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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Молекула-транзистор 22.02.2022 Шведским ученым удалось изготовить простую молекулу углеводорода с функцией логического вентиля, вроде тех, которые обеспечивают работу транзисторов. Это открытие позволяет приблизиться к созданию электрических компонентов размером в несколько нанометров. "Мы разработали простую молекулу углеводорода, которая изменяет форму и одновременно превращается из непроводящей в проводящую, проводящую под действием электрического потенциала. Секретом успеха стало создание в молекуле так называемого антиароматического кольца, так что она стала более надежной и способной принимать и передавать электроны", - сказал один из исследователей Дэниел Странд. Многие органические молекулы состоят из ароматических бензольных колец, состоящих из шести атомов углерода. Однако эти молекулы не изменяют свои свойства или формы под действием электричества. Поэтому ученые обратились к кольцам из восьми атомов углерода. Если в такую молекулу ввести два электрона, она становится плоской и проводящей, хотя до этого была бочкообразной и непроводящей. В этом смысле ее свойства аналогичны транзистору. Уникальность этой молекулы в ее простоте. Она состоит только из атомов углерода и водорода, поэтому производить ее искусственным путем не составляет труда. Открытие шведских химиков означает, что теперь можно задуматься над разработкой электрических переключателей и новых механических систем в масштабе одной молекулы на основе антиароматических углеводородов, лежащих в основе еще более миниатюрных и быстрых вычислительных машин. Молекулы, изменяющие форму в ответ на электрический потенциал, открывают увлекательные возможности. Можно представить энергоэффективные компьютерные архитектуры, а в будущем, возможно, и электрические машины молекулярного масштаба. Деформируя определенным образом графен - плоские кольца атомов углерода - английские ученые получили в прошлом году транзистор. Их изобретение открывает новые перспективы миниатюризации электроники - микрочип с такими транзисторами был бы в 100 раз меньше обычного.

Другие интересные новости:

▪ Средство от никотина

▪ Рефальт - моментальный асфальт

▪ Навигация на атомных часах заменит GPS

▪ Гены, отвечающие за фотосинтез, способны повышать урожайность

▪ Полет на Марс изменит человеческий организм

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Детская научная лаборатория. Подборка статей

▪ статья Всё новое - это хорошо забытое старое. Крылатое выражение

▪ статья Что такое нитробактерии? Подробный ответ

▪ статья Бухгалтер-ревизор. Должностная инструкция

▪ статья Новые возможности редактора растровых шрифтов для ЖКИ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Блок питания с таймером. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025