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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Cuaderno electrónico. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Microcontroladores La nueva base de elementos permite crear dispositivos compactos y económicos que pueden utilizar una computadora personal para escribir texto en su memoria y luego leerlo sin conexión. El artículo describe una especie de “cuaderno” en el que se pueden almacenar hasta 64 KB de información de texto. El diagrama esquemático del dispositivo se muestra en la Fig. 1. Su base es el controlador PIC PIC16F84 (DD1). El texto se almacena en el chip DS1 de una memoria Flash no volátil con una interfaz serial l2C (ver el artículo de A. Dolgoy “Chips de memoria con interfaz l2C. Características y aplicaciones” en “Radio”, 2001, No. 2, págs. 24-26; núm. 3, págs. 25, 26). A través de esta interfaz de software, el microcontrolador DD1 lee información de DS1 y la transmite a la pantalla de cristal líquido (LCD) HG1. Antes de leer o escribir cada byte en una celda de memoria del chip DS1, se transmite la dirección de esa celda. Esto ralentiza un poco las cosas, pero evita problemas asociados con diferentes tamaños de páginas de memoria que pueden surgir al usar chips de diferentes compañías.
Además del indicador LCD en sí, el ITM-1602ATR/R (HG1) incluye un controlador HD44780, que organiza el intercambio de datos con el microcontrolador DD1, tiene un generador de caracteres para la salida de símbolos y es responsable de mostrar información en la pantalla. Para reducir el número de puertos utilizados del microcontrolador DD1, el intercambio con HG1 se realiza a través de una interfaz de cuatro bits, en la que los datos de ocho bits se transmiten en tétradas en dos etapas. En este modo de funcionamiento no se utilizan los pines indicadores DB0-DB3. El "cuaderno" se controla mediante los botones SB1-SB3: los dos primeros se utilizan para desplazar el texto y mover el cursor del menú, y el tercero es para abrir el menú y confirmar la selección de sus elementos. Dado que todas las líneas de entrada del puerto B están conectadas a la fuente de alimentación a través de resistencias, no hay necesidad de resistencias externas para conectar los puertos RB5-RB7 a la línea de alimentación. Dado que el dispositivo no requiere alta precisión en los intervalos de tiempo, se utiliza un circuito RC (R1C3) como elementos de ajuste de frecuencia del generador de reloj del microcontrolador DD1. El generador opera sólo cuando el microcontrolador está accediendo a la memoria o al indicador LCD; mientras espera que se presione un botón, se apaga y el microcontrolador queda en modo de bajo consumo de energía. Cuando enciende la alimentación, aparece una pantalla de presentación en la pantalla indicadora por un corto tiempo, después de lo cual el dispositivo entra en modo de menú. Ahora, moviendo el cursor con los botones SB1 ("←"), SB2 ("→") y confirmando el comando con el botón SB3 ("*"), puede cambiar al modo de lectura (elemento "R"), al modo "suspensión" (elemento "S "), coloque el cursor al principio del texto (elemento "H") o al final (elemento "E"). En este modo, la pantalla también muestra la posición actual del texto en formato hexadecimal. Al leer, el texto se “hojea” con los botones SB1 y SB2, el regreso al menú se realiza con el botón SB3. La resistencia recortadora R5 se utiliza para ajustar el contraste de la imagen en el indicador HG1. El dispositivo sale del modo de suspensión presionando cualquier botón. Para intercambiar información entre el "cuaderno" y la computadora, se utiliza un programa especial con el que se puede transferir texto tanto de la computadora al dispositivo como viceversa. El programa es un editor de texto simplificado con la capacidad de cargar texto en un "cuaderno" y descargarlo. Para descargar texto al dispositivo, debe usar el menú "Abrir archivo" para abrir un archivo de texto en formato ASCII y luego, tal vez, realizar algunos cambios en este texto en la ventana del editor, usar el "Libro electrónico → Cargar” para iniciar el proceso de descarga. El texto para descargar se puede preparar en cualquier otro editor de texto y luego copiarlo a la ventana del editor del programa usando el portapapeles de Windows. La carga de texto desde el “cuaderno” se realiza a través del menú “Libro electrónico → Descargar”. Después de esto, el texto se puede guardar en un archivo ASCII o transferir a otro programa a través del portapapeles. Los parámetros operativos del programa (número de puerto LPT y tamaño de memoria del portátil) se pueden cambiar a través del menú "Configuración → Opciones". El intercambio se realiza a través de un cable adaptador, cuyo esquema se muestra en la Fig. 2. El enchufe XP1 está conectado al puerto paralelo (LPT) de la computadora. Los transistores VT1, VT2 implementan la función de un elemento colector abierto, que se requiere para trabajar con el bus L2C. Las líneas SCL y SDA están conectadas a las líneas de entrada del puerto LPT (pines 13 y 12, respectivamente) para monitorear el estado de la primera y recibir datos sobre la segunda desde la computadora.
Cuando se trabaja con una computadora, el bus l2C funciona en el modo "Multi Master". Para resolver conflictos, utiliza el siguiente algoritmo: antes de que cualquiera de los dispositivos maestros esté a punto de intercambiar con la memoria, monitorea el nivel de señal en la línea SCL durante algún tiempo. Si durante este tiempo no había ningún nivel cero lógico, el dispositivo maestro comienza a comunicarse con la memoria. En caso contrario, continúa monitoreando el estado de la línea SCL. Dado que dicho algoritmo no siempre es capaz de eliminar conflictos, no se recomienda presionar los botones del "cuaderno" mientras se intercambia información con la computadora. La energía se suministra al chip DS1 y al indicador HG1 a través del puerto RB4 del microcontrolador DD1. Esto le permite poner el dispositivo en modo de suspensión mediante programación. En este caso, la energía se suministra solo al microcontrolador, que también entra en modo de suspensión (el generador de reloj se apaga) y la corriente consumida por el dispositivo se reduce a un valor que no exceda las decenas de microamperios. El regreso al modo lectura, como se señaló, se realiza presionando cualquier botón del dispositivo. En este caso, el controlador sale del modo de suspensión, suministra energía al chip de memoria y al indicador y lleva a cabo el procedimiento de inicialización de este último. Después de esto, puede continuar leyendo el "libro" desde la posición actual cuando el dispositivo se puso en modo "suspensión". La mayoría de las piezas del dispositivo están montadas en una placa de circuito impreso fabricada de acuerdo con la Fig. 3.
El dispositivo puede utilizar un microcontrolador PIC16F84 o PIC16F84A en cualquier diseño. DS1: cualquier microcircuito con interfaz l2C de la serie AT24C01-AT24C512 (capacidad de memoria de 128 bytes a 64 KB) de ATMEL u otros fabricantes. En este caso, cada microcircuito utiliza su propia versión del firmware del controlador. En principio, puede utilizar de uno a ocho chips de memoria, configurando una dirección única para cada uno, dependiendo de su tipo, utilizando las entradas de dirección AO-A3, pero esto requerirá ajustes en el programa del controlador. Los códigos de programa para el microcircuito AT24C512 se muestran en la tabla.
Indicador LCD HG1: dos líneas (16 caracteres por línea) de Intech con un generador de caracteres rusos. Puedes utilizar otros indicadores de una y dos líneas de esta empresa o similares de otras empresas cuyo controlador sea compatible con el HD44780. En este caso, en el programa del microcontrolador es necesario ajustar los valores de las variables ancho y alto. Si se utilizan indicadores con un gran número de líneas, será necesaria una modificación más seria del programa. Los indicadores con el controlador HT44780 están disponibles con varios generadores de caracteres. Si no puede comprar un indicador con un generador de caracteres rusos, al ingresar texto, está permitido reemplazar letras rusas con grafías similares en latín o usar transliteración (escribir palabras rusas en letras latinas). Esta característica se proporciona en el programa. Al transferir texto al "cuaderno", los caracteres se reemplazan automáticamente por los especificados por el usuario. La tabla de reemplazo de caracteres se puede cambiar a través del menú "Configuración → Opciones" del programa. Al programar el microcontrolador DD1, debe configurar los siguientes valores de bits en la palabra de configuración: tipo de oscilador (OSC) - RC, temporizador de vigilancia (WDT) - deshabilitado, retardo después del encendido (PWRTE) - habilitado. Para alimentar el dispositivo se necesita una tensión de 4...5 V (tres elementos galvánicos de tamaño AAA o cuatro pilas de disco D-0,1). El funcionamiento se mantiene cuando el voltaje de la batería cae a 3 V, pero en este caso resulta difícil leer la información del indicador LCD. Como toma XS1 (ver Fig. 1), el dispositivo utiliza un conector de auriculares estéreo, utilizado en equipos importados. HorquillaХР1 (ver Fig. 2) - computadora DB-25M. Los transistores VT1, VT2 (cualquier estructura npn de silicio de baja potencia) y las resistencias R1, R2 están montados con bisagras dentro del enchufe XP1. La longitud del cable de conexión no supera los 2 m. Archivos de proyecto: textos fuente y códigos de “firmware” para la ROM del controlador PIC para el indicador 2x16 y varios chips de memoria de la serie especificada, así como un programa para trabajar con el “notebook”. Autor: S.Kuleshov
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