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Cahier électronique. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / microcontrôleurs

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La nouvelle base d'éléments permet de créer des appareils compacts et économiques capables d'écrire du texte dans leur mémoire à l'aide d'un ordinateur personnel, puis de le lire hors ligne. L'article décrit une sorte de « bloc-notes » dans lequel vous pouvez stocker jusqu'à 64 Ko d'informations textuelles.

Le schéma de principe de l'appareil est illustré à la fig. 1. Sa base est le contrôleur PIC16F84 (DD1). Le texte est stocké dans la puce DS1 d'une mémoire Flash non volatile avec une interface série l2C (voir l'article de A. Dolgoy "Memory chips with an l2C interface. Features and application" in "Radio", 2001, No. 2 , p. 24-26 ; n° 3, p. 25, 26). A travers cette interface, implémentée dans un logiciel, le microcontrôleur DD1 lit les informations de DS1 et les transmet à l'indicateur à cristaux liquides (LCD) HG1. Avant de lire ou d'écrire chaque octet, l'adresse de cette cellule est transférée dans la cellule mémoire de la puce DS1. Cela ralentit quelque peu les choses, mais évite les problèmes liés aux différentes tailles de page qui peuvent survenir lors de l'utilisation de puces de différents fabricants.

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En plus de l'indicateur LCD proprement dit, l'ITM-1602ATR / R (HG1) intègre un contrôleur HD44780 qui organise l'échange de données avec le microcontrôleur DD1, dispose d'un générateur de caractères pour la sortie des caractères et est responsable de l'affichage des informations à l'écran. Pour réduire le nombre de ports utilisés par le microcontrôleur DD1, l'échange avec HG1 s'effectue via une interface à quatre bits, dans laquelle les données à huit bits sont transmises en tétrades en deux temps. Dans ce mode de fonctionnement, les sorties DB0-DB3 de l'indicateur ne sont pas utilisées.

Le "notebook" est contrôlé à l'aide des boutons SB1-SB3 : les deux premiers servent à faire défiler le texte et à déplacer le curseur du menu, et le troisième à ouvrir le menu et à confirmer la sélection de ses éléments. Étant donné que toutes les lignes d'entrée du port B sont connectées à l'alimentation via des résistances, il n'est pas nécessaire que des résistances externes "montent" les ports RB5-RB7 vers la ligne d'alimentation.

Étant donné que l'appareil ne nécessite pas une grande précision de synchronisation, un circuit RC (R1C3) est utilisé comme éléments de réglage de fréquence du générateur d'horloge du microcontrôleur DD1. Le générateur ne fonctionne que lorsque le microcontrôleur accède à la mémoire ou à l'indicateur LCD, en attendant qu'un bouton soit pressé, il est éteint et le microcontrôleur est en mode basse consommation.

Lorsque l'alimentation est allumée, l'écran de démarrage apparaît pendant une courte période sur l'écran indicateur, après quoi l'appareil entre en mode menu. Maintenant, en déplaçant le curseur avec les boutons SB1 ("←"), SB2 ("→") et en confirmant la commande avec le bouton SB3 ("*"), vous pouvez passer en mode lecture (élément "R"), en mode "veille" (rubrique "S"), placez le curseur au début du texte (point "H") ou à sa fin (point "E"). Dans ce mode, l'écran affiche également la position actuelle du texte sous forme hexadécimale. A la lecture, le texte est "feuilleté" avec les touches SB1 et SB2, le retour au menu s'effectue avec la touche SB3. La résistance ajustable R5 permet de régler le contraste de l'image sur l'indicateur HG1. A partir du mode "veille", l'appareil s'affiche en appuyant sur n'importe quel bouton.

Pour échanger des informations entre le "portable" et l'ordinateur, un programme spécial est utilisé, avec lequel vous pouvez transférer du texte à la fois de l'ordinateur vers l'appareil, et vice versa. Le programme est un éditeur de texte simplifié avec la possibilité de charger du texte dans un "cahier" et de le décharger. Pour charger du texte dans l'appareil, vous devez ouvrir un fichier texte au format ASCII à l'aide du menu "Fichier-Ouvrir", puis, éventuellement, après avoir apporté quelques modifications à ce texte dans la fenêtre de l'éditeur, utilisez le "E-Book → Télécharger" pour démarrer le processus de téléchargement. Vous pouvez préparer le texte à télécharger dans n'importe quel autre éditeur de texte, puis le copier via le presse-papiers Windows dans la fenêtre de l'éditeur de programme. Le déchargement du texte du "carnet" se fait via le menu "E-Book → Télécharger". Après cela, le texte peut être enregistré dans un fichier ASCII ou transféré vers un autre programme via le presse-papiers. Les paramètres de fonctionnement du programme (numéro de port LPT et capacité de mémoire "portable") sont modifiés via le menu "Paramètres → Paramètres".

L'échange s'effectue au moyen d'un câble adaptateur dont le schéma est illustré à la fig. 2. La prise XP1 est connectée au port parallèle (LPT) de l'ordinateur. Sur les transistors VT1, VT2, la fonction d'un élément à collecteur ouvert est implémentée, ce qui est nécessaire pour fonctionner avec le bus l2C. Les lignes SCL et SDA sont connectées aux lignes d'entrée du port LPT (broches 13 et 12, respectivement) pour surveiller l'état du premier et recevoir des données via le second de l'ordinateur.

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Lorsque vous travaillez avec un ordinateur, le bus l2C fonctionne en mode "Multi Master". Pour résoudre les conflits, il utilise l'algorithme suivant : avant que l'un des périphériques maîtres ne soit sur le point d'échanger avec la mémoire, il surveille le niveau du signal sur la ligne SCL pendant un certain temps. Si pendant ce temps il n'y avait pas de niveau zéro logique sur celui-ci, le dispositif maître entame un échange avec la mémoire. Sinon, il continue à surveiller l'état de la ligne SCL. Comme un tel algorithme n'est pas toujours en mesure d'éliminer les conflits, il est déconseillé d'appuyer sur les boutons "notebook" lors de l'échange d'informations avec l'ordinateur.

L'alimentation est fournie à la puce DS1 et à l'indicateur HG1 via le port RB4 du microcontrôleur DD1. Cela vous permet de mettre l'appareil en mode "veille" par programmation. Dans ce cas, l'alimentation n'est fournie qu'au microcontrôleur, qui passe également en mode "veille" (le générateur d'horloge est éteint), et le courant consommé par l'appareil est réduit à une valeur ne dépassant pas dix microampères. Le retour au mode de lecture, comme indiqué, se fait en appuyant sur n'importe quel bouton de l'appareil. Dans ce cas, le contrôleur sort du mode "veille", alimente la puce mémoire et l'indicateur, et effectue la procédure d'initialisation de ce dernier. Après cela, vous pouvez continuer à lire le "livre" à partir de la position qui était en cours au moment où l'appareil a été mis en mode "veille".

La plupart des pièces de l'appareil sont montées sur une carte de circuit imprimé, réalisée conformément à la Fig. 3.

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L'appareil peut utiliser le microcontrôleur PIC16F84 ou PIC16F84A dans n'importe quelle version. DS1 - toute puce avec une interface l2C de la série AT24C01-AT24C512 (capacité de mémoire de 128 octets à 64 Ko) d'ATMEL ou d'autres fabricants. En même temps, pour chaque microcircuit, ils utilisent leur propre version du micrologiciel du contrôleur. En principe, il est possible d'utiliser de une à huit puces mémoire, en définissant une adresse unique pour chacune, en fonction de leur type, à l'aide des entrées d'adresse AO-A3, mais cela nécessitera un ajustement du programme du contrôleur.

Les codes de programme pour la puce AT24C512 sont indiqués dans le tableau.

(cliquez pour agrandir)

Indicateur LCD HG1 - deux lignes (16 caractères par ligne) par Intech avec générateur de caractères russes. Vous pouvez utiliser d'autres indicateurs à une et deux lignes de cette société ou des indicateurs similaires d'autres sociétés dont le contrôleur est compatible avec le HD44780. Dans ce cas, dans le programme du microcontrôleur, vous devez ajuster les valeurs des variables largeur et hauteur. Si des indicateurs avec un grand nombre de lignes sont utilisés, une modification plus sérieuse du programme sera nécessaire.

Les indicateurs avec le contrôleur HT44780 sont disponibles avec différents générateurs de caractères. S'il n'est pas possible d'acheter un indicateur avec un générateur de caractères russes, lors de la saisie de texte, il est permis de remplacer les lettres russes par des lettres similaires en latin ou d'utiliser la translittération (écrire des mots russes en lettres latines). Cette fonctionnalité est incluse dans le programme. Lorsque le texte est transféré dans le "carnet", les caractères sont automatiquement remplacés par ceux spécifiés par l'utilisateur. La table de remplacement des caractères peut être modifiée via le menu "Paramètres → Options" du programme.

Lors de la programmation du microcontrôleur DD1, vous devez définir les valeurs de bit suivantes dans le mot de configuration : type de générateur (OSC) - RC, temporisateur de surveillance (WDT) - désactivé, délai après mise sous tension (PWRTE) - activé.

Pour alimenter l'appareil, une tension de 4 ... 5 V est nécessaire (trois cellules galvaniques de taille AAA ou quatre piles à disque D-0,1). Le fonctionnement est maintenu lorsque la tension de la batterie chute à 3 V, cependant, la lecture des informations de l'indicateur LCD dans ce cas est difficile.

En tant que prise XS1 (voir Fig. 1), l'appareil utilise un connecteur de casque stéréo utilisé dans les équipements importés. Fiche XP1 (voir fig. 2) - ordinateur DB-25M. Les transistors VT1, VT2 (toutes structures npn à faible puissance en silicium) et les résistances R1, R2 sont montées sur charnières à l'intérieur de la prise XP1. La longueur du câble de raccordement ne dépasse pas 2 m.

Fichiers de projet: textes sources et codes pour le "firmware" de la ROM du contrôleur PIC pour l'indicateur 2x16 et diverses puces de mémoire de la série indiquée, ainsi qu'un programme pour travailler avec le "portable".

Auteur : S.Kuleshov

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