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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK Elektronisches Notizbuch. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Mikrocontroller Die neue Elementbasis ermöglicht die Erstellung kompakter und wirtschaftlicher Geräte, die mit einem PC Text in ihren Speicher schreiben und ihn dann offline lesen können. Der Artikel beschreibt eine Art „Notizbuch“, in dem Sie bis zu 64 KB Textinformationen speichern können. Das schematische Diagramm des Geräts ist in Abb. dargestellt. 1. Seine Basis ist der PIC-Controller PIC16F84 (DD1). Der Text wird im DS1-Chip eines nichtflüchtigen Flash-Speichers mit serieller l2C-Schnittstelle gespeichert (siehe den Artikel von A. Dolgoy „Speicherchips mit l2C-Schnittstelle. Funktionen und Anwendung“ in „Radio“, 2001, Nr. 2 , S. 24-26; Nr. 3, S. 25, 26). Über diese in Software implementierte Schnittstelle liest der Mikrocontroller DD1 Informationen von DS1 und überträgt sie an den Flüssigkristallanzeiger (LCD) HG1. Vor dem Lesen oder Schreiben jedes Bytes wird die Adresse dieser Zelle in die Speicherzelle des DS1-Chips übertragen. Das verlangsamt zwar etwas, vermeidet aber die Probleme mit unterschiedlichen Seitengrößen, die bei der Verwendung von Chips unterschiedlicher Hersteller auftreten können.
Neben der eigentlichen LCD-Anzeige verfügt ITM-1602ATR/R (HG1) über einen HD44780-Controller, der den Datenaustausch mit dem DD1-Mikrocontroller organisiert, über einen Zeichengenerator zur Zeichenausgabe verfügt und für die Anzeige von Informationen auf dem Bildschirm zuständig ist. Um die Anzahl der vom DD1-Mikrocontroller verwendeten Ports zu reduzieren, erfolgt der Austausch mit HG1 über eine Vier-Bit-Schnittstelle, bei der Acht-Bit-Daten in zwei Stufen in Tetraden übertragen werden. In dieser Betriebsart werden die Ausgänge DB0-DB3 des Anzeigers nicht verwendet. Die Steuerung des „Notizbuchs“ erfolgt über die Tasten SB1-SB3: Die ersten beiden dienen zum Scrollen des Textes und zum Bewegen des Menücursors, die dritte dient zum Öffnen des Menüs und zur Bestätigung der Auswahl seiner Elemente. Da alle Eingangsleitungen von Port B über Widerstände mit der Stromversorgung verbunden sind, sind keine externen Widerstände erforderlich, um die RB5-RB7-Ports an die Stromleitung „hochzuziehen“. Da das Gerät keine hohe Taktgenauigkeit erfordert, wird eine RC-Schaltung (R1C3) als Frequenzeinstellelement des Taktgenerators des DD1-Mikrocontrollers verwendet. Der Generator funktioniert nur, wenn der Mikrocontroller auf den Speicher oder die LCD-Anzeige zugreift, während er auf das Drücken einer Taste wartet, ausgeschaltet ist und sich der Mikrocontroller im Energiesparmodus befindet. Beim Einschalten erscheint für kurze Zeit der Begrüßungsbildschirm auf dem Anzeigebildschirm, woraufhin das Gerät in den Menümodus wechselt. Durch Bewegen des Cursors mit den Tasten SB1 („←“), SB2 („→“) und Bestätigen des Befehls mit der Taste SB3 („*“) können Sie nun in den Lesemodus wechseln (Punkt „R“), Um in den „Schlafmodus“ (Punkt „S“) zu wechseln, platzieren Sie den Cursor am Anfang des Textes (Punkt „H“) oder an dessen Ende (Punkt „E“). In diesem Modus zeigt der Bildschirm auch die aktuelle Position des Textes in hexadezimaler Form an. Beim Lesen erfolgt das „Blättern“ des Textes mit den Tasten SB1 und SB2, die Rückkehr ins Menü erfolgt mit der Taste SB3. Der Trimmerwiderstand R5 dient zur Einstellung des Bildkontrasts auf dem Indikator HG1. Aus dem „Sleep“-Modus wird das Gerät durch Drücken einer beliebigen Taste angezeigt. Um Informationen zwischen dem „Notebook“ und dem Computer auszutauschen, wird ein spezielles Programm verwendet, mit dem Sie Texte sowohl vom Computer auf das Gerät als auch umgekehrt übertragen können. Das Programm ist ein vereinfachter Texteditor mit der Möglichkeit, Text in ein „Notizbuch“ zu laden und daraus zu entladen. Um Text auf das Gerät herunterzuladen, müssen Sie über das Menü „Datei-Öffnen“ eine Textdatei im ASCII-Format öffnen und dann, möglicherweise nachdem Sie im Editorfenster einige Änderungen an diesem Text vorgenommen haben, die Funktion „E-Book →“ verwenden Klicken Sie auf das Menü „Hochladen“, um den Downloadvorgang zu starten. Sie können den Text zum Herunterladen in jedem anderen Texteditor vorbereiten und ihn dann über die Windows-Zwischenablage in das Fenster des Programmeditors kopieren. Das Entladen von Text aus dem „Notizbuch“ erfolgt über das Menü „E-Book → Download“. Anschließend kann der Text in einer ASCII-Datei gespeichert oder über die Zwischenablage in ein anderes Programm übertragen werden. Die Programmbetriebsparameter (LPT-Portnummer und „Notebook“-Speicherkapazität) werden über das Menü „Einstellungen → Parameter“ geändert. Der Austausch erfolgt über ein Adapterkabel, dessen Schema in Abb. dargestellt ist. 2. Stecker XP1 wird an den parallelen (LPT) Port des Computers angeschlossen. Auf den Transistoren VT1, VT2 ist die Funktion eines Open-Collector-Elements implementiert, das für die Arbeit mit dem l2C-Bus erforderlich ist. Die SCL- und SDA-Leitungen werden mit den Eingangsleitungen des LPT-Ports (Pins 13 bzw. 12) verbunden, um den Status der ersten zu überwachen und über die zweite Daten vom Computer zu empfangen.
Bei der Arbeit mit einem Computer arbeitet der l2C-Bus im „Multi Master“-Modus. Um Konflikte zu lösen, verwendet es den folgenden Algorithmus: Bevor eines der Master-Geräte mit dem Speicher austauscht, überwacht es einige Zeit lang den Signalpegel auf der SCL-Leitung. Liegt während dieser Zeit kein logischer Nullpegel vor, startet das Master-Gerät einen Austausch mit dem Speicher. Andernfalls überwacht es weiterhin den Zustand der SCL-Leitung. Da ein solcher Algorithmus Konflikte nicht immer beseitigen kann, wird davon abgeraten, beim Informationsaustausch mit dem Computer die „Notebook“-Tasten zu drücken. Die Stromversorgung des DS1-Chips und der HG1-Anzeige erfolgt über den RB4-Port des DD1-Mikrocontrollers. Dadurch können Sie das Gerät programmgesteuert in den „Schlafmodus“ versetzen. In diesem Fall wird nur der Mikrocontroller mit Strom versorgt, der ebenfalls in den „Schlafmodus“ geht (der Taktgenerator wird ausgeschaltet) und der vom Gerät verbrauchte Strom auf einen Wert von maximal zehn Mikroampere reduziert. Die Rückkehr in den Lesemodus erfolgt, wie erwähnt, durch Drücken einer beliebigen Taste am Gerät. In diesem Fall verlässt der Controller den „Schlafmodus“, versorgt den Speicherchip und die Anzeige mit Strom und führt für letztere den Initialisierungsvorgang durch. Danach können Sie das „Buch“ an der Position weiterlesen, die zum Zeitpunkt des Versetzens des Geräts in den „Ruhemodus“ aktuell war. Die meisten Teile des Geräts sind auf einer Leiterplatte montiert, hergestellt gemäß Abb. 3.
Das Gerät kann den Mikrocontroller PIC16F84 oder PIC16F84A in jeder Version verwenden. DS1 – jeder Chip mit einer l2C-Schnittstelle aus der AT24C01-AT24C512-Serie (Speichergröße von 128 Byte bis 64 KB) von ATMEL oder anderen Herstellern. Gleichzeitig verwenden sie für jede Mikroschaltung eine eigene Version der Controller-Firmware. Grundsätzlich ist es möglich, einen bis acht Speicherchips zu verwenden und für jeden, je nach Typ, über die Adresseingänge AO-A3 eine eindeutige Adresse festzulegen, dies erfordert jedoch eine Anpassung des Steuerungsprogramms. Die Programmcodes für den AT24C512-Chip sind in der Tabelle aufgeführt.
LCD-Anzeige HG1 – zweizeilig (16 Zeichen pro Zeile) von Intech mit russischem Zeichengenerator. Sie können andere ein- und zweizeilige Anzeigen dieser Firma oder ähnliche von anderen Firmen verwenden, deren Controller mit dem HD44780 kompatibel ist. In diesem Fall müssen Sie im Mikrocontroller-Programm die Werte der Breiten- und Höhenvariablen anpassen. Wenn Indikatoren mit einer großen Anzahl von Zeilen verwendet werden, ist eine gravierendere Änderung des Programms erforderlich. Indikatoren mit dem HT44780-Controller sind mit verschiedenen Zeichengeneratoren erhältlich. Wenn es nicht möglich ist, einen Indikator mit einem russischen Zeichengenerator zu erwerben, ist es bei der Texteingabe zulässig, russische Buchstaben durch ähnliche lateinische Buchstaben zu ersetzen oder die Transliteration zu verwenden (russische Wörter in lateinischen Buchstaben schreiben). Diese Funktion ist im Programm enthalten. Beim Übertragen von Text in das „Notizbuch“ werden die Zeichen automatisch durch die vom Benutzer angegebenen ersetzt. Die Zeichenersetzungstabelle kann über das Menü „Einstellungen → Optionen“ des Programms geändert werden. Beim Programmieren des DD1-Mikrocontrollers müssen Sie im Konfigurationswort folgende Bitwerte einstellen: Generatortyp (OSC) – RC, Watchdog-Timer (WDT) – deaktiviert, Verzögerung nach dem Einschalten (PWRTE) – aktiviert. Zur Stromversorgung des Gerätes ist eine Spannung von 4 ... 5 V erforderlich (drei galvanische Zellen der Größe AAA oder vier Scheibenbatterien D-0,1). Der Betrieb bleibt erhalten, wenn die Batteriespannung auf 3 V absinkt, allerdings ist es in diesem Fall schwierig, die Informationen von der LCD-Anzeige abzulesen. Als XS1-Buchse (siehe Abb. 1) nutzt das Gerät einen Anschluss von Stereo-Kopfhörern, die in importierten Geräten verwendet werden. Stecker XP1 (siehe Abb. 2) - Computer DB-25M. Die Transistoren VT1, VT2 (beliebige Silizium-NPN-Strukturen mit geringer Leistung) und die Widerstände R1, R2 sind im XP1-Stecker klappbar montiert. Die Länge des Anschlusskabels beträgt maximal 2 m. Projektdateien: Quelltexte und Codes für die „Firmware“ des PIC-Controller-ROMs für den 2x16-Anzeiger und diverse Speicherchips aus der angegebenen Serie, sowie ein Programm zum Arbeiten mit dem „Notebook“. Autor: S.Kuleshov
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