинает обмен с памятью. В противном случае оно продолжает отслеживать состояние линии SCL. Поскольку такой алгоритм не всегда способен устранить конфликты, нажимать кнопки "записной книжки" во время обмена информацией с компьютером не рекомендуется.

Питание на микросхему DS1 и индикатор HG1 поступает через порт RB4 микроконтроллера DD1. Это позволяет переводить устройство в "спящий" режим программным способом. При этом питание подается только на микроконтроллер, который также переходит в "спящий" режим (тактовый генератор выключается), и потребляемый устройством ток уменьшается до значения, не превышающего десятка микроампер. Возврат в режим чтения, как отмечалось, производится нажатием любой кнопки устройства. При этом контроллер выходит из "спящего" режима, подает питание на микросхему памяти и индикатор и проводит процедуру инициализации последнего. После этого можно продолжать читать "книжку" с той позиции, которая была текущей в момент перевода устройства в "спящий" режим.

Большинство деталей устройства смонтировано на печатной плате, изготовленной в соответствии с рис. 3.

В устройстве допустимо применение микроконтроллера PIC16F84 или PIC16F84A в любом исполнении. DS1 - любая микросхема с интерфейсом l2C из ряда АТ24С01-АТ24С512 (объем памяти от 128 байт до 64 Кбайт) фирмы ATMEL или других производителей. При этом для каждой микросхемы используют свой вариант прошивки контроллера. В принципе, можно применить от одной до восьми микросхем памяти, задавая для каждой в зависимости от их типа уникальный адрес с помощью адресных входов АО-A3, но при этом потребуется корректировка программы контроллера.

Коды программы для микросхемы АТ24С512 приведены в таблице.

(нажмите для увеличения)

ЖК индикатор HG1 - двустрочный (по 16 символов в строке) фирмы Intech с русским знакогенератором. Можно применить и другие одно- и двустрочные индикаторы этой фирмы или им подобные других фирм, контроллер которых совместим с HD44780. При этом в программе микроконтроллера нужно скорректировать значения переменных width и height. В случае использования индикаторов с большим числом строк потребуется более серьезная модификация программы.

Индикаторы с контроллером НТ44780 выпускаются с различными знакогенераторами. Если не удастся приобрести индикатор с русским знакогенератором, при вводе текста допустимо заменять русские буквы похожими по написанию латинскими либо использовать транслитерацию (писать русские слова латинскими буквами). Эта возможность предусмотрена в программе. При передаче текста в "записную книжку" символы автоматически заменяются на указанные пользователем. Таблицу замены символов можно изменить через меню "Настройки→Параметры" программы.

При программировании микроконтроллера DD1 нужно установить следующие значения бит в конфигурационном слове: тип генератора (OSC) - RC, сторожевой таймер (WDT) - выключен, задержка после включения питания (PWRTE) - разрешена.

Для питания устройства требуется напряжение 4...5 В (три гальванических элемента типоразмера AAA или четыре дисковых аккумулятора Д-0,1). Работоспособность сохраняется при снижении напряжения батареи до 3 В, однако считывание информации с ЖК индикатора в этом случае затрудняется.

В качестве розетки XS1 (см. рис. 1) в устройстве применен разъем от стереофонических головных телефонов, используемый в импортной аппаратуре. ВилкаХР1 (см. рис. 2) - компьютерная DB-25M. Транзисторы VT1, VT2 (любые кремниевые маломощные структуры n-p-n) и резисторы R1, R2 смонтированы навесным способом внутри вилки ХР1. Длина соединительного кабеля - не более 2 м.

Файлы проекта: исходные тексты и коды "прошивки" ПЗУ PIC-контроллера для индикатора 2x16 и различных микросхем памяти из указанного ряда, а также программа для работы с "записной книжкой".

Автор: С.Кулешов

Смотрите другие статьи раздела Микроконтроллеры.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Маршрутизатор ZTE 5G Indoor CPE MC8020 10.02.2022 Компания ZTE выпустила новый высокоскоростной маршрутизатор под названием 5G Indoor CPE MC8020. Новинка поддерживает 5G в полосе ниже 6 ГГц и диапазоне миллиметровых волн. Новая технология суперантенн обеспечивает на 15 % больший коэффициент усиления и на 20 % более высокую скорость по сравнению с моделью предыдущего поколения. Маршрутизатор соответствует стандарту Wi-Fi 6, а пиковая скорость передачи данных достигает 5.4 Гбит/с. Возможно одновременное обслуживание до 128 пользователей. В наличии NFC, позволяющий подключиться к роутеру одним касанием. Новые маршрутизатор получил нейронный процессор корпоративного уровня Qualcomm. Технология zLink Boost автоматически объединяет беспроводные и проводные широкополосные сети, позволяя устройству удвоить скорость восходящего и нисходящего потоков. Поддерживается технология OFDMA (многопользовательская версия цифровой модуляции OFDM). Стоимость ZTE 5G Indoor CPE MC8020 составляет 470 долларов.

Другие интересные новости:

▪ Найдены доказательства существования экзотического кваркового вещества

▪ Свинец прочнее, чем сталь

▪ Рукописи Мертвого моря

▪ Искусственный фотосинтез

▪ Импульсные трансформаторы Bourns для изолированных источников питания

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электроснабжение. Подборка статей

▪ статья Пойти налево. Крылатое выражение

▪ статья Кто является автором фразы Все мы вышли из гоголевской шинели? Подробный ответ

▪ статья Чесночница черешчатая. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Сенсорный регулятор мощности. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Вода не выливается из бутылки. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025