Elektronika Praktyczna 1998-09

9/98 ●

wrzesień ●

5 zł 90 gr

w w w. a v t . c o m . p l

▲

Efektowne reklamy świetlne na wystawach sklepów bardzo często decydują o ich sukcesie handlowym. Urządzenie opisane w artykule na str. 75 doskonale nadaje się do sterowania wężami świetlnymi stosowanymi zarówno w celach reklamo− wych, jak i rozrywkowych, np. na szkolnej dyskotece.

Urządzenie dla wszystkich elektroników kochających dobrą zabawę! Dzięki niemu nie trzeba mieć idealnego stanu zdrowia i kończyć dęblińskiej szkoły “orląt”, żeby móc “polatać” sobie dobrze uzbrojonym myśliwcem! Str. 76.

▲

Monitor słowa 8−bitowego

Elektroniczny “odrzutowiec”...

▲

Sterownik węża świetlnego

Zasilacz bez radiatorów

▲

Przyrząd ten przyda się z pew− nością w pracowni konstruktora układów cyfrowych, umożliwia− jąc “podglądanie” aktualnego stanu szyny danych lub adreso− wej. Str. 59.

Pozornie nie ma się czym chwalić, ale: niewielkie wymiary, duża sprawność, duża moc wyjścio− wa... To nie wszystkie zalety zasilacza którego opis publikuje− my na str. 53.

Stoper na szkolną olimpiadę Drugą częścią artykułu kończymy opis tego urządze− nia, prezentując moduły rozszerza− jące jego możli− wości, tzn. detektor strzału i fotoko− mórkę. Str. 67.

▲

Zasada działania tego urządzenia jest niezwykle prosta − odlicza ono czas do tyłu, informując o zbliżaniu się roku 2000. Dzięki temu nikt z nas nie przegapi tego, bar− dzo ważnego, momentu! Str. 41.

▲

▲

Zegar millenijny

▲

Uniwersalny sterownik oświetlenia dyskotekowego

Programator szeregowych pamięci EEPROM Jest to urządzenie od dawna oczeki− wane przez wielu Czytelni− ków EP. Od tej chwili zaprogra− mowanie dowol− nej pamięci szere− gowej z interfejsem I2C nie sprawi nikomu trudności! Str. 47.

4

EDWin krok po kroku

▲

▲

W ramach “Projektów Czytelni− ków” prezentujemy klasyczny układ sterownika oświetlenia dyskotekowego. Str. 85.

Rozpoczynamy krótki kurs obsługi programu do projektowania płytek drukowanych EDWin. Postanowiliśmy zwrócić Waszą uwagę na ten pakiet przede wszystkim ze względu na cenę − właścicielem najprostszej wersji EDWina można się stać za ok. 350 zł! Str. 28.

Elektronika Praktyczna 9/98

Nr 69 wrzesień '98

Konkurs .............................................................................. 6 Witryna klubu AVT ........................................................... 7 Świat hobby .................................................................... 11 Projekty zagraniczne Prosty odbiornik radiowy na fale średnie ......................... 13 Tester konduktancji z brzęczykiem i diodami LED .......... 17 Rozładowywarka do akumulatorów NiCd ...................... 19

Notatnik Praktyka Pamięci EEPROM w systemach mikroprocesorowych ... 21

Programy EDWin krok po kroku, część 1 ............................................ 28

Sprzęt

Automatyka na wesoło... ▲ ...lecz mimo to bardzo serio. Naj− nowszą propozycję firmy Siemens przedstawiamy na str. 30.

Mikrokontrolery COP8

Automatyka na wesoło ...................................................... 30 XPLA−Prommer − doskonałe narzędzie dla doskonałych układów ................................................. 32

Projekty

▲

Zgodnie z sierpniową obietnicą pre− zentujemy mało znaną rodzinę mikro− kontrolerów produkowanych przez firmę National Semiconductor. Str. 81.

Czytnik−programator kart chipowych .............................. 34 Zegar millenijny .................................................................... 41 Programator pamięci EEPROM z interfejsem szeregowym I2C ............................................ 47 Zasilacz bez radiatorów ..................................................... 53 Monitor słowa ośmiobitowego .......................................... 59 Kurant do zegara pseudoanalogowego ........................ 63 Stoper na szkolną olimpiadę, część 2 .............................. 67

Miniprojekty Sterownik węża świetlnego ................................................ 75 Elektroniczny "odrzutowiec" lub "motocykl" ..................... 76

Podzespoły Nowe podzespoły ............................................................... 77 Mikrokontrolery COP8 ......................................................... 81

Projekty Czytelników Uniwersalny sterownik oświetlenia dyskotekowego ....... 85

Forum ................................................................................ 88 Info Świat ......................................................................... 89 Info Kraj ............................................................................ 91 Listy ................................................................................... 98 Kramik+Rynek ................................................................ 93

▲ XPLA−Prommer, czyli jak wycis− nąć pieniądze z grapefuita c.d. Na str. 32 prezentujemy kolejne narzę− dzie uruchomieniowe dla układów CoolRunner firmy Philips.

Elektronika Praktyczna 9/98

Wykaz reklamodawców ............................................ 110 Ekspresowy Informator Elektroniczny ..................... 111 Wyniki konkursów .......................................................... 98

5

P

R

O J

E

K

T

Y P R O JZ E A K TG Y RZ AAGNR A I N CI C Z ZNN E

Prosty odbiornik radiowy na fale średnie WiÍkszoúÊ pocz¹tkuj¹cych elektronikÛw-amatorÛw rozpoczyna swe kariery od konstrukcji odbiornika radiowego. Oto projekt umoøliwiaj¹cy uzyskanie düwiÍku, ktÛry pochodzi nie wiadomo sk¹d...

Koszt oferowanych w handlu odbiornikÛw radiowych jest dzisiaj tak niski, øe budowanie w³asnego odbiornika wydaje siÍ byÊ pozbawione sensu. Z†drugiej jednak strony, konstrukcja prostego odbiornika radiowego tradycyjnie stanowi³a punkt pocz¹tkowy dzia³alnoúci elektronikÛw-hobbystÛw i†nadal pozostaje ciekawym i†przydatnym pierwszym doúwiadczeniem. Przedstawiamy bardzo prosty uk³ad, ktÛry zapewnia odbiÛr fal úrednich i†wysterowuje na przyzwoitym poziomie parÍ s³uchawek stereofonicznych. Oczywiúcie, odbiornik emisji z†modulacj¹ amplitudy daje sygna³ monofoniczny. Urz¹dzenie zasilane jest z†pojedynczej baterii 1,5V. Poniewaø pobÛr pr¹du jest znikomy, koszt eksploatacji radioodbiornika jest rÛwnieø bardzo niski. Prezentowany odbiornik, o†wzmocnieniu bezpoúrednim, zawiera specjalizowany uk³ad scalony. Mimo ma³ej liczby elementÛw sprawuje siÍ zupe³nie przyzwoicie i†zapewnia dobry odbiÛr wielu stacji.

Poziom fali noúnej wzrasta przy dodatnich po³Ûwkach fali akustycznej i†maleje podczas po³Ûwek ujemnych. W†przypadku przedstawionym na rys. 1a, sygna³ akustyczny jest przebiegiem trÛjk¹tnym, zapewniaj¹cym 100% modulacjÍ fali noúnej. Fala noúna osi¹ga dwukrotnie wiÍksz¹ wartoúÊ, niø wynosi jej amplituda bez modulacji, przy maksimach sygna³u akustycznego, a†przy minimach tego sygna³u poziom fali noúnej spada do zera. Istnieje wiele sposobÛw demodulacji sygna³u z†modulacj¹ AM. Najprostszym i†najbardziej popularnym z†nich jest sposÛb polegaj¹cy na wyprostowaniu sygna³u (rys. 1b). Wtedy úrednia wartoúÊ amplitudy sygna³u zmienia siÍ dok³adnie w†takt akustycznego sygna³u moduluj¹cego (gdyby nie dokonaÊ wyprostowania, wartoúÊ úrednia sygna³u zmodulowanego by³aby rÛwna zeru). Do odtworzenia sygna³u akustycznego (rys. 1c) z†wyprostowanego sygna³u zmodulowanego wystarczy zastosowaÊ prost¹ filtracjÍ dolnoprzepustow¹.

Modulacja amplitudy

Zasada dzia³ania

W†emisjach radiowych nadawanych na stosunkowo niskich czÍstotliwoúciach stosuje siÍ modulacjÍ amplitudy. Rys. 1 u³atwia zrozumienie zasady dzia³ania takich systemÛw. WysokoczÍstotliwoúciowa fala noúna zostaje zmodulowana sygna³em akustycznym w†taki sposÛb, by w†odbiorniku moøna by³o odtworzyÊ ten sygna³. W†przypadku modulacji amplitudy poziom fali noúnej zmienia siÍ w†takt Rys. 1. Sygnał AM (a) poddawany jest zmian napiÍcia sygprostowaniu jednopołówkowemu (b) oraz filtracji na³u akustycznego. dolnoprzepustowej, pozwalającej odtworzyć

Znajduj¹cy siÍ na rys. 2 ogÛlny schemat blokowy zawiera podstawowe podzespo³y odbiornika. Antena ferrytowa jest standardowym rozwi¹zaniem w†przypadku odbiornikÛw pracuj¹cych w†zakresie fal úrednich, poniewaø przy niewielkich rozmiarach zapewnia dostatecznie silny sygna³. AntenÍ stanowi po prostu cewka nawinÍta na rdzeniu ferrytowym. Cewka o okreúlonej indukcyjnoúci jest po³¹czona rÛwnolegle z†kondensatorem strojeniowym. Elementy te tworz¹ strojony obwÛd rezonansowy, maj¹cy dla czÍstotliwoúci rezonansowej bardzo duø¹ impedancjÍ. Dla takiej czÍstotliwoúci antena wykazuje wysok¹ skutecznoúÊ, natomiast dla innych czÍstotliwoúci sygna³y s¹ praktycznie zwierane do masy.

sygnał akustyczny (c).

Elektronika Praktyczna 9/98

13

P

R

O J

E

K

T

Y

Z A G R A N I C Z N E

Rys. 2. Schemat blokowy prostego odbiornika działającego w zakresie fal średnich.

Kondensator strojeniowy naleøy ustawiÊ tak, by czÍstotliwoúÊ rezonansowa znalaz³a siÍ w†pasmie fal úrednich, rozci¹gaj¹cym siÍ od 550kHz do 1,6MHz. WiÍkszoúÊ odbiornikÛw radiowych to odbiorniki superheterodynowe, ktÛre przesuwaj¹ widmo odbieranego sygna³u do okreúlonej czÍstotliwoúci, nosz¹cej nazwÍ czÍstotliwoúci poúredniej. W³aúnie tor tej czÍstotliwoúci w†odbiorniku zapewnia najwiÍksze wzmocnienie.

SelektywnoúÊ RÛwnieø przede wszystkim w†torze czÍstotliwoúci poúredniej zapewniana jest selektywnoúÊ odbiornika. SelektywnoúÊ jest miar¹ moøliwoúci wy³awiania tylko wybranej stacji spoúrÛd kilku pracuj¹cych na stosunkowo ma³o od siebie odleg³ych czÍstotliwoúciach. PrzesuniÍcie widma sygna³u do czÍstotliwoúci poúredniej znacznie u³atwia zapewnienie odpowiedniej selektywnoúci, poniewaø ³atwo jest zbudowaÊ selektywne filtry, ktÛre nie s¹ przestrajane. Odbiornik o†wzmocnieniu bezpoúrednim jest znacznie prostszym urz¹dzeniem niø odbiornik superheterodynowy, a†ca³¹ jego selektywnoúÊ i†znaczn¹ czÍúÊ wzmocnienia zapewniaj¹ uk³ady wielkiej czÍstotliwoúci. Uzyskanie dostatecznego wzmocnienia nie jest szczegÛlnie trudne w†przypadku odbiornika fal úrednich, poniewaø zakres przestrajania nie jest bardzo szeroki. WiÍkszym problemem jest zapewnienie odpowiedniej selektywnoúci. WiÍkszoúÊ spotykanych w†praktyce odbiornikÛw o†wzmocnieniu bezpoúrednim posiada tylko jeden filtr decyduj¹cy o†selektywnoúci. W†naszym przypadku filtr stanowi antena ferrytowa po³¹czona rÛwnolegle z†kondensatorem. Filtr ten nie jest w†stanie

14

zapewniÊ takiej selektywnoúci, jak w odbiorniku superheterodynowym. Uzyskana selektywnoúÊ jest jednak w†pe³ni wystarczaj¹ca. Sygna³ z†anteny jest podawany na stopieÒ o†duøej impedancji wejúciowej, ktÛry zapewnia minimalne obci¹øenie anteny. WiÍksze obci¹øenie prowadzi³oby do poszerzenia charakterystyki czÍstotliwoúciowej i†utraty selektywnoúci.

Kontrola poziomu Kolejnym stopniem toru jest wzmacniacz, zawieraj¹cy trzy stopnie wzmocnienia. Wzmocniony sygna³ jest podawany nastÍpnie na konwencjonalny detektor AM, ktÛry zapewnia takøe automatyczn¹ regulacjÍ wzmocnienia (ARW). Poziom sygna³u jest w†znacznym stopniu zaleøny od odbieranej stacji i†zadaniem obwodu ARW jest zapewnienie sta³oúci tego poziomu bez wzglÍdu na zmiany poziomu odbieranego sygna³u. Zapobiega on takøe przesterowaniu odbiornika w†przypadku

sygna³Ûw pochodz¹cych z†silnych nadajnikÛw. ObwÛd ARW poddaje filtracji dolnoprzepustowej (z†nisk¹ czÍstotliwoúci¹ graniczn¹) sygna³ proporcjonalny do wyprostowanego sygna³u noúnej. Uzyskane w†ten sposÛb napiÍcie sta³e, wolne od modulacji, jest proporcjonalne do poziomu sygna³u w†odbiorniku. NapiÍcie to modyfikuje wzmocnienie stopni wzmacniaj¹cych w†taki sposÛb, by zapewniÊ sta³y poziom sygna³u na wyjúciu wzmacniacza. Im wyøszy poziom odbieranego sygna³u, tym wiÍksze ograniczenie wzmocnienia toru. Mimo øe obwÛd ARW nie dzia³a w†sposÛb doskona³y i†silniejsze sygna³y daj¹ sygna³ akustyczny o†wyøszym poziomie, to jednak wahania tego poziomu s¹ w†znacznym stopniu ograniczone. Sygna³ akustyczny z†wyjúcia detektora jest podawany na wzmacniacz, daj¹cy niewielkie wzmocnienie napiÍciowe i†odpowiednio duøy pr¹d wyjúciowy (wzmacniacz mocy), zapewniaj¹cy w³aúciwe wysterowanie s³uchawek maj¹cych stosunkowo ma³¹ impedancjÍ.

Opis uk³adu Schemat ideowy odbiornika przedstawiono na rys. 3.†Uk³ad IC1 to ZN416E firmy Ferranti, zbliøony do dawnego ZN414Z, ale bogatszy od niego o†stopieÒ wyjúciowy zapewniaj¹cy wysterowanie pary s³uchawek. IndukcyjnoúÊ L1 to antena fer-

Rys. 3. Schemat ideowy prostego odbiornika działającego w zakresie fal średnich.

Elektronika Praktyczna 9/98

P

R

O J

E

K

T

Rys. 4. Sposób wykonania anteny. Cewkę należy nawinąć emaliowanym drutem miedzianym 0,28mm.

rytowa, a†VC1 jest kondensatorem strojeniowym. Kondensator C1 zapewnia odsprzÍganie uk³adu zasilania, a†C2 jest kondensatorem wyg³adzaj¹cym detektora. Kondensator C3 sprzÍga wyjúcie demodulatora z†wejúciem wzmacniacza buforowego uk³adu. S³uchawki s¹ pod³¹czane bezpoúrednio do wyjúcia uk³adu IC1, w†zwi¹zku z†czym podczas pracy odbiornika przep³ywa przez nie niewielki pr¹d sta³y. P³yniÍcie sta³ego pr¹du przez s³uchawki wysokiej jakoúci nie jest z†pewnoúci¹ godne polecenia, ale nie powinien mieÊ znaczenia w†przypadku tanich s³uchawek, ktÛre bÍd¹ wspÛ³pracowaÊ z†odbiornikiem. Uk³ad jest zasilany z†pojedynczej baterii 1,5V, ale zasilanie uk³adu bezpoúrednio z†baterii moøe przynieúÊ niepoø¹dane rezultaty, w†zwi¹zku z†tym dodano prosty rÛwnoleg³y stabilizator napiÍcia na tranzystorze TR1, obniøaj¹cy nieco napiÍcie zasilania i†zapewniaj¹cy stabilnoúÊ. Przy pomocy potencjometru VR1 moøna uzyskaÊ napiÍcie wyjúciowe od 0,6V do napiÍcia baterii. W†praktyce wybiera siÍ najwyøsze napiÍcie, przy ktÛrym uk³ad pracuje stabilnie. Uk³ad pobiera pr¹d o†natÍøeniu tylko 6mA.

100m i†úrednicy 9,5mm, nie powinno sprawiaÊ trudnoúci. Moøna oczywiúcie uøyÊ d³uøszego prÍta, ale uniemoøliwi to zamkniÍcie odbiornika w†niewielkiej obudowie. PrÍt ferrytowy moøna ³atwo

Y

Z A G R A N I C Z N E skrÛciÊ. W†tym celu najlepiej jest go naci¹Ê i†z³amaÊ -†ferryt jest bardzo twardym i†kruchym materia³em. Uzwojenie naleøy wykonaÊ z†miedzianego drutu emaliowanego o†úrednicy 0,28mm. Rozpocz¹Ê naleøy od przyklejenia drutu taúm¹ izolacyjn¹ z†jednej strony prÍta, zostawiaj¹c wyprowadzenie o†d³ugoúci oko³o 60mm. NastÍpnie naleøy ciasno, w†jednej warstwie, nawin¹Ê w†jednym kierunku 65 zwojÛw drutu, po czym przykleiÊ taúm¹ koniec drutu, pozostawiaj¹c drugie wyprowadzenie o d³ugoúci oko³o 60mm. Wyprowadzenia naleøy oczyúciÊ z†emalii, uøywaj¹c delikatnego

Antena Pierwszym etapem realizacji odbiornika jest wykonanie anteny ferrytowej, przedstawionej na rys. 4.†Uk³ad moøe pracowaÊ poprawnie z†dowoln¹ z†anten dostÍpnych w†handlu, maj¹ one jednak dodatkowe niewielkie uzwojenie sprzÍgaj¹ce, ktÛre nie jest potrzebne w†przedstawianym uk³adzie. Wykonanie anteny we w³asnym zakresie, jeúli dysponuje siÍ prÍtem ferrytowym o†d³ugoúci

Elektronika Praktyczna 9/98

Rys. 5. Schemat rozmieszczenia elementów na płytce uniwersalnej, miejsca przecięcia pasków miedzi oraz połączenia odbiornika.

15

P

R

O J

E

K

T

Y

Z A G R A N I C Z N E

pilnika lub noøyka, a†nastÍpnie je pocynowaÊ.

Montaø Rozmieszczenie elementÛw na p³ytce uniwersalnej, po³¹czenia wykonane przy pomocy zworek oraz widok p³ytki od strony úcieøek przedstawia rys. 5.†P³ytka ma nietypowe wymiary i†zakupion¹ p³ytkÍ naleøy przyci¹Ê do wielkoúci 21 paskÛw po 32 otwory. Naleøy takøe przeci¹Ê paski w†szeúciu miejscach i†wykonaÊ dwa otwory 3,3mm, do przymocowania p³ytki do obudowy. Podobnej wielkoúci otwÛr jest potrzebny do przymocowania anteny do p³ytki. NastÍpnie montujemy zworki i†inne elementy. Uk³ad IC1 montujemy w podstawce, mimo øe nie jest wraøliwy na ³adunki elektrostatyczne. Kondensatory poliestrowe powinny mieÊ odstÍp wyprowadzeÒ 5mm, co u³atwi ich wstawianie w†otwory. W†miejscach po³¹czeÒ p³ytki z†elementami zewnÍtrznymi (kondensator VC1, gniazdo SK1 i†prze³¹cznik S1) montujemy ko³ki lutownicze. Uk³ad musi byÊ umieszczony w†obudowie z†tworzywa sztucznego, poniewaø obudowa metalowa stanowiÊ bÍdzie ekran i†antena nie odbierze øadnego sygna³u. Pokrywa obudowy stanowiÊ bÍdzie p³ytÍ tyln¹, do ktÛrej zostanie przymocowana p³ytka. Elementy VC1, SK1 i†S1 znajd¹ siÍ na p³ycie czo³owej. Jako VC1 moøna uøyÊ dowolnego przestrajanego kondensatora o†maksymalnej pojemnoúci 200..300pF. NiektÛre z†takich kondensatorÛw mog¹ okazaÊ siÍ zbyt drogie lub zbyt duøe. Najlepszym wyjúciem jest uøycie taniego, miniaturowego kondensatora ze sta³ym dielektrykiem. Kondensator strojeniowy uøyty w†prototypie sk³ada³ siÍ z†dwÛch sekcji 141pF i†159pF, ktÛre po³¹czone rÛwnolegle dawa³y maksymaln¹ pojemnoúÊ 300pF. Kondensator ten moøna przymocowaÊ do obudowy przy pomocy dwÛch úrub, ale ³atwiej jest go po prostu przykleiÊ. Miniaturowe kondensatory zmienne czÍsto miewaj¹ nie standardowe wa³ki, utrudniaj¹ce uøycie typowych pokrÍte³. Kondensator uøyty w†prototypie mia³ wa³ek

16

sp³aszczony, o†úrednicy 6mm, na ktÛrym standardowe pokrÍt³o moøna stosunkowo ³atwo zamocowaÊ. Sygna³ audio jest wyprowadzony na stereofoniczne gniazdo 3,5mm SK1, w†ktÛrym wykorzystuje siÍ tylko dwa kontakty (po³¹czenie masy jest zbÍdne). W†niektÛrych przypadkach gniazda jack posiadaj¹ wbudowane prze³¹czniki, ale w†przedstawianym rozwi¹zaniu nie s¹ one wykorzystywane. Bateria jest umieszczona w†pojemniku z†tworzywa sztucznego, wyposaøonym w†koÒcÛwki lutownicze, s³uø¹ce do po³¹czenia baterii z†p³ytk¹ i†prze³¹cznikiem S1. Nie naleøy umieszczaÊ baterii w†obudowie zbyt blisko anteny, poniewaø moøe to pogorszyÊ parametry odbiornika. Urz¹dzenie powinno wspÛ³pracowaÊ ze s³uchawkami o†úredniej impedancji (oko³o 35Ω), oferowanymi jako wyposaøenie do przenoúnego sprzÍtu audio. Mog¹ to byÊ zarÛwno s³uchawki douszne jak i†klasyczne, przy czym s³uchawki douszne zapewniaj¹ wyøszy poziom düwiÍku. Przy suwaku potencjometru VR1 ustawionym w†po³oøeniu úrodkowym odbiornik zapewne bÍdzie pracowa³ w†sposÛb zadawalaj¹cy, ale dostrojenie tego potencjometru moøe przynieúÊ poprawÍ. Jeúli odbiornik wykazuje niestabilnoúÊ dla jakiejkolwiek czÍstotliwoúci, potencjometr naleøy obracaÊ zgodnie z†kierunkiem ruchu wskazÛwek zegara, jeúli zaú jest stabilny, to w†kierunku przeciwnym. Najlepsze wyniki uzyskuje siÍ przy ustawieniu potencjometru VR1 tuø obok punktu niestabilnej pracy (w kierunku zgodnym z†obrotem wskazÛwek zegara). NiestabilnoúÊ manifestuje siÍ wyøszym niø zwykle poziomem szumÛw oraz zmian¹ barwy düwiÍku przy przestrajaniu blisko czÍstotliwoúci stacji. Naleøy pamiÍtaÊ o†tym, øe antena ferrytowa jest anten¹ kierunkow¹, i†øe obracaj¹c odbiornik moøna znaleüÊ po³oøenie, w†ktÛrym odbierany sygna³ jest najsilniejszy. Kierunkowe w³asnoúci anteny moøna wykorzystaÊ takøe w†celu ograniczenia wp³ywu stacji powoduj¹cej zak³Ûcenia. EPE

WYKAZ ELEMENTÓW Rezystory R1: 68Ω VR1: 10kΩ, miniaturowy, montażowy, poziomy Kondensatory C1, C4: 10nF, poliestrowy, raster 5mm C2: 220nF, poliestrowy, raster 5mm C3: 100nF, poliestrowy, raster 5mm C5: 10µF/25V, wyprowadzenia jednostronne VC1: 250pF, strojeniowy (patrz tekst) Półprzewodniki TR1: BC549 IC1: ZN416E Różne B1: bateria 1,5V L1: prętowa antena ferrytowa na fale średnie SK1: gniazdo jack stereo 3,5mm S1: przełącznik jednobiegunowy jednopozycyjny obudowa z tworzywa sztucznego (ok. 114mm x 76mm x 38mm), fragment płytki drukowanej uniwersalnej 21 pasków x 38 otworów, podstawka 8−nóżkowa, pręt ferrytowy o długości 100mm i średnicy 9,5mm (patrz tekst), taśma izolacyjna, miedziany drut emaliowany 0,28mm (antena), pokrętło, uchwyt 9,5mm do zamocowania anteny, przewody, cyna itp.

Artyku³ publikujemy na podstawie umowy z redakcj¹ miesiÍcznika "Everyday Practical Electronics".

Elektronika Praktyczna 9/98

P

R

O J

E

K

T

Y P R O JZ E A K TG Y RZ AAGNR A I N CI C Z ZNN E

Tester konduktancji z brzęczykiem i diodami LED Tester konduktancji jest urz¹dzeniem o†jeden krok bardziej przyjaznym dla uøytkownika niø zwyczajne testery ci¹g³oúci znajduj¹ce siÍ w†wielu laboratoriach. Zawiera brzÍczyk, sygnalizuj¹cy bardzo ma³¹ rezystancjÍ miÍdzy dwoma punktami wzd³uø przewodnika, oraz wyúwietlacz LED, wskazuj¹cy rz¹d wielkoúci rezystancji miÍdzy tymi punktami, gdy brzÍczyk milczy.

Moøna siÍ spieraÊ, czy tester ci¹g³oúci, zapewniaj¹cy natychmiastowe sprawdzenie ci¹g³oúci przewodnika lub braku zwarcia w†uk³adzie, jest jednym z†najbardziej przydatnych gadøetÛw w†ma³ym elektronicznym laboratorium. BrzÍczyk, ktÛry düwiÍkiem sygnalizuje zamkniÍcie obwodu, jest standardowym wyposaøeniem dowolnego testera. Duøym ulepszeniem testera bÍdzie dodanie mu moøliwoúci informowania o†rzÍdzie wielkoúci rezystancji miÍdzy koÒcÛwkami pomiarowymi, gdy brzÍczyk milczy. Ta funkcja rozwi¹zuje problemy takie, jak ìczy ten styk prawid³owy?î albo ìczy ten przewÛd jest przerwany?î. Prosty wyúwietlacz w†naszym testerze natychmiast ukazuje wzglÍdn¹ wielkoúÊ rezystancji miÍdzy dwiema sondami.

Wskaünik Ani wyúwietlacz ciek³okrystaliczny, ani øaden inny kosztowny przyrz¹d nie bÍdzie potrzebny do przybliøonego wskazania wartoúci rezystancji lub jej przeciwieÒstwa - konduktancji. W†naszym urz¹dzeniu wskaünik tworzy grupa diod LED. WspÛ³pracuj¹ one z†dobrze znanym sterownikiem typu LM3915. Ten uk³ad scalony zosta³ zaprojektowany specjalnie do analogowego wskazywania napiÍcia za poúrednictwem linijki diod emituj¹cych úwiat³o. Uk³ad LM3915 zawiera ürÛd³o napiÍcia odniesienia oraz precyzyjny, dekadowy dzielnik napiÍcia. NapiÍcia z†dzielnika s¹ po-

Rys. 1. Schemat ideowy testera konduktancji jest przykładem prostoty.

Elektronika Praktyczna 9/98

17

P

R

O J

E

K

T

Y

Z A G R A N I C Z N E

dawane do szeregu komparatorÛw. Komparatory s¹ sterowane sekwencyjnie. Wyjúcia komparatorÛw mog¹ bezpoúrednio wysterowaÊ diody LED. Linijka diod pracuje w†trybie wskazania punktowego lub wskazania paskowego. JasnoúÊ úwiecenia moøe byÊ regulowana w†zaleønoúci od indywidualnych upodobaÒ. Jedn¹ z†zalet uk³adu LM3915 jest wzglÍdnie ma³a liczba niezbÍdnych elementÛw zewnÍtrznych (poza samymi diodami LED). Wysokoimpedancyjny obwÛd wejúciowy akceptuje napiÍcia o†wartoúciach od 0V do 1,5V poniøej napiÍcia zasilaj¹cego. ZbÍdny jest zewnÍtrzny obwÛd zabezpieczaj¹cy, jeøeli tylko poziom napiÍcia wejúciowego utrzymuje siÍ w†granicach od -35V do +35V. Poziom sygna³u wejúciowego wskazywany jest z†krokiem 3dB.

Pomiar rezystancji Poniewaø LM3915 przewidziany zosta³ do informowania o†wartoúci napiÍcia, a†nasze urz¹dzenie przeznaczone jest do wskazywania konduktancji (lub jej przeciwieÒstwa - rezystancji), musimy zapewniÊ konwersjÍ woltÛw na omy lub siemensy. Wykonujemy to przez umieszczenie dodatkowego dzielnika napiÍcia przy wejúciu uk³adu LM3915, a†takøe spowodowanie, øe wspÛ³czynnik podzia³u uzaleønia siÍ od wielkoúci rezystancji miÍdzy koÒcÛwkami sond pomiarowych. ZewnÍtrzny dzielnik napiÍcia na wejúciu IC1 (rys. 1) jest utworzony przez D1, R2 i†R3. Badana rezystancja (jeøeli w†ogÛle istnieje) jest po³¹czona szeregowo z†rezystorem R1 i†potencjometrem montaøowym P1, a†ponadto rÛwnolegle z†R3. W†ten sposÛb rezystancja ma wp³yw na wspÛ³czynnik podzia³u dzielnika, a†co za tym idzie - na sygna³

Rysunek 2. Płytka drukowana dla testera konduktancji.

18

dostarczany do nÛøki 5†uk³adu scalonego IC1. Linijka diod D2..D9 wskazuje wartoúci rezystancji od 10Ω do 7,5kΩ w†siedmiu krokach z†odstÍpem 3dB. Pierwsza dioda - D1 zaúwieca siÍ, gdy mierzona rezystancja jest mniejsza od 10Ω. WartoúÊ tÍ moøna zredukowaÊ do zera (to znaczy do ca³kowitej przewodnoúci) przy pomocy P1. Tranzystory T1 i†T2, rÛwnoleg³e do D1, powoduj¹, øe w†przypadku bardzo ma³ej rezystancji úwieci wy³¹cznie D1, a†brzÍczyk Bz1 daje sygna³ düwiÍkowy. Schemat ideowy na rys. 1 przedstawia uk³ad scalony LM3915, skonfigurowany do wskazania punktowego, przy ktÛrym tester pobiera niewielki pr¹d zasilania. Tryb ten jest wybierany przez pozostawienie otwartej nÛøki 9 (MODE). Prze³¹czenie wyúwietlania na tryb paskowy wymaga tylko po³¹czenia nÛøki 9 z†nÛøk¹ 3.

Konstrukcja mechaniczna Wiadomo, øe tester musi mieÊ moøliwie najmniejsze wymiary, aby zmieúci³ siÍ nawet w†kieszeni. Z†tego wzglÍdu p³ytka drukowana, ktÛrej mozaikÍ przedstawiono na wk³adce wewn¹trz numeru jest bardzo ma³a. Rozmieszczenie elementÛw przedstawiono na rys. 2. Montaø elementÛw na p³ytce jest rÛwnie prosty, jak zainstalowanie niezbÍdnych przewodÛw. Potrzebne s¹ tylko trzy pary prze-

wodÛw: jedna para dla sond (strza³ki), jedna dla brzÍczyka (BZ1) oraz jedna dla zasilania. Najlepszym ürÛd³em zasilania jest bateria 9V. PobÛr pr¹du nie jest wiÍkszy od 30mA (podczas pracy brzÍczyka), wiÍc bateria manganowo-alkaliczna powinna wystarczyÊ na oko³o jeden rok normalnej pracy. Kompletny tester wraz z†bateri¹ powinien zostaÊ umieszczony w†ma³ej plastykowej obudowie. Artyku³ publikujemy na podstawie umowy z redakcj¹ miesiÍcznika "Elektor Electronics". WYKAZ ELEMENTÓW Rezystory P1: potencjometr montażowy 47kΩ R1: 75Ω R2: 2,2kΩ R3: 17,8kΩ R4: 1,2kΩ R5, R6: 10kΩ R7: 100Ω Kondensatory C1: 0,1µF Półprzewodniki IC1: LM3915 D1..D9: diody LED 3mm D10: dioda Zenera 2,7V, 400mW D11: 1N4148 T1, T2: BC557C Różne Bz1: brzęczyk 12V Bt1: bateria 9V ze złączem Końcówki pomiarowe − 2 szt.

Elektronika Praktyczna 9/98

P

R

O J

E

K

T

Y P R O JZ E A K TG Y RZ AAGNR A I N CI C Z ZNN E

Rozładowywarka do akumulatorów NiCd PostÍp w†dziedzinie ogniw i†baterii ³adowalnych (akumulatorÛw) oraz nowe ich rodzaje opracowane w†ostatnich latach, jak ogniwa z†wodorkami metali lub litowo-jonowe, spotykaj¹ siÍ z†duøym zainteresowaniem przemys³u elektronicznego. Z†drugiej strony rzesza eksperymentatorÛw, hobbystÛw i†amatorÛw przyzwyczai³a siÍ do ogniw i†baterii niklowokadmowych, ktÛre towarzysz¹ nam juø od lat piÍÊdziesi¹tych. Zasadniczym powodem ich popularnoúci jest przede wszystkim ³atwoúÊ stosowania (pod tym wzglÍdem lepsze s¹ tylko zamkniÍte baterie o³owiowokwasowe). Kolejn¹ zalet¹ baterii NiCd jest niska rezystancja wewnÍtrzna (przynajmniej baterii wyprodukowanych w†technologii spiekÛw), umoøliwiaj¹ca uzyskanie duøych pr¹dÛw (choÊ mniejszych, niø z baterii o³owiowo-kwasowych).

Bateria niklowo-kadmowa ma duø¹ wytrzyma³oúÊ mechaniczn¹ i†d³ugi czas øycia. Charakteryzuje siÍ doskona³ymi parametrami w†niskich temperaturach i jest umieszczana w†hermetycznej obudowie. Jej cena jest jednak wyøsza niø baterii o³owiowo-kwasowej czy niklowo-cynkowej. W†wielu zastosowaniach s¹ najbardziej preferowane baterie o³owiowo-kwasowe. Duø¹ wad¹ baterii NiCd, wykonanych z†materia³Ûw spiekanych, jest tak zwany efekt pamiÍciowy, na szczÍúcie moøliwy do usuniÍcia. Zauwaømy w†tym miejscu, øe ogniwa i†baterie NiCd z†jednolit¹ p³yt¹ w†ogÛle nie wykazuj¹ tego efektu. Przedstawiony poniøej uk³ad jest wiÍc przeznaczony do stosowania ze spiekowymi ogniwami NiCd 1,2V.

Niska rezystancja wewnÍtrzna

standard: do dużych obciążeń: spiekowe:

110mΩ/ogniwo 50mΩ/ogniwo 19mΩ/ogniwo

Skutki dla úrodowiska Szkodliwe oddzia³ywanie baterii NiCd na úrodowisko jest jedn¹ z†ich najwiÍkszych wad. Zawieraj¹ one toksyczny kadm. W†wiÍkszoúci krajÛw wyrzucone baterie trafiaj¹ na wysypiska odpadÛw, gdzie pozostaj¹ zagroøeniem przez bardzo d³ugi czas. Oczywiúcie, jest prawd¹, øe ich czas øycia, wynosz¹cy 500..800 cykli ³adowanie/roz³adowanie, powoduje, øe miliony z†nich pozostaj¹ w†uøyciu przez wiele lat. Niemniej, szkodliwoúÊ kadmu by³a istotnym czynnikiem przy podejmowaniu decyzji o†rezygnacji ze stosowania baterii NiCd w†urz¹dzeniach konsumenckich. Inn¹ wad¹ spiekowych baterii NiCd (lecz nie baterii z†jednolit¹ p³yt¹) jest, jak juø mÛwiliúmy,

ZdolnoúÊ baterii NiCd do wytwarzania pr¹dÛw o†duøych wartoúciach (z powodu niskiej rezystancji wewnÍtrznej - przynajmniej w†przypadku baterii spiekowych) jest waønym czynnikiem dla bractwa modelarzy, gdyø napÍdy modeli redukcyjnych czÍsto wymagaj¹ duøych pr¹dÛw. Dla porÛwnania wartoúci rezystancji d.c. trzech odmian hermetycznych baterii 1,2V, 1Ah po ca³kowitym na³a- Rys. 1. Układ jest astabilnym multiwibratorem o częstotliwości 25kHz. dowaniu wynosz¹:

Elektronika Praktyczna 9/98

19

P

R

O J

E

K

T

Y

Z A G R A N I C Z N E

efekt pamiÍciowy. Ujawnia siÍ on poprzez utrzymywanie w†ogniwie parametrÛw poprzedniego cyklu. Naleøy to rozumieÊ w†taki sposÛb, øe po kilku powtarzaj¹cych siÍ czÍúciowych roz³adowaniach bateria nie bÍdzie mog³a roz³adowaÊ siÍ do koÒca. Efekt pamiÍciowy jest niedogodnoúci¹, poniewaø bateria o†pojemnoúci nominalnej, powiedzmy, 600mAh po pewnej liczbie cykli ³adowanie/roz³adowanie wykazuje pojemnoúÊ zaledwie 300 lub 400mAh. Stan ten nie ma wiele wspÛlnego z†wiekiem baterii: nawet nowa bateria utraci czÍúÊ swej pojemnoúci, jeøeli bÍdzie eksploatowana w†opisany powyøej sposÛb. Na szczÍúcie istnieje prosta metoda zapobiegania redukcji pojemnoúci. Co wiÍcej, metoda ta zapewnia teø przywrÛcenie nominalnej pojemnoúci bateriom cierpi¹cym na efekt pamiÍciowy. Recepta jest prosta: zapewnienie od czasu do czasu ca³kowitego roz³adowania baterii przed jej na³adowaniem. ìOd czasu do czasuî oznacza mniej wiÍcej co trzecie ³adowanie. S¹ juø na rynku ³adowarki wyposaøone w†funkcjÍ roz³adowania, lecz na pewno nie naleø¹ one do taÒszych typÛw.

Prawid³owe roz³adowanie Nie ma potrzeby budowania skomplikowanego uk³adu elektronicznego, aby roz³adowaÊ bateriÍ: w†najprostszym rozwi¹zaniu wystarczy do³¹czyÊ rezystor lub øarÛwkÍ. W†kaødym razie konieczne jest pilnowanie procesu roz³adowania dla zabezpieczenia siÍ przed spadkiem napiÍcia baterii

poniøej pewnego poziomu. Jeøeli ta progowa wartoúÊ zostanie przekroczona, wystÍpuje ryzyko odwrÛcenia polaryzacji w†ogniwach tworz¹cych bateriÍ. Prawid³owe roz³adowanie moøe byÊ wykonane tylko przy pomocy uk³adu, ktÛry dokona roz³adowania baterii do konkretnego napiÍcia, a†nastÍpnie od³¹czy j¹ od uk³adu. Schemat takiego uk³adu jest zupe³nie prosty - obejrzyjcie rys. 1. Mimo prostoty uk³ad prawid³owo wykonuje swe zadanie: roz³adowanie baterii do napiÍcia 650mV. Ta wartoúÊ gwarantuje, øe bateria zostanie prawid³owo roz³adowana bez niebezpieczeÒstwa odwrÛcenia biegunowoúci. Roz³adowanie odbywa siÍ nie pr¹dem sta³ym, lecz krÛtkimi impulsami, a†w†przerwach bateria ìdochodzi do siebieî. Jak stwierdzono w†praktyce, dziÍki tej metodzie czas øycia baterii wyd³uøa siÍ. Dioda D2 (LED) úwieci siÍ, informuj¹c o†trwaniu procesu roz³adowania. NapiÍcie o†wartoúci 0,65..1,2V jest dla diody zbyt niskie, musi wiÍc byÊ zwiÍkszone. W†tym celu multiwibrator astabilny (T1, T2) oscyluje z†czÍstotliwoúci¹ 25kHz. W†czasie w³¹czenia T2 pr¹d p³ynie przez cewkÍ L1, trwa magazynowanie energii w†postaci pola magnetycznego. Po wy³¹czeniu T2 cewka ìroz³adowuje siÍî przez diodÍ D2, ktÛra wÛwczas úwieci siÍ. Dioda D1 uniemoøliwia ìprzeciekiî energii z†cewki przez bazÍ tranzystora T1. Mog³oby dojúÊ do tego w†sytuacji, gdy kondensatory o†duøych pojemnoúciach towarzysz¹ rezystorom o†ma³ych wartoúciach rezystancji. Wartoúci rezystancji wybrane przez nas zapewniaj¹ dostatecznie duøy pr¹d roz³adowania, a przy napiÍciu baterii 1,2V ma on wartoúÊ 200mA. Przy 0,8V spada do oko³o 100mA. Gdy napiÍcie zbliøa siÍ do 0,65V, pr¹d maleje do 50mA. W†momencie spadku napiÍcia do 0,65V proces roz³adowania przerywa siÍ.

Konstrukcja mechaniczna Niewielki uk³ad elektroniczny zmieúci siÍ na p³ytce, ktÛrej widok przedstawiono na wk³adce wewn¹trz numeru. Na rys. 2 znajduje siÍ widok rozmieszczenia elementÛw.

20

Rys. 2. Układ rozładowujący opracowany został dla baterii 1,2V. Jeżeli w grę wchodzi zestaw kilku baterii, ewentualnie bateria o większym napięciu (np. 9V), trzeba użyć odpowiednio dużej liczby rozładowywarek.

Cewka L1 to niewielki d³awik, ³atwy do kupienia w†sklepach z†czÍúciami. Dioda LED powinna mieÊ duø¹ sprawnoúÊ (úwieciÊ przy ma³ym pr¹dzie). Dioda D1, ze wzglÍdu na wartoúÊ progowe napiÍcie roz³adowania, musi byÊ diod¹ Schottky'ego.

Korzystanie z†uk³adu Instrukcja uøywania roz³adowywarki nie bÍdzie d³uga. Wystarczy do uk³adu do³¹czyÊ bateriÍ 1,2V (przestrzegaj¹c biegunowoúci), sprawdziÊ czy dioda LED úwieci, a†po jej zgaúniÍciu od³¹czyÊ bateriÍ. Czas roz³adowania wynosi na ogÛ³ od 3†do 4†godzin. Jak wczeúniej wspomnieliúmy, nie jest niezbÍdne roz³adowanie baterii przed kaødym ³adowaniem: w†zupe³noúci wystarczy przeprowadzenie tej operacji co trzecie ³adowanie. Jeøeli podejrzewacie bateriÍ o†istnienie efektu pamiÍciowego, wykonajcie dwa albo trzy cykle roz³adowanie/³adowanie z†zastosowaniem naszego uk³adu. Taka kuracja w†prawie wszystkich przypadkach przywrÛci baterii jej ca³kowit¹ pojemnoúÊ. Artyku³ publikujemy na podstawie umowy z redakcj¹ miesiÍcznika "Elektor Electronics". WYKAZ ELEMENTÓW Rezystory R1, R4: 4,7Ω R2, R3: 100Ω Kondensatory C1: 0,22µF C2: 0,47µF Półprzewodniki D1: BAT85 D2: LED czerwona o wysokiej skuteczności T1, T2: BC639 Różne L1: dławik 4,7mH

Elektronika Praktyczna 9/98

NOTATNIK

PRAKTYKA

Pamięci EEPROM w systemach mikroprocesorowych, część 2 Tym artyku³em koÒczymy prezentacjÍ sposobÛw programowania szeregowych pamiÍci EEPROM. Poniewaø najwiÍksz¹ popularnoúci¹ ciesz¹ siÍ wúrÛd uøytkownikÛw pamiÍci z interfejsem I2C, przedstawiamy przyk³adow¹ procedurÍ ich obs³ugi, napisan¹ w asemblerze MCS-51. Interesuj¹cym uzupe³nieniem artyku³u jest opis programatora szeregowych pamiÍci EEPROM, ktÛry znajduje siÍ na str. 47.

Rys. 6.

EEPROM-y szeregowe z magistral¹ 3-przewodow¹ Powierzchnia p³ytki pÛ³przewodnikowej zawieraj¹ca strukturÍ pamiÍci stanowi u³amek powierzchni obudowy z†jej wieloma wyprowadzeniami adresowymi i†danych. W†celu zmniejszenia miejsca zajmowanego przez pamiÍÊ i†redukcji liczby po³¹czeÒ niezbÍdnych do komunikacji miÍdzy systemem a†pamiÍci¹, opracowane zosta³y EEPROM-y, w†ktÛrych adres i†dane przesy³ane s¹ szeregowo, bit za bitem. Do rodziny uk³adÛw z†magistral¹ 3-przewodow¹ naleø¹ EEPROM-y serii 93C46/57/66 o†pojemnoúciach 1/ 2/4kb. Schemat wyprowadzeÒ tych uk³adÛw pokazano na rys. 6, a†strukturÍ blokow¹ na rys. 7. Redukcja liczby wyprowadzeÒ i†szeregowy sposÛb transmisji spowodowa³y komplikacjÍ struktury uk³adÛw w†porÛwnaniu z†EEPROMami rÛwnoleg³ymi. Takøe wspÛ³praca z†pamiÍci¹ jest bardziej skomplikowana. W†pamiÍci dane wejúciowe i†wyjúciowe s¹ rozdzielone i†pojawiaj¹ siÍ na rÛønych wyprowadzeniach uk³adu. PoszczegÛlne wyprowadzenia maj¹ nastÍpuj¹ce funkcje:

- VCC i†GND - zasilanie uk³adu; - CS - wybÛr uk³adu, stan wysoki na tym wejúciu uaktywnia pamiÍÊ; - SK - wejúcie zegarowe, synchronizuj¹ce wprowadzanie i†wyprowadzanie danych z†pamiÍci; - DI - wejúcie bitÛw rozkazu, adresu i†danych; - DO - wyjúcie danych i†statusu pamiÍci; - ORG - wejúcie steruj¹ce wewnÍtrzn¹ organizacj¹ danych; - DC - wejúcie niepod³¹czane. Wyjaúnienia wymaga funkcja wyprowadzenia ORG. OtÛø uk³ady serii 93Cxx traktuj¹ dane w†sposÛb zaleøny od potencja³u do³¹czonego do wyprowadzenia ORG. Jeøeli wyprowadzenie jest zwarte do masy, dane s¹ traktowane jako s³owa 8-bitowe i†pojemnoúÊ pamiÍci 1K wynosi 128 s³Ûw. Jeøeli wyprowadzenie pod³¹czone zostanie do napiÍcia zasilaj¹cego, dane zapisywane s¹ jako s³owa 16-bitowe i†pojemnoúÊ pamiÍci zmniejsza siÍ do 64 s³Ûw. WybÛr trybu powoduje zmniejszenie lub zwiÍkszenie przestrzeni adresowej pamiÍci i†zmianÍ liczby bitÛw adresu (dla 93C46 i†formatu s³owa 8bitowego, adres sk³ada siÍ z†7†bitÛw, a†dla 16-bitowego formatu da-

Rys. 8.

Rys. 7.

Elektronika Praktyczna 9/98

Rys. 9.

21

NOTATNIK

PRAKTYKA

nych adres sk³ada siÍ z†6†bitÛw). Dzia³aniem pamiÍci steruje siedem instrukcji. Kaødej instrukcji przypisany jest 2-bitowy kod i†adres, wysy³ane szeregowo do pamiÍci poprzez wyprowadzenie DI. W tabeli 1 zawarto zestawienie poszczegÛlnych instrukcji, ich kodÛw i†powi¹zanych z†instrukcjami adresÛw. Najprostsz¹ operacj¹ jest odczyt danych z†pamiÍci. Schemat przebiegÛw na liniach steruj¹cych podczas realizacji tej instrukcji pokazano na rys. 8. Przed uaktywnieniem uk³adu pamiÍci przez podanie stanu wysokiego na wyprowadzenie CS, linie SK i†DI powinny byÊ na poziomie niskim. NastÍpnie jest generowany cykl rozbiegowy zegara, a†potem na wejúciu DI pojawia siÍ obowi¹zkowo stan 1. Bit jedynki musi poprzedzaÊ kaød¹ instrukcjÍ wysy³an¹ do pamiÍci! Zapis bitÛw z†linii DI jest dokonywany narastaj¹cym zboczem impulsu zegarowego. Po zapisaniu bitu 1†do pamiÍci jest wysy³any kod instrukcji, w†tym przypadku 10, a†nastÍpnie siedem bitÛw adresu komÛrki pamiÍci, ktÛrej zawartoúÊ chcemy odczytaÊ. Bity adresu s¹ wysy³ane od najstarszego do najm³odszego. Wpisanie ostatniego bitu adresu spowoduje pojawienie siÍ na wyjúciu DO poziomu niskiego, poprzedzaj¹cego wys³anie zawartoúci odczytywanej komÛrki pamiÍci EEPROM. NastÍpnie, synchronicznie z narastaj¹cym zboczem impulsu zegarowego, pojawi siÍ 8†bitÛw danych, pocz¹wszy od bitu najstarszego. Kolejne bity danych na wyjúciu DO pojawiaj¹ siÍ z†opÛünieniem kilkuset nanosekund w†stosunku do zbocza impulsu zegarowego. Po zakoÒczeniu odczytu danych wyjúcie CS, co najmniej na 1µs, powinno znaleüÊ siÍ na poziomie niskim przed inicjacj¹ kolejnej instrukcji. CzÍstotliwoúÊ impulsÛw zegarowych nie powinna przekroczyÊ 1MHz. Obs³uga pamiÍci, przynajmniej na pocz¹tku, nie naleøy do naj³atwiejszych. Pewne czynnoúci, ktÛre uk³ady rÛwnoleg³e EEPROM wykonuj¹ automatycznie, tutaj musz¹ byÊ przeprowadzone przez system mikroprocesorowy przy pomocy odpowiednich instrukcji. Tak jest w†przypadku wszelkich manipulacji zwi¹zanych z†zapisem do pamiÍci. Po w³¹czeniu zasilania pamiÍÊ automatycznie wchodzi w†tryb ochrony przed zapisem. Dlatego, zanim cokolwiek bÍdzie moøna zapisaÊ do pamiÍci,

22

Listing 2. ;********************************************* ;* Procedura I2C obsługi pamięci EEPROM 24C02 ;* dla procesora z rodziny ’51 zegar do 12MHz ;* bajty i bity ustawiane przed wywołaniem ;* procedury I2C ;* ADRES - adres układu do zapisu/odczytu ;* przez procedurę ;* SUBAD - subadres komórki, od której zacznie ;* się zapis/odczyt ;* BUF_ADR -adres bufora danych w pamięci RAM ;* procesora ;* BUF_SPACE - długość bufora danych w pamięci ;* RAM procesora ;* R_W - bit 0 procedura zapisze dane ;* z bufora do pamięci EEPROM ;* 1 procedura odczyta dane z pamięci EEPROM do ;* bufora po zakończeniu procedury do ;* akumulatora i rejestru R7 wpisywana jest ;* wartość: ;* 00h -gdy procedura zakończyła się sukcesem ;* FFh -gdy wystąpił błąd ;* bajty i bity używane przez procedurę: ;* end_trans - bit flaga zakończenia ;* transmisji gdy 1 ;* subadr_trans - bit flaga nadania subadresu ;* gdy 1 ;* wait - bajt pętla 10ms ;* counter - bajt licznik bitów ;********************************************* I2c: mov r1,buf_adr mov r2,buf_space jnb r_w,i2cw jmp i2cr ;zapis do pamięci eeprom i2cw: clr end_trans ;wsk.zakończenia transmisji clr subadr_trans ;wsk.nadania subadresu call i2cw1 ret i2cw1: call i2ctest jc blad clr c call i2cstart iw31: clr a cjne a,wait,iw22 jmp blad iw22: jnb subadr_trans,iw24 ;czy nadany subadres? mov a,@r1 ;kolejny znak z bufora do A mov counter,#9 iw27: jnb scl,iw27 jb end_trans,iw28 inc r1 djnz r2,iw3 setb end_trans jmp iw3 iw28: call i2cend ret iw24: mov a,subad setb subadr_trans mov counter,#9 iw26: jnb scl,iw26 iw3: call sir3 jmp iw31

;transmisja subadresu

blad: setb sda ;błąd zapisu/odczytu układu setb scl mov a,#0ffh ;procedura wraca z wartością FFh w A i R7 mov r7,a ret ;odczyt z pamięci i2cr: setb end_trans clr subadr_trans call i2cw1 ;adres i subadres do eeprom cjne a,#0ffh,i2cr2 ret i2cr2: call i2c10ms call i2ctest jc blad setb c call i2cstart clr a cjne a,wait,ir22 jmp blad ir22: mov counter,#8 ir24: clr scl call i2ctakt

setb scl call i2ctakt mov c,sda rlc a djnz counter,ir24 mov @r1,a clr scl call i2ctakt inc r1 djnz r2,ir4 setb scl call i2cend ret ir4: clr sda call i2ctakt setb scl call i2ctakt clr scl call i2ctakt setb sda call i2c10ms jmp ir22 i2ctakt: nop nop nop ret

;SCL h

;A do buf.ram ;SCL l

;SCL h

;ACK ;SCL h.9 ;SCL l ;SDA h

;opóźnienie

i2ctest: mov wait,#080h i2ct1: jnb sda,i2ct3 ;SCL i SDA wolne? jnb scl,i2ct3 i2ct5: clr c ;SCL i SDA wolne ret i2ct3: mov counter,#0ffh djnz counter,$ djnz wait,i2ct1 jnb sda,i2ct4 jnb scl,i2ct4 jmp i2ct5 i2ct4: setb c ;błąd SCL i SDA nadal zajęte ret i2cstart: mov a,adres rlc a mov counter,#9 clr sda call i2ctakt sir3: clr scl call i2ctakt rlc a djnz counter,sir2 jmp sir21 sir2: mov sda,c call i2ctakt setb scl call i2ctakt jmp sir3 sir21: setb sda call i2ctakt setb scl call i2ctakt mov wait,#080h sir23a: jnb sda,sir22 mov counter,#0ffh djnz counter,$ djnz wait,sir23a sir22: ret i2cend: call i2ctakt clr scl call i2ctakt clr sda call i2ctakt setb scl call i2ctakt setb sda call i2ctakt clr a mov r7,a ret

;start ;SCL l ;adres układu

;SCL h

;SDA h ;SCL h

;SCL l ;SDA l

ACK

;SCL h ;END

i2c10ms: mov wait,#20 ;pętla 10ms i10m: mov counter,#0ffh djnz counter,$ djnz wait,i10m ret ;SCL l

musi byÊ wprowadzona instrukcja EWEN, dopiero wtedy moøna zmieniÊ zawartoúÊ pamiÍci. Jednak zapis nowych danych do komÛrki, w†ktÛrej juø coú jest, wymaga wymazania jej zawartoúci. Wi¹øe siÍ to z†uøyciem (wprowadzeniem) instrukcji ERASE. W†opisywanych pamiÍciach rÛwnoleg³ych podobne wymazanie zawartoúci komÛrki przed nowym

end

zapisem jest wykonywane automatycznie. W†dodatku, kaøda zmiana zawartoúci pamiÍci wymaga pewne-

Rys. 10.

Elektronika Praktyczna 9/98

NOTATNIK

PRAKTYKA

EEPROM-y szeregowe z interfejsem I 2C Standard magistrali I 2C odniÛs³ prawdziwy sukces na rynku elektroniki. Coraz wiÍksza liczba uk³adÛw scalonych jest wyposaøana w†interfejs umoøliwiaj¹cy im wspÛ³pracÍ z†t¹ szeregow¹ magistral¹, wykorzystywan¹ do sterowania i†wymiany danych. Do zalet naleøy ma³a liczba linii steruj¹cych (linia SCL zegara i†SDA danych), dobrze opisany i†przejrzysty standard, a takøe moøliwoúÊ do³¹czania do magistrali wielu uk³adÛw. Z†tych powodÛw powsta³a i†rozwija siÍ rodzina pamiÍci EEPROM z†interfejsem I2C. Naleø¹ do niej popularne uk³ady z†rodziny 24C01/04/ 08/16/64, gdzie liczba po literze ìCî okreúla pojemnoúÊ pamiÍci w†tysi¹cach kilobitÛw.

Rys. 11. go czasu, zwi¹zanego z cyklem zapisu i†moøe trwaÊ do 10ms. Przed up³ywem tego czasu pamiÍÊ nie moøe wykonaÊ kolejnej instrukcji. W†celu stwierdzenia, czy cykl zapisu zosta³ zakoÒczony, po kaødej instrukcji zmieniaj¹cej zawartoúÊ pamiÍci (ERASE, WRITE, ERAL, WRAL) i†podaniu na wejúcie CS impulsu ujemnego jest badany stan wyjúcia DO. Jeøeli stan tego wyjúcia bÍdzie niski, to oznacza, øe cykl zapisu nie zosta³ jeszcze zakoÒczony. Pojawienie siÍ poziomu wysokiego oznacza, øe pamiÍÊ moøe wykonaÊ nastÍpn¹ instrukcjÍ. Dopiero wtedy moøna zapisaÊ dane do pamiÍci przy pomocy instrukcji WRITE. Przebiegi czasowe impulsÛw zwi¹zanych z†t¹ instrukcj¹ pokazano na rys. 9.

Rys. 12.

Tabela 1. Nazwa READ (odczyt 1 słowa danych) EWEN(zezwolenie na zapis) ERASE(wymaż komórkę pamięci) WRITE(zapisz 1 słowo danych) ERAL(wymaż całą pamięć) WRAL(zapisz całą pamięć wzorem) EWDS(zablokowanie zapisu)

Kod 10 00 11 01 00 00 00

Adres dla formatu słowa 8−bitowego A6..A0 11xxxxx A6..A0 A6..A0 10xxxxx 01xxxxx 00xxxxx

(x −wartość bitu dowolna)

Rozkazy ERAL i†WRAL odnosz¹ siÍ do zawartoúci ca³ej pamiÍci i†pozwalaj¹ na jej globalne skasowanie i†zapisanie okreúlonym wzorem danych. Jest to pomocne podczas testowania pamiÍci. Ostatni z†rozkazÛw EWDS powoduje sytuacjÍ analogiczn¹ jak po w³¹czeniu napiÍcia zasilaj¹cego: wszelkie zmiany w†zawartoúci pamiÍci EEPROM s¹ niemoøliwe.

Na rys. 10 i†11 pokazano rozk³ad wyprowadzeÒ i†schemat blokowy tych pamiÍci. Na zewn¹trz obudowy oprÛcz wyprowadzeÒ zasilania, linii magistrali SCL i†SDA, wyprowadzono takøe trzy linie adresowe i†koÒcÛwkÍ TEST (u†niektÛrych producentÛw jest nieczynna). Redukcja linii steruj¹cych i†rozbudowany protokÛ³ transmisji spowodowa³y komplikacjÍ struktury wewnÍtrznej pamiÍci, ktÛra musi byÊ wyposaøona w†uk³ady logiki interpretuj¹cej dane nap³ywaj¹ce magistral¹ I 2 C. Na szczÍúcie budowa wewnÍtrzna uk³adu nie jest k³opotem uøytkownika i†programisty, tylko konstruktora uk³adu scalonego.

Rys. 13.

Elektronika Praktyczna 9/98

23

NOTATNIK

PRAKTYKA

Rys. 14. W†celu jednoznacznej identyfikacji uk³adu EEPROM, do ktÛrego dane maj¹ byÊ zapisane lub odczytane, kaøda kostka pamiÍci do³¹czona do magistrali I2C ma przypisany unikatowy adres. Adres to s³owo sk³adaj¹ce siÍ z†oúmiu bitÛw. Cztery najstarsze bity okreúlaj¹ grupÍ, do ktÛrej naleøy dany uk³ad scalony (w tym przypadku pamiÍci), trzy kolejne bity adresuj¹ konkretn¹ kostkÍ pamiÍci ze wszystkich do³¹czonych do magistrali, a†stan bitu najm³odszego okreúla rodzaj operacji (0 zapis, 1†-odczyt). b7 b6 b5 b4 b3 b2 b1 b0 1 0 1 0 A2 A1 A0 R/W Bity A2..0 s¹ powi¹zane z†nogami adresowymi o†takich samych symbolach. Jeøeli wszystkie trzy wyprowadzenia adresowe uk³adu zostan¹ zwarte do masy, pamiÍÊ bÍdzie odpowiadaÊ tylko w†przypadku, jeøeli w†bajcie adresu bity b3..1 bÍd¹ wyzerowane itd. Wynika z†tego, øe do magistrali moøe byÊ jednoczeúnie pod³¹czonych 8†pamiÍci (chociaø istniej¹ pewne ograniczenia, o†czym za chwilÍ). Przebieg sygna³Ûw na linii SDA w†czasie operacji zapisu bajtu do pamiÍci EEPROM i†odczytu sekwencji bajtÛw z†pamiÍci pokazano na rys. 12 i†13. Z†wyj¹tkiem sekwencji START i†STOP sygna³ na linii SDA moøe ulec zmianie tylko wtedy, gdy linia SCL jest na poziomie niskim. W†czasie zapisu bajtu danych do pamiÍci jest wysy³ana najpierw sekwencja START i†adres pamiÍci z†wyzerowanym najm³odszym bitem b0. Aktywna pamiÍÊ potwierdza fakt odebrania adresu sygna³em ACK. Robi to w†ten sposÛb, øe zwiera do masy liniÍ SDA w†czasie trwania pierwszego impulsu zegarowego po odbiorze adresu. NastÍpnie jest transmitowany WORD ADRES lub SUBADRES bÍd¹cy binarnym adresem komÛrki pamiÍci, ktÛra ma byÊ zapisana. Jeøeli, jak w†przypadku EEPROM-Ûw 24C01A, pojemnoúÊ pamiÍci wynosi tylko 128 bajtÛw, najstarszy bit subadresu jest ignorowany. Potwierdzeniem odbioru subadresu jest znÛw sygna³ ACK genero-

24

wany przez pamiÍÊ. Wreszcie wysy³any jest bajt danych, a†po sygnale ACK transmisja jest koÒczona przez sekwencjÍ STOP. W†przypadku odczytu danych z†pamiÍci procedura jest tylko trochÍ bardziej skomplikowana i†sk³ada siÍ jak gdyby z†dwÛch czÍúci. Najpierw jest wysy³any do pamiÍci adres z†subadresem okreúlaj¹cym pierwsz¹ komÛrkÍ, od ktÛrej rozpocznie siÍ odczyt. NastÍpnie, bezpoúrednio po sygnale ACK jest generowana sekwencja START i†ponownie wysy³any adres pamiÍci, tym razem z†ustawionym najm³odszym bitem b0. Zaadresowana do odczytu pamiÍÊ EEPROM potwierdza swoj¹ gotowoúÊ sygna³em ACK i†zaraz potem w†takt impulsÛw zegarowych wysy³a zawartoúÊ pierwszej komÛrki pamiÍci. Tym razem to urz¹dzenie odczytuj¹ce wysy³a sygna³ ACK i†wtedy moøliwy jest odbiÛr kolejnego bajtu z†pamiÍci. Liczba odczytywanych danych jest ograniczona tylko pojemnoúci¹ pamiÍci. ZakoÒczenie transmisji nastÍpuje przez pominiÍcie potwierdzenia ACK i†wygenerowanie przez uk³ad odczytuj¹cy sekwencji STOP. Taki sposÛb zapisu i†odczytu odnosi siÍ do pamiÍci, ktÛrych pojemnoúÊ nie przekracza 256 bajtÛw i†ktÛre mog¹ byÊ bezpoúrednio adresowane przez subadres. Jak jednak wygl¹da wspÛ³praca z†pamiÍciami o†wiÍkszych pojemnoúciach? OtÛø kostki te ìudaj¹î, øe maj¹ w†úrodku wiÍksz¹ liczbÍ pamiÍci o†pojemnoúci 256 bajtÛw, a†do ich adresowania s¹ uøywane bity b3..1 adresu. Z†tego powodu w†uk³adzie 24C04 jego wyprowadzenie A0 musi pozostaÊ niepod³¹czone, a†liczba pamiÍci wspÛ³pracuj¹cych z†magistral¹ I2C jest ograniczona do 4. W†przypadku uk³adu 24C16 wszystkie wyprowadzenia A0..2 pozostaj¹ wolne, a†urz¹dzenie moøe adresowaÊ tylko jedn¹ pamiÍÊ tego typu. Producenci oferuj¹ juø pamiÍci EEPROM (24C32/64), ktÛrych pojemnoúÊ wykracza poza opisane wczeúniej moøliwoúci adresowania. Z†tej w³aúnie przyczyny WORD ADRES

zosta³ podzielony na dwa bajty. Przebieg zapisu bajtu do tego typu pamiÍci pokazano na rys. 14. Nie koniec jednak zamieszania wynikaj¹cego ze sposobu adresowania pamiÍci! Na rynku s¹ dostÍpne takøe pamiÍci oznaczane jako 24C01 o†pojemnoúci 128 bajtÛw, ktÛrych wyprowadzenia A0..2 pozostaj¹ nieaktywne. Zastosowanie takiego uk³adu eliminuje moøliwoúÊ do³¹czenia dodatkowych pamiÍci EEPROM do magistrali I2C, poniewaø sposÛb komunikacji z†tym uk³adem jest uproszczony i†niekompatybilny z†reszt¹ rodziny. Zapis bajtu do takiej pamiÍci pokazano na rys. 15. Wynika z†niego, øe po sekwencji START jest pomijany adres, a†transmitowany zostaje bezpoúrednio subadres wskazuj¹cy komÛrkÍ, do ktÛrej zapisany zostanie bajt danych. Ze sposobu adresowania wynika, øe pojedyncza pamiÍÊ EEPROM moøe byÊ w†uk³adzie bez k³opotu zamieniona na pamiÍÊ o†wiÍkszej pojemnoúci, z†wyj¹tkiem uk³adÛw 24C01, 24C32/64 rÛøni¹cych siÍ sposobem komunikacji z†otoczeniem. Tak jak w†przypadku EEPROM-Ûw szeregowych, pamiÍci z†rodziny 24Cxx wyposaøono w†moøliwoúÊ zapisu stronicowanego. Oznacza to, øe jednorazowo moøna zapisaÊ do pamiÍci blok danych o†wielkoúci 4†lub wiÍcej bajtÛw. WielkoúÊ strony zaleøy od pojemnoúci pamiÍci i†producenta. Nie maj¹c dostÍpu do danych katalogowych moøna jednak bezpiecznie przyj¹Ê, øe dla pamiÍci powinno byÊ moøliwe jednorazowe zapisanie co najmniej 4†bajtÛw. Kaødy cykl zapisu (bajtu lub strony) moøe trwaÊ do 10ms. Przed up³ywem tego czasu EEPROM moøe nie wykonaÊ prawid³owo kolejnych operacji zapisu lub odczytu. Naleøy takøe wspomnieÊ o†znaczeniu wyprowadzenia oznaczanego jako TEST. Czasami jest ono nieaktywne, czasami jednak pe³ni funkcjÍ sprzÍtowej blokady zapisu do pamiÍci. Jeøeli zostanie ono pod³¹czone do poziomu wysokiego, zapis danych do pamiÍci bÍdzie niemoøliwy.

Rys. 15.

Elektronika Praktyczna 9/98

NOTATNIK Na list. 2 zamieszczona zosta³a procedura asemblerowa obs³ugi pamiÍci 24C02 przez procesor z†rodziny '51, taktowany zegarem do 12MHz. Procedura nie jest moøe zbyt elegancko napisana i†zoptymalizowana, ale jej zalet¹ jest to, øe ìøyjeî, poniewaø pochodzi z†funkcjonuj¹cego programu. Jeøeli chochlik drukarski czegoú nie popsuje, procedura po dok³adnym skopiowaniu powinna od razu zadzia³aÊ. Moøna takøe ³atwo j¹ zmodyfikowaÊ do obs³ugi innych pamiÍci z†interfejsem I2C. Przed wywo³aniem procedury w†programie trzeba zdefiniowaÊ porty procesora, ktÛre maj¹ pe³niÊ rolÍ koÒcÛwek SDA i†SCL. Naleøy takøe zadeklarowaÊ kilka bajtÛw i†bitÛw wspÛ³pracuj¹cych z†procedur¹. Przypisanie wyjúÊ oraz adresÛw bajtÛw jest dowolne i†zaleøy od programu, w†ktÛrym procedura ma pracowaÊ. Przyk³adowa deklaracja moøe wygl¹daÊ nastÍpuj¹co:

mov buf_adr,#adres_bufora

adres

equ 30h

subad

equ 31h

buf_adr

equ 32h

buf_space

equ 33h

;odczytanych będzie 8 bajtów

wait

equ 34h

;z pamięci EEPROM

counter

equ 35h

setb r_w

;ustawienie flagi odczytu

r_w

bit 0h

call I2c

;wywołanie procedury

end_trans

bit 1h

subadr_trans bit 2h

Wywo³anie procedury poprzedza ustawienie parametrÛw okreúlaj¹cych jej pracÍ. Trzeba podaÊ adres uk³adu, subadres komÛrki, ustawiÊ bit r_w okreúlaj¹cy rodzaj operacji (0 -zapis, 1†-odczyt) oraz podaÊ pocz¹tek bufora w†pamiÍci RAM procesora i†jego d³ugoúÊ. Z†bufora bÍd¹ zapisywane dane do pamiÍci EEPROM lub podczas odczytu w†buforze bÍd¹ zapisywane dane z†uk³adu EEPROM. Przyk³adowe wywo³anie procedury I2c z†programu g³Ûwnego moøe wygl¹daÊ nastÍpuj¹co:

;adres bufora w pamięci RAM procesora mov buf_space,#8

Jeøeli odczyt siÍ powiedzie, procedura wraca z†wartoúci¹ #0 w†akumulatorze i†rejestrze R7. Jeøeli nast¹pi³ b³¹d (np. pamiÍÊ jest uszkodzona), w†rejestrach znajdzie siÍ wartoúÊ #FFh. Korzystanie z†procedury musi uwzglÍdniaÊ ograniczenia zwi¹zane z†funkcjonowaniem pamiÍci EEPROM takie jak zapis do pamiÍci bajtu, strony, czas trwania cyklu zapisu itd. W†przypadku niektÛrych asemblerÛw moøe byÊ konieczna zmiana sk³adni zapisu procedury w†celu dostosowania do wymagaÒ asemblera. Ryszard Szymaniak, AVT

;odczyt danych z EEPROM

scl

bit p1.3

;linia SCL

mov adres,#50 ;adres pamięci EEPROM

sda

bit p1.2

;linia SDA

mov subad,#0 ;odczytane będą dane począwszy od subadresu =0

Elektronika Praktyczna 9/98

PRAKTYKA

Program z†list. 2†jest dostÍpny na internetowej stronie EP, pod adresem: www.avt.com.pl/avt/ep/ftp/.

25

P R O G R A M Y

EDWin krok po kroku, część 1 Zgodnie z†obietnic¹ sprzed miesi¹ca powracamy do prezentacji sposobu obs³ugi pakietu projektowego EDWin, ktÛry (ze wzglÍdu na cenÍ) ma szansÍ staÊ siÍ prawdziwym standardem legalnego oprogramowania wúrÛd wielu projektantÛw zawodowych i†amatorÛw. Rozpoczynamy od przedstawienia podstawowego etapu realizacji projektu - czyli narysowania schematu z†wykorzystaniem gotowych i†w³asnych elementÛw bibliotecznych. W†kolejnych czÍúciach artyku³u pokaøemy w†jaki sposÛb wykonuje siÍ projekt p³ytki, dokumentacjÍ oraz jak przebiega symulacja analogowa i†cyfrowa!

Rys. 2.

Rys. 3.

Rys. 4.

Charakterystyczn¹ cech¹ EDWina jest wykorzystanie jako podstawy projektu zintegrowanej bazy danych, ktÛra zawiera wszelkie informacje o†nim. Zastosowanie takiego sposobu realizacji projektu gwarantuje ³atwoúÊ wymiany informacji pomiÍdzy poszczegÛlnymi

z†wybran¹ inn¹ opcj¹ z†lewej jego strony, przedstawiamy rys. 4. ZawartoúÊ lewej czÍúci paska narzÍdziowego zaleøy z†kolei od opcji wybranej w†gÛrnym menu ìEditî. Pewne zastrzeøenia mog¹ budziÊ rysunki znajduj¹ce siÍ na ikonach w†pas-

Rys. 1.

fragmentami pakietu projektowego (edytorem schematÛw, p³ytek drukowanych itp.). RealizacjÍ projektu zaczynamy wiÍc od za³oøenia nowej bazy danych (rys. 1), w†ktÛrej bÍd¹ gromadzone wszelkie informacje istotne dla dzia³ania programu. Najprostszym (i najbardziej logicznym) sposobem rozpoczÍcia pracy nad nowym projektem jest narysowanie jego schematu elektrycznego. Edytor schematÛw uruchamia siÍ poprzez wskazanie myszk¹ ìCaptureî w†g³Ûwnym pasku narzÍdziowym. W†oknie edytora schematÛw dostÍpne s¹ dwa paski narzÍdziowe, ktÛre u³atwiaj¹ i†przyspieszaj¹ (po nabraniu wprawy) pos³ugiwanie siÍ programem. Na rys. 2 przedstawiono widok paska parametrÛw, przy pomocy ktÛrego moøna skonfigurowaÊ wszelkie parametry sposobu wyúwietlania schematu (raster arkusza, gruboúÊ linii, rozmiar tekstu, powiÍkszenie wyúwietlanego obrazu itp.). Rys. 3 przedstawia z†kolei pasek narzÍdziowy wykorzystywany do tworzenia schematu elektrycznego. Jego ogromn¹ zalet¹ jest praca kontekstowa - narzÍdzia dostÍpne w†prawej kolumnie zmieniaj¹ siÍ, w†zaleønoúci od opcji wybranej w†lewej czÍúci paska narzÍdziowego. Dla porÛwnania wygl¹du paska narzÍdziowego

Rys. 5.

ku narzÍdziowym. Praktyka pokaza³a, øe moøna siÍ do nich przyzwyczaiÊ, a†ogromn¹ pomoc¹ s¹ podpowiedzi oraz skrÛty klawiszowe wyúwietlane w†dolnej czÍúci ekranu (rys. 5). Rysowanie schematu rozpoczynamy od rozmieszczenia na planszy elementÛw. Pomocny w†tym bÍdzie modu³ zarz¹dzaj¹cy dostÍpnymi bibliotekami i†elementami w†nich zawartymi (rys. 6), ktÛry ìukrywaî siÍ pod najwyøej po³oøonym przyciskiem w†lewej czÍúci paska narzÍdziowego (ang. Component Create as Device). W†dalszej kolejnoúci ³¹czymy ze sob¹ poszczegÛlne elementy schematu, wykorzystuj¹c pasek narzÍdziowy, ktÛry wyúwietla siÍ

Rys. 6.

28

Elektronika Praktyczna 9/98

P R O G R A M Y ìEDWinî. BÍdziemy na nie odpowiadaÊ na ³amach ìForumî. Piotr Zbysiński, AVT

Rys. 7.

po wybraniu w†menu ìEdit->Wires&Busesî. Po rozmieszczeniu elementÛw i†po³¹czeÒ na schemacie naleøy rÍcznie lub automatycznie (rys. 7) przyporz¹dkowaÊ poszczegÛlnym podzespo³om projektowanego urz¹dzenia odpowiednie obudowy, co zwiÍkszy wygodÍ na kolejnym etapie pracy - podczas projektowania p³ytki drukowanej. W†ekspresowym tempie poznaliúmy sposÛb utworzenia projektu oraz przygotowania schematu elektrycznego, przy pomocy pakietu EDWin. Funkcje przedstawione w†artykule nie wyczerpuj¹ moøliwoúci programu. Ich szczegÛ³owe omÛwienie nie jest moøliwe, ze wzglÍdu na znaczne rozbudowanie programu. Jeøeli Czytelnikom zainteresowanym poznaniem EDWina nasun¹ siÍ jakieú pytania lub w¹tpliwoúci prosimy o†listy na adres redakcji EP z†dopiskiem

Elektronika Praktyczna 9/98

Pakiet EDWin w†wersji DL4 udostÍpni³a redakcji firma RK-System. Wersja ewaluacyjna pakietu EDWin znajduje siÍ na p³ycie CD-EP4 (promocyjny kupon zamÛwienia znajduje siÍ na wklejce kartonowej).

29

S P R Z Ę T

Automatyka na wesoło... ...co nie oznacza, øe nie na powaønie! Te bardzo atrakcyjnie wygl¹daj¹ce, kolorowe pude³ka swoj¹ zawartoúci¹ zaskocz¹ z†pewnoúci¹ wielu naszych CzytelnikÛw, takøe lepiej obeznanych z†automatyk¹. S¹ to bowiem bardzo atrakcyjne zestawy promocyjne ze sterownikami serii LOGO! oraz Simatic S7-200.

Prezentowane w†artykule zestawy s¹ dowodem na to, øe nawet tak duøe koncerny - jak Siemens - bardzo dbaj¹ o†propagowanie wúrÛd uøytkownikÛw swoich pomys³Ûw i†opracowaÒ. Jeden z†zestawÛw (w øÛ³tym pude³ku) przeznaczony jest dla znanych juø Czytelnikom EP sterownikÛw LOGO!, drugi natomiast dla nieco bardziej zawansowanych sterownikÛw Simatic S7-200 (modu³ CPU212). Zestawy kusz¹ z†jednej strony bardzo atrakcyjnym wygl¹dem i†gadøetami dla uøytkownika (efektowna torba z†logo LOGO! oraz ìkosmicznaî podk³adka pod mysz z†logo Simatic S7-200), z†drugiej strony swoj¹ doskona³¹ zawartoúci¹. Uøytkownik otrzymuje bowiem wszystko, co jest niezbÍdne do rozpoczÍcia pracy, tzn. oprogramowanie, niezbÍdne kable, zasilacz (dla LOGO!), dokumentacjÍ oraz szereg elementÛw u³atwiaj¹cych wykorzystanie sterownikÛw w†eksperymentalnych aplikacjach. Dla przyk³adu w†zestawie sterownika Simatic znajduje siÍ listwa montaøowa DIN z†zainstalowanym... sil-

30

nikiem elektrycznym, ktÛry moøna napÍdzaÊ poprzez sterownik! Obydwa zestawy przygotowane przez Siemensa adresowane s¹ przede wszystkim do szkÛ³ i†uøytkownikÛw, ktÛrzy zamierzaj¹ w†niezbyt kosztowny sposÛb i†szybko wkroczyÊ w†îtajemniczyî úwiat sterownikÛw do uk³adÛw automatyki. DziÍki temu, øe zestawy s¹ kompletnie wyposaøone moøliwe jest niemal natychmiastowe rozpoczÍcie pracy z†nimi. Doskona³a dokumentacja (niestety w†jÍzyku angielskim i†czasami w†niemieckim) prezentuj¹ca szereg gotowych przyk³adÛw stanowi dodatkow¹ atrakcjÍ dla potencjalnych uøytkownikÛw. Tak wiÍc - gor¹co zachÍcamy do korzystania z†oferty Siemensa! Ceny zestawÛw nie s¹ niskie, ale - bior¹c pod uwagÍ

iloúÊ i†jakoúÊ otrzymanych materia³Ûw - naprawdÍ atrakcyjne. A†wiedza zdobyta w†tej ci¹gle rozwijaj¹cej siÍ dziedzinie naprawdÍ trudna do przecenienia. Piotr Zbysiński, AVT Zestawy prezentowane w†artykule oferowane s¹ przez firmÍ Siemens w†sprzedaøy promocyjnej. Cena kaødego z†zestawÛw wynosi 970 z³ netto. Osoby zainteresowane zakupem ktÛregoú zestawu mog¹ przys³aÊ na adres redakcji zamÛwienie, ktÛre natychmiast zostanie przekazane firmie Siemens. Zestawy s¹ dostÍpne takøe u†dealerÛw Siemensa. Adresy tych firm znajduj¹ siÍ na stronie internetowej EP, poúwiÍconej LOGO! Zeszyt z†aplikacjami nades³anymi na konkurs przygotowany wspÛlnie przez firmÍ Siemens i†EP jest dostÍpny w†postaci pliku PDF na stronie internetowej, pod adresem: www.avt.com.pl/avt/ep/logo.html.

Elektronika Praktyczna 9/98

S P R Z Ę T

XPLA−Prommer − doskonałe narzędzie dla doskonałych układów Jak wycisnąć pieniądze z grapefruita c.d. S¹dz¹c po treúci listÛw, jakie otrzymaliúmy po opublikowaniu pierwszego artyku³u o†uk³adach Cool Runner (EP4/98), temat ten wywo³a³ znaczne zainteresowanie wúrÛd naszych CzytelnikÛw. Id¹c ìza ciosemî przedstawiamy kolejne, znacznie bardziej uniwersalne narzÍdzie, przy pomocy ktÛrego moøna programowaÊ dowolne uk³ady PLD serii Cool Runner oraz klika innych uk³adÛw programowalnych firmy Philips.

Wymagania oprogramowania: ✓ ✓ ✓ ✓

komputer lepszy niż 486DX−33; minimum 16MB RAM; napęd CD−ROM; komputer musi być wyposażony w jeden wolny port LPT; ✓ zainstalowany system operacyjny Windows 95/98 lub Windows 3.1x.

W skład zestawu XPLA−Prommer wchodzą: ✓ płytka ewaluacyjna z podstawką dla układu PZ5032−44; ✓ jeden układ PZ5032−10A44; ✓ kabel łączący płytkę z komputerem PC (Centronics); ✓ podręcznik; ✓ dyskietki z oprogramowaniem; ✓ płyta CD z oprogramowaniem projektowym oraz pełną dokumentacją dla układów Cool Runner.

32

Na pocz¹tku przypomnijmy, øe uk³ady Cool Runner s¹ nowoczesnymi, bardzo elastycznymi strukturami PLD o†znikomym poborze mocy. To w³aúnie minimalny pobÛr mocy wyrÛønia uk³ady Philipsa na rynku. Doskona³e rezultaty uda³o siÍ osi¹gn¹Ê dziÍki opracowaniu zupe³nie nowego sposobu zapisywania i†odczytywania informacji w†wewnÍtrznej, programowalnej matrycy po³¹czeÒ. SzczegÛ³y tych nowatorskich rozwi¹zaÒ przedstawimy w†jednym z†kolejnych numerÛw EP. NarzÍdzie, ktÛre prezentujemy zosta³o opracowane w†firmie Eurodis Enatechnik, z†podwÛjnym przeznaczeniem. - Jako pomoc w†poznaniu moøliwoúci i†sposobu programowania uk³adÛw Cool Runner. DziÍki diodom LED i†prze³¹cznikom znajduj¹cym siÍ na p³ytce moøliwe jest testowanie prostych projektÛw wykonanych na uk³adzie PZ5032. - Jako programator uk³adÛw Cool Runner (PZ50/3032, PZ50/3064, PZ51/3128 - prefiksy ì3î oznaczaj¹ wersje zasilane napiÍciem 3,3V!) oraz prostszych uk³adÛw PLD firmy Philips (P5/3Z22V10). Poniewaø na p³ytce bazowej znajduje siÍ podstawka laboratoryjna dla uk³adÛw w†obudowach PLCC44 programowanie uk³adÛw montowanych w†innych obudowach wymaga zastosowania opcjonalnych adapterÛw. Prac¹ urz¹dzenia steruje prosty w†obs³udze

program z†interfejsem graficznym (rys. 1), ktÛry udostÍpnia wszelkie funkcje typowe dla programowanych uk³adÛw, n.p. istnieje moøliwoúÊ programowania obszaru USB (ang. User Storage Bits), ktÛry moøna wykorzystaÊ do identyfikacji projektu wpisanego do matrycy pamiÍciowej. RealizacjÍ projektÛw u³atwia bardzo dobre oprogramowanie narzÍdziowe XPLA-Designer, ktÛre jest dostarczane na p³ycie CD-ROM. OprÛcz pakietu CAD znajduj¹ siÍ na niej takøe materia³y katalogowe o†uk³adach Cool Runner, dziÍki czemu uøytkownik systemu dostaje komplet informacji, niezbÍdnych do rozpoczÍcia pracy. PrÛby prowadzone w†laboratorium EP dowiod³y, øe prezentowane urz¹dzenie jest niezwykle przydatne, zw³aszcza w†îbogatejî wersji z†opcjonalnymi adapterami dla uk³adÛw TQFP i†SOIC. Jedyn¹ wad¹ urz¹dzenia, zreszt¹ ³atw¹ do usuniÍcia przez producenta (podpowiadamy!, jest brak zasilacza w†zestawie, co zmusza konstruktora do niepotrzebnych poszukiwaÒ. Piotr Zbysiński, AVT XPLA-Prommer udostÍpni³a redakcji firma Eurodis Microdis. WiÍcej informacji o†uk³adach Cool Runner moøna znaleüÊ we Internecie pod adresem: www.coolrunner.com.

Elektronika Praktyczna 9/98

Czytnik−programator P R O J E K T Ykart chipowych

Czytnik−programator kart chipowych, część 1 kit AVT−468 Artyku³ prezentuj¹cy konstrukcjÍ czytnikaprogramatora kart chipowych bÍdzie sk³ada³ siÍ z†dwÛch czÍúci. W†pierwszej z†nich przedstawiamy zasadÍ dzia³ania kart chipowych, sposÛb ich programowania oraz konstrukcjÍ elektryczn¹ urz¹dzenia. Za miesi¹c przybliøymy sposÛb sterowania prac¹ programatora-czytnika oraz bardzo efektown¹, przyk³adow¹ aplikacjÍ.

Podstawowe parametry i możliwości programatora: ✓ programuje i odczytuje zawartość pamięci kart chipowych X76F100 i X76F640; ✓ sterowany jest przez dowolny program terminalowy; ✓ wymiana danych odbywa się poprzez port szeregowy RS232 (19200/8N1 lub 19200/ 8N2); ✓ rozmiar bufora danych: 32B; ✓ czas programowania sektora pamięci (32 bajty): poniżej 11ms; ✓ zasilanie: 8..12VDC lub AC, pobór prądu ok. 20mA.

34

Tematyka kart chipowych sta³a siÍ w†ostatnich miesi¹cach bardzo modna zarÛwno wúrÛd elektronikÛw, jak i†ogromnej rzeszy ìszarychî ludzi. Jest to efekt coraz szerszego ich stosowania - kaødy telefon komÛrkowy sieci GSM jest wyposaøony w†tak¹ kartÍ, coraz wiÍksza liczba automatÛw telefonicznych ìwoliî pobieraÊ op³aty za rozmowy z†kart chipowych, a†nie magnetycznych. Takøe posiadacze kont bankowych zostan¹ wkrÛtce wyposaøeni w†takie karty. Z†wygl¹du karta chipowa przypomina zwyk³¹ kartÍ kredytow¹ lub bankomatow¹, z†t¹ rÛønic¹, øe na jej jednej stronie znajduj¹ siÍ efektownie wygl¹daj¹ce z³ocone pola stykowe. CÛø to wiÍc, tak naprawdÍ, jest ta ìkarta chipowaî? Wbrew pozorom nie jest ³atwo odpowiedzieÊ na to pytanie. Najprostsz¹ jest odpowiedü, øe jest to karta wyposaøona w†uk³ad scalony, ktÛry najczÍúciej spe³nia rolÍ elementu pamiÍciowego. Rzadko jednak spotyka siÍ karty integruj¹ce w†wewnÍtrznym chipie sam¹ tylko pamiÍÊ. Zazwyczaj karty chipowe s¹ wyposaøone w†mniej lub bardziej zaawansowane mechanizmy zabezpieczaj¹ce ich zawartoúÊ. Najprostsze takie rozwi¹zania polegaj¹ na zastosowaniu hase³ dostÍpu do poszczegÛlnych blokÛw logicznych (partycji) pamiÍci, nieco bar-

dziej zaawansowane wykorzystuj¹ liczniki liczby b³Ídnie podanych hase³, a†zawartoúÊ najlepiej zabezpieczonych kart jest chroniona przez mikrokontrolery zintegrowane z†kryptokonrolerami, ktÛrych pokonanie jest niezwykle trudne. Pomimo opracowania wielu niez³ych standardÛw opisuj¹cych strukturÍ fizyczn¹ i†sposÛb pracy interfejsu ³¹cz¹cego wnÍtrze karty ze úwiatem, panuje w tej dziedzinie doúÊ duøy ìba³aganî, ktÛry w†znacznym stopniu utrudnia zaprojektowanie uniwersalnego programatora do wszystkich typÛw kart chipowych. Dodatkow¹, naprawdÍ niebagateln¹, trudnoúci¹ jest utajnienie fragmentÛw dokumentacji przez producentÛw kart. Dlaczego to robi¹? Produkcja kart to dobry biznes, ale ich ìrozkuwanieî jest jeszcze lepszym.

O†czym w†artykule nie bÍdÍ pisa³ i†dlaczego Od razu siÍ zastrzegam - urz¹dzenie prezentowane w†artykule nie zosta³o opracowane z†myúl¹ o†³adowaniu ìlewychî impulsÛw do kart telefonicznych, czy teø zapisywaniu sobie do karty kredytowej nieograniczonych limitÛw pieniÍdzy do wydania. Co wiÍcej - zapewniam Was, øe podejmowanie takich prÛb zdecydowanie nie ma sensu. Zastosowane we wspÛ³czesnych kartach zabezpieczenia (bior¹c dodatkowo pod uwagÍ trudnoúci, a†w†zasadzie niemoønoúÊ, zdobycia kompletnej dokumentacji) zapewniaj¹ bardzo duøe bezpieczeÒstwo informacjom tam

Elektronika Praktyczna 9/98

Czytnik−programator kart chipowych

Rys. 1. Schemat blokowy karty chipowej X76F640.

zapisanym. Co prawda karty telefoniczne nie zawieraj¹ w†sobie mikroprocesora z†wyszukanymi algorytmami zabezpieczaj¹cymi, ale zastosowane w†nich bardzo proste zabezpieczenia gwarantuj¹ ich kompletne skasowanie (w przypadku struktur EEPROM) - otrzymujemy w†ten sposÛb bardzo drog¹ pust¹ kartÍ, ktÛr¹ moøna pÛüniej wykorzystaÊ we w³asnej aplikacji (jeøeli znany jest producent karty) lub wyzerowanie dostÍpnych jednostek - a†moøna to zrobiÊ bez trudu (w przypadku struktur EPROM). Dla porz¹dku wyjaúniÍ, aby zapobiec traceniu czasu na ³amanie ìszyfrÛwî Telekomunikacji Polskiej lub bankÛw, dlaczego prze³amanie nawet najprostszych zabezpieczeÒ jest ma³o prawdopodobne. Karty, ktÛrych struktura jest zgodna ze standardem przemys³owym (np. ODS, Gemplus, S&O, ORGA), wymagaj¹ do poprawnego wykorzystania wpisania do matrycy pamiÍciowej kilku znakÛw charakteryzuj¹cych ich wydawcÍ (np. bank lub firmÍ telekomunikacyjn¹). Znaki te s¹ zapamiÍtywane zazwyczaj w†matrycy EPROM, do ktÛrej skasowania niezbÍdne jest zastosowanie promieniowania ultrafioletowego. Matryca EPROM jest zabezpieczona przed niepowo³anym odczytem. Zastosowanie takiej procedury modyfikacji karty wymaga³oby jej bardzo precyzyjnego demontaøu (struktury s¹ zazwyczaj zalane mas¹ syntetyczn¹ nie przepuszczaj¹c¹ úwiat³a). Po serii prÛb (przecieø nie mogÍ siÍ przyznaÊ w†EP, øe nie potrafi³em prze³amaÊ zabezpieczeÒ

Elektronika Praktyczna 9/98

w†kartach Centertela!) doszed³em do wniosku, øe w†czasie zmarnowanym na úledzenie zachowania karty po kolejnych prÛbach dostÍpu, wiÍcej moøna zarobiÊ sprzedaj¹c te karty. Tak wiÍc, z†jednej strony kusi eksperymentowanie, z†drugiej strony nie bardzo siÍ to op³aca! Wyci¹gniÍcie wnioskÛw pozostawiam Wam.

Co wobec tego? Wszystkie argumenty zniechÍcaj¹ce Was do marnowania czasu, ktÛre przedstawi³em powyøej, nie maj¹ na celu zamkniÍcie tematu i zakoÒczenie artyku³u! S¹ bowiem dostÍpne na rynku bardzo interesuj¹ce karty chipowe, ktÛre moøna samodzielnie zastosowaÊ w†ciekawych aplikacjach. Co wiÍcej - jest do nich dostÍpna niez³a dokumentacja, a†cena samych kart nie powoduje udaru u†potencjalnych klientÛw. Schemat blokowy karty wykorzystanej w†prezentowanym projekcie przedstawiono na rys. 1. Na pierwszy rzut oka karta X76F640 to zwyk³a pamiÍÊ EEPROM z†interfejsem I2C! Ale tylko na pozÛr! Uk³ad X76F640 rzeczywiúcie integruje w†swojej strukturze dwa niezaleøne bloki pamiÍci EEPROM (jeden o†pojemnoúci 8kB, drugi o†pojemnoúci 32B), a†oprÛcz nich kilka modu³Ûw dodatkowych: - Blok porÛwnywania hase³ wejúciowych ze wzorcami. Odpowiada on za weryfikacjÍ hase³ wpisywanych do uk³adu przez zewnÍtrzny sterownik. Warto zwrÛciÊ uwagÍ, øe dostÍp do kaødego z†obszarÛw pamiÍciowych wymaga osobnego has³a

(osobne dla zapisu/odczytu). Takøe inne polecenia, nie zwi¹zane bezpoúrednio z†operacjami na matrycy pamiÍciowej, wymagaj¹ do uaktywnienia odpowiedniego has³a. W†sumie dostÍpu do uk³adu X76F640 chroni aø piÍÊ hase³ o†d³ugoúci 64 bitÛw kaøde. - Licznik powtÛrzeÒ, ktÛry stanowi bardzo waøny element zabezpieczaj¹cy zawartoúÊ pamiÍci. Jeøeli wyst¹pi kilka (osiem) nieuprawnionych (bez podania odpowiedniego has³a) prÛb dostÍpu do jakiejkolwiek funkcji pamiÍci, nastÍpuje automatyczne zerowanie obydwu matryc pamiÍciowych. DziÍki temu moøna z†prawdopodobieÒstwem bliskim pewnoúci za³oøyÊ, øe osoby niepowo³ane nie bÍd¹ w†stanie podejrzeÊ informacji zapisanych w†matrycach pamiÍciowych. - Rejestr odpowiedzi identyfikuj¹cej, ktÛry jest uzupe³nieniem uk³adu X76F640. Wbudowanie tego rejestru w†strukturÍ karty gwarantuje spe³nienie wymogÛw standardu ISO7816 (opisuje sposÛb przekazywania danych z†i†do karty). Rejestr ten jest faktycznie zaprogramowan¹ przez producenta ìna sztywnoî 32-bitow¹ matryc¹ pamiÍciow¹, ktÛra pozwala jednoznacznie okreúliÊ czytnikowi z†jakim typem uk³adu ma do czynienia. W†celu zachowania zgodnoúci z†jedynym licz¹cym siÍ w†úwiecie standardem mechanicznym, opisuj¹cym rozmieszczenie elementÛw stykowych w†kartach chipowych, karta X76F640 ma wyprowadzenia jak na rys. 2. W†pewnym uproszczeniu moøna przyj¹Ê, øe ich rozk³ad jest identyczny z†zaleceniami standardu ISO7816. Warto wspomnieÊ, øe uk³ad X76F640 wystÍpuje w†kilku wer-

Rys. 2. Wyprowadzenia układu X76F640.

35

Czytnik−programator kart chipowych sjach obudÛw. W†prezentowanym urz¹dzeniu wykorzystywane bÍd¹ uk³ady w†obudowach standardowych kart chipowych (pe³ne oznaczenie uk³adu X76F640Y), ale dostÍpne s¹ takøe uk³ady w†obudowach: - SOIC8 (ozn. X76F640A); - nieobudowanej struktury (ozn. X76F640H i†W); - 8-pinowego modu³u, bez obudowy w†postaci karty noúnej (ozn. X76F640X).

Xicor produkuje karty przystosowane do pracy w†temperaturach standardowych (0..+70 oC) oraz rozszerzonych (-20..+85 oC), co jest cechowane liter¹ E†w†oznaczeniu. DostÍpne s¹ takøe wersje pracuj¹ce z†niskimi napiÍciami zasilania (2,7..3,6V). S¹ one oznaczone dodatkowym sufiksem ì-2,7î.

Opis urz¹dzenia Moøemy teraz przejúÊ do omÛwienia tajnikÛw konstrukcji programatora-czytnika. Jego schemat elektryczny przedstawiono na rys. 3.

Rys. 3. Schemat elektryczny urządzenia.

36

Jak widaÊ konstrukcja elektryczna urz¹dzenia jest stosunkowo prosta. ìSercemî programatora jest jeden z†najnowszych mikrokontrolerÛw rodziny ST62, uk³ad nosz¹cy oznaczenie ST62T30B (US1). Jest on wyposaøony w†duø¹ pamiÍÊ programu (8kB), wewnÍtrzn¹ pamiÍÊ EEPROM, RAM oraz szereg interesuj¹cych peryferyjnych modu³Ûw wewnÍtrznych, spoúrÛd ktÛrych w†projekcie wykorzystano port komunikacji szeregowej UART, timer oraz watchdog. Program wpisany do pamiÍci procesora odpowiada za poprawn¹ pracÍ ca³ego programatora, konfiguracjÍ portÛw, obs³ugÍ przerwaÒ (wykorzystano dwa spoúrÛd dostÍpnych) itp. Na list. 1 przedstawiono fragment tego programu, zawieraj¹cy procedurÍ inicjalizacji rejestrÛw i†urz¹dzeÒ wewnÍtrznych procesora oraz dwie procedury przedstawiaj¹ce sposÛb realizacji odczytu 32 bitÛw s³owa Response To Reset, ktÛre umoøliwia rozpoznanie typu karty w³oøonej do czytnika. Kolejne odczytane bajty s³owa RTR s¹ zwracane przez procedurÍ read_byte w†akumulatorze, a†procedura info_a (pominiÍto j¹, ze wzglÍdu na d³ugoúÊ listingu) odpowiada za wysy³anie komunikatÛw diagnostycznych do komputera PC. Poniewaø jednym z†najwaøniejszych problemÛw na jakie napotykaj¹ konstruktorzy systemÛw mikroprocesorowych jest poprawne wyzerowanie procesora po w³¹czeniu zasilania i†blokadÍ jego pracy przy napiÍciu o†nieprawid³owej wartoúci, w†programatorze zastosowano scalony generator sygna³u zeruj¹cego firmy Dallas, ktÛry nosi oznaczenie DS1813 (US2). Schemat blokowy przybliøaj¹cy jego budowÍ wewnÍtrzn¹ przedstawiono na rys. 4. Moøliwoúci tego uk³adu s¹ wiÍksze od wymagaÒ aplikacji - poniewaø nie jest wykorzystywany uk³ad wspomagaj¹cy zerowanie rÍczne. Ze wzglÍdu na niemal identyczn¹ cenÍ uk³adu DS1813 z†uk³adami DS1811 (i podobnymi) wybÛr pad³ na uk³ad bardziej elastyczny. W†aplikacji wykorzystano tylko 8 linii I/O procesora. Zastosowanie stosunkowo duøego procesora z†rodziny ST62 moøe wywo³ywaÊ wobec tego pewne w¹tpliwoúci.

Elektronika Praktyczna 9/98

Czytnik−programator kart chipowych

Listing 1. ;*************************************************************** ;* Czytnik kart chipowych z RS232 ;*************************************************************** .title “Chip_Card” .input “rejestry.a62” .vers “st6230” .romsize 8 .pp_on .dp_on .w_on rst insert cs sda scl ledprog lederr

.equ .equ .equ .equ .equ .equ .equ

4 5 4 5 6 6 7

; ; ; ; ; ; ;

portc portc portb portb portb portd portd

card3

card2 card6

card5

set cs,drb ld a,x cpi a,4 jrz card2 jp card5 ldi drwr,rtr_err.w ldi y,rtr_err.d call info_a res lederr,drd call wait set lederr,drd call wait jrs insert,drc,card6 ret

;*************************************************************** ;* Procedura INFO - wysyla 16 znakow komunikatu przez RS232 ;*************************************************************** info_a *******************

.section 1 .org 0h ;*************************************************************** ;* Inicjalizacja procesora ;*************************************************************** begin ldi ddrd,11100000b ; wyjscie dla UARTa i LEDow ldi ord,11100000b ; ldi drd,00000000b ldi ddrc,00010000b ldi orc,00010000b ldi drc,00000000b

; ustala wyjscie dla RST

ldi ddrb,01010000b

; wyjscia SCL, CS, ; SDA na razie “wejscie” ; zalezy od bitu PB5

ldi orb,01010000b ldi drb,00010000b reti set 7,drd set 6,drd

; gasi LEDa ERR ; gasi LEDa PROG

ldi ior,00010000b ldi uartcr,00101001b

; wlacza przerwania ; ustala, ze: ; - szybkosc: 19200b/s (8n1 lub 2) ; - aktywne przerwanie od RECEIVERa

;*************************************************************** ;* Odczytuje z karty RESPONSE TO RESET i wysyla do PC ;* Wykorzystany bufor TEMP i V, X! ;*************************************************************** card res ledprog,drd ; opoznienie po wlaczeniu zasilania call wait ldi x,0 ; zeruje bajt kontrolny czy 00/FF set ledprog,drd res cs,drb set rst,drc set scl,drb ; impuls zegara inicjujacy R_T_R nop ; niezbedne opoznienie (katalog!) nop nop res scl,drb res rst,drc ldi v,4 ; ilosc bajtow do odczytania rd_rtr call read_byte ld uartdr,a cpi a,0 jrz dodaj cpi a,0ffh jrz dodaj jp card1 dodaj inc x ; zwieksza stan licznika bajtow 00/FF card1 jrr 6,uartcr,card1 ; wysyla odczytany bajt do PC dec v jrz card3 jp rd_rtr

WybÛr na ST62T30B pad³ z†dwÛch zasadniczych powodÛw. 1.Ma on duø¹ pamiÍÊ dla programu, co pozwoli³o na doúÊ swobodne (czytaj rozrzutne) gospodarowanie ni¹. Program steruj¹cy po ìdoszlifowaniuî zajmuje ok. 6,3kB, przy czym z†pewnoúci¹ da³oby siÍ go jeszcze nieco zmniejszyÊ, ale nie w†takim stopniu, aby zejúÊ poniøej krytycznego progu 4kB (takie ìkwantyî pojemnoúci pamiÍci dostÍpne s¹ w†rodzinie ST62). 2.Procesory ST62T30B maj¹ wbudowany sprzÍtowy port szeregowy, dziÍki czemu obs³uga sze-

Elektronika Praktyczna 9/98

;*************************************************************** ;* Procedura odczytu bajtu R_T_R ;* Odczytany bajt znajduje sie w A ;* Informacje odbierane sa w kolejnosci: BYTE0 LSB..MSB, BYTE1... ;*************************************************************** read_byte: res ledprog,drd clr a set scl,drb jrr sda,drb,b7_1 ; oznacza, ze odebrany bit jest rowny 1 set 0,a b7_1 res scl,drb set scl,drb jrr sda,drb,b6_1 set 1,a b6_1 res scl,drb set scl,drb jrr sda,drb,b5_1 set 2,a b5_1 res scl,drb set scl,drb jrr sda,drb,b4_1 set 3,a b4_1 res scl,drb set scl,drb jrr sda,drb,b3_1 set 4,a b3_1 res scl,drb set scl,drb jrr sda,drb,b2_1 set 5,a b2_1 res scl,drb set scl,drb jrr sda,drb,b1_1 set 6,a b1_1 res scl,drb set scl,drb jrr sda,drb,b0_1 set 7,a b0_1 res scl,drb set ledprog,drd ret wait l2 l1

ldi v,0ffh ldi a,0ffh dec a jrnz l1 dec v jrnz l2 ret .section 32 .org 00h jp uart_int

reset

; skok do obslugi przerwania od REC UART

.org 0eh jp begin

regowej transmisji danych jest prosta, niezawodna i†moøliwe jest wykorzystanie stosunkowo duøych szybkoúci (do 38,4kb/s), co jest niewykonalne w†przypadku programowej emulacji intefejsu. Tak wiÍc zwyciÍøy³a wygoda projektanta - co wzi¹wszy po uwagÍ cenÍ uk³adu - jest wystarczaj¹cym uzasadnieniem w tym procesorze. Uk³ad US3 spe³nia rolÍ konwertera napiÍciowego, poúrednicz¹cego pomiÍdzy mikrokontrolerem ST62T30B i†lini¹ RS232. W†strukturÍ tego uk³adu wbudo-

wano oprÛcz elementÛw tworz¹cych interfejs takøe pompÍ ³adunkow¹, dziÍki ktÛrej napiÍcie 5V jest przetwarzane do poziomu ±9..12V, co w†zupe³noúci spe³nia wymagania stawiane przez standard RS232. W†egzemplarzu modelowym ADM232L, ktÛry charakteryzuje siÍ wbudowanymi doskona³ymi zabezpieczeniami antyprzepiÍciowymi, niewielkim poborem mocy, a†do poprawnej pracy wystarczaj¹ mu cztery niewielkie kondensatory o†pojemnoúci ok. 1µF. Moøna oczywiúcie zastosowaÊ zamiast ADM232L dowoln¹ inn¹ wersjÍ

37

Czytnik−programator kart chipowych

Rys. 4. Budowa układu zerującego DS1813.

tego popularnego uk³adu, ale wymaga to zazwyczaj dobrania pojemnoúci kondensatorÛw C12..15 (patrz uwagi w†wykazie elementÛw). DoúÊ intryguj¹co (przyznacie wszyscy) wygl¹da na schemacie inwerter, wykonany w†oparciu o†tranzystor T1 i†dwa rezystory: R1, R2. Zastosowanie tego skomplikowanego uk³adu mia³o na celu zlikwidowanie niedorÛbki (tak to niestety wygl¹da!) projektantÛw interfejsu UART w†uk³adzie ST62T30B. NiedorÛbka ta polega na wysy³aniu na pin TxD informacji w†postaci zanegowanej, co zdecydowanie uniemoøliwia pracÍ interfejsu. Tak wiÍc, po zastosowaniu inwertera przed uk³adem AD232 problemy z†poprawnoúci¹ transmisji danych zniknͳy. W†egzemplarzu modelowym zastosowano pojedynczy inweter serii TinyLogic, ale ze wzglÍdu na trudny montaø (SMD) i†stosunkowo wysok¹ cenÍ uk³adu zdecydowanie lepszym rozwi¹zaniem okaza³ siÍ inwerter tranzystorowy. Programator zosta³ wyposaøony w†cztery diody sygnalizacyjne LED, ktÛre w†pewnym stopniu u³atwiaj¹ diagnostykÍ urz¹dzenia. Dioda D1 (ozn. PWR) sygnalizuje úwieceniem fakt do³¹czenia napiÍcia zasilaj¹cego do programatora. Zalecany dla niej kolor to zielony. Dioda D2 (ozn. PROG) informuje uøytkownika, øe procesor wymienia z†kart¹ informacjÍ, w†zwi¹zku z†czym nie wolno jej wyjmowaÊ z†uchwytu Zl2. W†egzemplarzu modelowym zastosowano diodÍ o†øÛ³tym kolorze úwiecenia. DiodÍ D3 (ozn. ERR) wykorzystano do sygnalizowania b³ÍdÛw wystÍpuj¹cych podczas pracy programatora. Najbardziej ìlogicznymî kolorem tej diody jest oczywiúcie czerwony. Ostatnim zastosowanym sygnalizato-

38

rem optycznym jest dioda D4 (ozn. CARD), ktÛra swoim úwieceniem sygnalizuje w³oøenie karty (lub czegoú do niej mechanicznie podobnego) do uchwytu Zl2. Pozosta³e elementy urz¹dzenia s¹ doúÊ typowe i†nie bÍdÍ ich szczegÛ³owo omawia³. Wartko jedynie zwrÛciÊ uwagÍ na fakt zastosowania na wejúciu zasilania mostka prostowniczego w†uk³adzie Graetza, dziÍki czemu polary- Rys. 5. Rozmieszczenie elementów na płytce zacja napiÍcia we- drukowanej. júciowego moøe byÊ dowolna, sygnalizowane zewnÍtrznie zapamoøliwe jest takøe zasilanie na- leniem na chwilÍ diod ERR i†PROG, nastÍpnie zgaúniÍciem piÍciem zmiennym. diody ERR i†po chwili PROG. Montaø i†uruchomienie Taka sekwencja oznacza, øe iniP³ytkÍ programatora zaprojek- cjalizacja procesora przebieg³a pratowano jako dwustronn¹ z†meta- wid³owo. NastÍpnie naleøy podlizowanymi otworami. Widok mo- ³¹czyÊ do programatora i†kompuzaiki úcieøek obydwu stron p³ytki tera PC kabel RS232 i†uruchomiÊ przedstawiono na wk³adce we- dowolny program terminalowy. wn¹trz numeru, a†schemat mon- Doskonale do tego celu nadaje siÍ taøowy p³ytki na rys. 5. Hyper Terminal (rys. 6), stanoMontaø urz¹dzenia nie ma spe- wi¹cy standardowe wyposaøenie cjalnych wymagaÒ. Przed wluto- Windows 95 lub TERM95 (rys. 7), waniem w†p³ytkÍ stabilizatora US4 ktÛry jest czÍúci¹ sk³adow¹ Nornaleøy przykrÍciÊ do niego radia- ton Commandera. Programy termitor, a†nastÍpnie przykrÍciÊ go do nalowe mog¹ pracowaÊ w†dowolp³ytki drukowanej. Po wykonaniu nym trybie znakowym z†wy³¹czotych czynnoúci moøna przyluto- nym echem lokalnym. Najlepszym waÊ koÒcÛwki stabilizatora do rozwi¹zaniem jest wykorzystanie punktÛw lutowniczych. Bardzo trybu ANSI lub HEX. waøne jest takøe - uwaga dla tych Parametry transmisji naleøy zaCzytelnikÛw, ktÛrzy nie zakupi¹ daÊ nastÍpuj¹co: zestawu - aby z³¹cze Zl1 by³o øeÒskie! Ze wzglÍdÛw bezpieczeÒstwa warto zastosowaÊ pod uk³ad US1 podstawkÍ. Do uruchomienia uk³adu potrzebny bÍdzie kabel 1:1 zakoÒczony z³¹czami 9-stykowymi (z jednej strony mÍskim, z†drugiej øeÒskim) oraz zasilacz o†napiÍciu wyjúciowym 8..15VDC i†wydajnoúci pr¹dowej min. 20mA. Po w³¹czeniu zasilania procesor wykonuje prost¹ procedurÍ Rys. 6. Widok okna programu testow¹, ktÛrej wykonywanie jest Hyper Terminal.

Elektronika Praktyczna 9/98

Czytnik−programator kart chipowych - T:. Jeøeli po kilku sekundach na ekranie terminala pojawi siÍ odpowiedü ìTEST OK....î moøna przyj¹Ê, øe programator dzia³a poprawnie. Jeøeli taki komunikat siÍ nie pojawi naleøy dok³adnie sprawdziÊ jakoúÊ montaøu i†zastosowanych elementÛw. Rys. 8. Widok okna działającego programu TERM95.EXE.

-

ramka 8-bitowa; szybkoúÊ transferu 19200b/s; bity stopu 1 lub 2; brak bitu parzystoúci. W†skrÛcie moøna je zapisaÊ jako: 19200/8N1 lub 19200/8N2. Po uruchomieniu i†skonfigurowaniu programu terminalowego naleøy napisaÊ na ekranie (co w†praktyce oznacza wys³aÊ do programatora) polecenie autotestu WYKAZ ELEMENTÓW Rezystory R1, R2, R3: 3,3kΩ R4, R7: 680Ω R5, R6: 390Ω Kondensatory C1, C2, C3: 100µF/25V C5, C6, C7, C8: 100nF C9, C10: 10µF/10V C11, C16: 47µF/10V C12, C13, C14, C15: 1µF/25V C17, C18: 27pF Półprzewodniki D1, D2, D3, D4: LED M1: mostek 500mA/50V T1: BC547 US1: ST62T30B − zaprogramowany US2: DS1813 (dowolna wersja w obudowie TO−92) US3: ADM232L* US4: 78M05 lub podobny w obudowie TO−220 Różne X1: 8MHz − oscylator kwarcowy Zl1: złącze kątowe, żeńskie DB9 Zl2: złącze z czujnikiem karty 7434L0825S01−08 firmy FCI lub LM08 RS−Components Zl3: złącze zasilania Radiator Zasilacz 8..12VDC/100mA lub podobny Kabel RS232/1:1 (złącza: męskie/ żeńskie) * Jeżeli zamiast układu ADM232L zostanie zastosowany standardowy układ XX232 kondensatory C12..15 powinny mieć pojemność 10µF. W przypadku zastosowania układu ADM232A kondensatory C12..15 powinny mieć pojemność 100nF każdy.

Elektronika Praktyczna 9/98

Dla ciekawskich - jak karta i†procesor ze sob¹ rozmawiaj¹? Wymiana danych pomiÍdzy procesorem steruj¹cym prac¹ programatora i†kart¹ jest doúÊ z³oøona. Dzieje siÍ tak pomimo zastosowania popularnego interfejsu, ktÛry w†znacznym stopniu jest zgodny ze standardem I2C. ZgodnoúÊ polega przede wszystkim na tym, øe pocz¹tek i†koniec kaødej przesy³anej ramki wymaga wygenerowania przez procesor (pracuj¹cy jako Master) warunkÛw START i†STOP. Wykorzystywane s¹ takøe pozosta³e elementy procesu transmisji danych poprzez szynÍ I2C, typowe dla ogÛlnie znanych standardÛw. Na rys. 8 przedstawiono podstawowy algorytm transmisji danych. Jak widaÊ kaøde polecenie (omÛwimy je w†drugiej czÍúci artyku³u) wymaga potwierdzenia niezaleønym has³em, ktÛrego d³ugoúÊ wynosi 64 bity. Na rys. 9 przedstawiono sposÛb ìodpytywaniaî karty o†potwierdzenie ACK. Taka procedura nie jest typowa dla standardowych uk³adÛw I2C. Warto zwrÛciÊ uwagÍ, øe brak potwierdzenia ACK nie powoduje uznania transmisji za niewaøn¹, jeøeli trwa krÛcej niø 10ms (czas niezbÍdny do zapisania matrycy EEPROM). Na rys. 10 przedstawiono algorytm ìodpytywaniaî karty po wys³aniu bajtu polecenia. Wszelkie problemy z†ograniczeniami czasowymi rozwi¹zuje oprogramowanie steruj¹ce prac¹ mikrokontrolera. Piotr Zbysiński, AVT DokoÒczenie artyku³u znajdzie siÍ w†paüdziernikowym numerze EP. Dane katalogowe kart chipowych X76F100 i†X76F640 s¹ dostÍpne do koÒca paüdziernika pod adresem: www.avt.com.pl/avt/ ep/ftp. Kody X76F640 udostÍpni³a do testÛw firma E-2000 Setron.

Rys. 8. Sposób przesyłania danych.

Rys. 9. Algorytm "odpytywania" karty o znak ACK (bez bajtu polecenia).

Rys. 10. Algorytm "odpytywania" karty o znak ACK (z wykorzystaniem bajtu polecenia).

39

P

R

Zegar O J Emillenijny K T Y

Zegar millenijny kit AVT−465

Chcia³bym zaprezentowaÊ kolejny uk³ad zegara cyfrowego. To prawda, øe na ³amach naszego pisma opublikowaliúmy juø wiele opisÛw mniej lub bardziej skomplikowanych zegarÛw, ale ten jest czymú zupe³nie wyj¹tkowym.

Elektronika Praktyczna 9/98

Z†pozoru nic szczegÛlnego: elektroniczny zegar z†wyúwietlaczami siedmiosegmentowymi LED, stabilizowany kwarcem. Wprawdzie rÛøni siÍ od wiÍkszoúci zegarÛw tym, øe pokazuje takøe kolejne dni roku, ale to jeszcze øadna rewelacja. Co zatem upowaøni³o mnie do nazwania tego zegara wyj¹tkowym? To, øe odlicza on czas do ty³u! Nie, nie obawiajcie siÍ drodzy Czytelnicy, proponowane urz¹dzenie nie jest kontynuacj¹ os³awionego ìUk³adu do ultraprecyzyjnej regulacji zegarÛwî, ktÛrego opis ku uciesze CzytelnikÛw zamieúciliúmy w†primaaprilisowym numerze EP. Projekt jest jak najbardziej powaøny i†proponowa³bym juø teraz zbudowaÊ taki zegar, ale uruchomiÊ dopiero w†najbliøsz¹ noc sylwestrow¹. Kolejn¹ wskazÛwk¹, dziÍki ktÛrej moøecie siÍ ³atwo domyúliÊ celu budowy nowego typu zegara jest to, øe po up³ywie ok. 2,5 roku bÍdzie go moøna jedynie wyrzuciÊ na úmietnik, lub przechowywaÊ w szyfladzie wy³¹cznie ze wzglÍdÛw sentymentalnych. Domyúliliúcie siÍ juø chyba, øe zegar bÍdzie odmierza³ czas, jaki pozosta³ do koÒca XX wieku. Prze³omy wiekÛw zawsze budzi³y u†ludzi emocje, na szczÍúcie zupe³nie nieuzasadnione. Prorokowano koniec úwiata, kataklizmy i†najrÛøniejsze nieszczÍúcia, ktÛre z†nastaniem nowego stulecia mia³y

spaúÊ na ludzkoúÊ. Po raz pierwszy w†historii, przepowiednie takie maj¹ obecnie pewne uzasadnienie. Ba³agan w†systemach komputerowych juø siÍ zacz¹³. S³yszy siÍ o†przypadkach odmowy przez komputery bankowe wyp³aty pieniÍdzy z†kart p³atniczych waønych np. do 2004 roku, bowiem uznaj¹, øe ich waønoúÊ zakoÒczy³a siÍ w†1904 roku! No cÛø, ktoú kiedyú nie przewidzia³... Zanim przejdziemy do konkretÛw i†zapoznamy siÍ z†proponowan¹ konstrukcj¹, wyjaúnijmy sobie jeszcze jedn¹ sprawÍ. S³yszy siÍ, øe ludzie oczekuj¹ na nadejúcie 2000 roku, jako na pocz¹tek nowego stulecia. Nic bardziej b³Ídnego, nie by³o przecieø nigdy roku zerowego naszej ery! Wed³ug tradycji chrzeúcijaÒskiej Jezus Chrystus narodzi³ siÍ w†pierwszym roku ery nowoøytnej, a†zatem kolejne wieki rozpoczynaj¹ siÍ w†roku 1 nowego stulecia. Oczekiwany wiek XXI rozpocznie siÍ zatem o†pÛ³nocy w†noc sylwestrow¹ prze³omu 2000 i†2001 roku i†do tej daty i†godziny bÍdziemy musieli dostosowaÊ nasz zegar! Kiedy piszÍ te s³owa do pocz¹tku XXI wieku pozosta³o jeszcze 913 dni. W†wersji podstawowej uk³ad zegara bÍdzie pokazywa³ up³ywaj¹cy czas na dziewiÍciu wyúwietlaczach siedmiosegmentowych LED o†standardowych wymiarach. Moøna jednak pomyúleÊ o†wykorzystaniu zbudowanego urz¹dze-

41

Zegar millenijny

Rys. 1. Schemat elektryczny zegara.

nia do celÛw reklamowych w†rodzaju: ìKroczymy w†XXI wiek z†firm¹ Krzak i†Synowie!î Aby umoøliwiÊ takie wykorzystanie zbudowanego uk³adu, na p³ytce drukowanej zegara zosta³y umieszczone z³¹cza umoøliwiaj¹ce do³¹czenie do uk³adu dziewiÍciu wyúwietlaczy o†duøych wymiarach

42

(opisane w†lipcowych Miniprojektach - AVT1186). Zegar zosta³ zaprojektowany z†wykorzystaniem wy³¹cznie tanich i†powszechnie dostÍpnych elementÛw. Pomimo pewnej z³oøonoúci uk³adu, jego wykonanie nie powinno przysporzyÊ k³opotu nawet ma³o doúwiadczonym konstruktorom.

Opis dzia³ania uk³adu Na rys. 1 i†2†przedstawiono schemat elektryczny zegara. Na rys. 1 pokazano g³Ûwny blok zegara, a†na rys. 2†widzimy jedynie wyúwietlacze siedmiosegmentowe wraz z†dekoderami, po³¹czone z†blokiem g³Ûwnym z³¹czem k¹towym typu goldpin.

Elektronika Praktyczna 9/98

Zegar millenijny Poniewaø druga czÍúÊ schematu nie jest warta komentarza, skupimy siÍ na czÍúci pierwszej. Z†pozoru uk³ad wydaje siÍ doúÊ skomplikowany, ale po chwili zauwaøymy z†pewnoúci¹, øe sk³ada siÍ on g³Ûwnie z kaskadowo po³¹czonych licznikÛw BCD, generatora kwarcowego i†kilku elementÛw pomocniczych. Blok licznikÛw jest najprostszym z moøliwych: dziewiÍÊ licznikÛw rewersyjnych BCD po³¹czonych kaskadowo. Liczniki IC1, IC2 i†IC3 zliczaj¹ dni do koÒca wieku, liczniki IC4 i†IC5 podaj¹ liczbÍ godzin, przez ktÛre bÍdziemy musieli dodatkowo czekaÊ na noworocznego szampana w†XXI wieku, liczniki IC6 i†IC7 odmierzaj¹ minuty, a†IC8 i†IC9 -†sekundy. Generator czÍstotliwoúci wzorcowej zosta³ zbudowany takøe bardzo typowo, z†wykorzystaniem taniej i†popularnej kostki typu 4060. Uk³ad ten zawiera w†swojej strukturze wszystkie elementy potrzebne do zbudowania generatora stabilizowanego oscylatorem kwarcowym oraz dzielnik czÍstotliwoúci o†stopniu podzia³u 214.†Do stabilizowania czÍstotliwoúci zastosowa³em popularny i†tani kwarc zegarkowy o†czÍstotliwoúci rezonansowej 32768Hz. Rozwi¹zanie takie zosta³o podyktowane koniecznoúci¹ znalezienia kompromisu pomiÍdzy dok³adnoúci¹ zegara i†cen¹ podzespo³Ûw, ktÛra w†wypadku uk³adu maj¹cego charakter ìjednorazÛwkiî nie powinna byÊ zbyt wysoka. Z†kwarcami tego typu bywa zreszt¹ rÛønie: trafiaj¹ siÍ lepsze i†gorsze egzemplarze. Te lepsze mog¹ zapewniÊ dok³adnoúÊ wskazaÒ zegara dochodz¹c¹ do kilkudziesiÍciu sekund na rok. Poniewaø nasz zegar posiada wbudowany uk³ad korekcji wskazywanego czasu, kwarc zegarkowy moøna uznaÊ za zupe³nie wystarczaj¹cy. Na wyjúciu Q14 uk³adu IC10 otrzymujemy przebieg prostok¹tny o†czÍstotliwoúci 2Hz. Jest to czÍstotliwoúÊ trochÍ za duøa do sterowania licznika sekund i†dlatego zastosowa³em dodatkowy dzielnik czÍstotliwoúci przez 2†zrealizowany na ìkawa³kuî licznika binarnego IC11A -†4520. Mog³oby wydawaÊ siÍ, øe kaskadowe po³¹czenie licznikÛw rewersyjnych zliczaj¹cych w†dÛ³

Elektronika Praktyczna 9/98

rozwi¹øe wszystkie sprawy zwi¹zane z†odliczaniem czasu do XXI wieku. Niestety, powsta³y problemy z†liczeniem dziesi¹tek minut i†sekund oraz godzin. Po osi¹gniÍciu przez licznik BCD stanu 0, nastÍpny impuls spowoduje ustawienie na wyjúciach licznika stanu 9. Jest to nie do przyjÍcia w†przypadku wyúwietlania dziesi¹tek minut i†sekund, poniewaø kolejn¹ cyfr¹ po ì0î powinno byÊ podczas zliczania w†dÛ³ -†ì5î. Problem zosta³ rozwi¹zany w†bardzo prosty sposÛb, ktÛry omÛwimy na przyk³adzie licznika sekund. Podczas zliczania w dÛ³, gdy licznik IC8 zmienia stan z 0 na 9, to na jego

wyjúciu poøyczki (/BO) pojawia siÍ niski poziom napiÍcia impuls ujemny. Zbocze tego impulsu, po zrÛøniczkowaniu go przez kondensator C7, powoduje wygenerowanie krÛtkiego impulsu ujemnego na wyjúciu bramki IC13A, a†w†konsekwencji przepisanie do rejestru licznikÛw IC8 i†IC9 danych z†ich wejúÊ programuj¹cych. Na wejúciach licznika IC8 ustawiony jest stan 0101(BIN) czyli liczba ì5î, a†na wejúciach licznika IC9 ì9î. Tak wiÍc, po stanie zerowym kolejn¹ liczb¹, jaka zostanie wyúwietlona na po³¹czonych z†tymi licznikami wyúwietlaczach bÍdzie ì59î.

Rys. 2. Schemat elektryczny części wyświetlaczy i dekoderów.

43

Zegar millenijny

Rys. 3. Rozmieszczenie elementów na płytce wyświetlaczy.

Rys. 4. Rozmieszczenie elementów na płytce zegara.

Identycznie zosta³ zaprojektowany uk³ad licznika minut, a†kolejny problem powsta³ z†licznikiem godzin. Tym razem po stanie zerowym tych licznikÛw kolejn¹ liczb¹ jaka powinna ukazaÊ siÍ na po³¹czonych z†nimi wyúwietlaczach jest ì23î. Problem zosta³ rozwi¹zany identycznie jak w†przypadku licznikÛw sekund i†minut, z†tym øe na wejúciach programuj¹cych licznikÛw IC4 i†IC5 ustawiona jest liczba ì23î. Naleøy teraz wspomnieÊ o†roli jak¹ pe³ni¹ w†uk³adzie cztery prze³¹czniki oznaczone jako S1..S4. Prze³¹cznik S4 powoduje ustawienie zegara w†dwa tryby pracy: programowania i†zliczania czasu.

Jeøeli prze³¹cznik ten znajduje siÍ w†pozycji takiej, jak na schemacie, to zegar pracuje normalnie odmierzaj¹c up³ywaj¹cy czas. Zwarcie S4 spowoduje wymuszenie stanu niskiego na wejúciach PE\ licznikÛw dni i†wyzerowanie wszystkich pozosta³ych licznikÛw w³¹cznie z†generatorem zegarowym. W†tej w³aúnie pozycji prze³¹cznika S4 moøemy dokonaÊ zaprogramowania liczby dni pozostaj¹cych do zakoÒczenia wieku i†punktualnie o†godzinie 12 w†nocy uruchomiÊ nasz zegar. Programowanie liczby dni wykonujemy za pomoc¹ jumperÛw JP1..JP12, ustawiaj¹c odpowiednie kombinacje '0' i '1' na wejúciach progra-

44

muj¹cych licznikÛw dni. NajwiÍksz¹ liczb¹ jak¹ moøemy zaprogramowaÊ jest 999, a†najmniejsz¹ 1. Osobiúcie proponujÍ dokonaÊ ìodpaleniaî zbudowanego zegara w†noc sylwestrow¹ bieø¹cego roku. Do koÒca wieku pozostan¹ wtedy dok³adnie dwa lata, czyli 731 dni i†tÍ w³aúnie liczbÍ bÍdziemy musieli ustawiÊ za pomoc¹ jumperÛw. Po ustawieniu liczby dni rozwarcie prze³¹cznika S4 spowoduje natychmiastowy start zegara, st¹d teø koniecznoúÊ jego uruchomienia dok³adnie o†pÛ³nocy. Moøna by³o wprawdzie pomyúleÊ o†wstÍpnym programowaniu liczby godzin a†nawet minut, ale niepotrzebnie komplikowa³oby to konstrukcjÍ. KoniecznoúÊ ìodpaleniaî wykonanego zegara w†godzinie duchÛw ma ponadto swÛj urok! Nie miejmy z³udzeÒ, nasz zegar, nawet po dok³adnej regulacji za pomoc¹ trymera C2, moøe po d³uøszym czasie, a†na pewno po dwÛch latach nieco siÍ rozregulowaÊ. Do wprowadzania niezbÍdnej korekty s³uø¹ dwa prze³¹czniki: S1 i†S2. Prze³¹cznikiem S1 moøna odj¹Ê od stanu licznikÛw jedn¹ godzinÍ, a przy pomocy S2 - dodaÊ. Poniewaø przy pomocy prze³¹cznika S3 moøemy zatrzymaÊ pracÍ generatora kwarcowego, taka metoda dodatkowej regulacji wydaje siÍ byÊ wystarczaj¹co skuteczna, aczkolwiek niezbyt wygodna. Naleøy jeszcze wspomnieÊ o†roli, jak¹ odgrywa w†naszym uk³adzie generator impulsÛw o†zmiennym wype³nieniu zbudowany na uk³adzie IC15 -†NE555. Ci¹g impulsÛw, o†wype³nieniu zmienianym potencjometrem P1 od 1% do ok. 99%, jest doprowadzany do wejúÊ wygaszania wszystkich dekoderÛw BCD na kod wyúwietlacza siedmiosegmentowego. Umoøliwia to regulacjÍ w†szerokim przedziale intensywnoúci ich úwiecenia. Uk³ad wymaga zasilania +7..8VDC o†wydajnoúci pr¹dowej ok. 500mA. Poniewaø trudno przypuúciÊ, aby przez dwa lata elektrownia nie wy³¹czy³a pr¹du choÊby na chwilÍ, przewidziano moøliwoúÊ zastosowania zasilania awaryjnego. Do z³¹cza CON12 moøemy do³¹czyÊ cztery szeregowo po³¹czone bateryjki 1,5V, najlepiej alkaliczne typu R6. W†przypadku

Elektronika Praktyczna 9/98

Zegar millenijny WYKAZ ELEMENTÓW Płytka bazowa Rezystory P1: 100kΩ/A potencjometr obrotowy R1: 330kΩ R2: 10MΩ R3, R5: 820kΩ R4, R6, R8: 220kΩ R7, R9: 10kΩ R10, R11: 1kΩ R12: 100kΩ Kondensatory C1: 33pF C2: trymer 47pF C3, C4, C9, C11: 100nF C5, C6, C7: 1nF C8, C10: 1000µF/16V C12, C13: 10nF Półprzewodniki D1, D2, D3, D4, D5: 1N4001 lub podobne D6, D7: 1N4148 lub podobne IC1, IC2, IC3, IC4, IC5, IC6, IC7, IC8, IC9: 40192 IC10: 4060 IC11: 4520 IC12, IC13: 4011 IC14: 7805 IC15: NE555 Różne Q1: kwarc 32768Hz CON10: goldpin kątowy 40 pinów CON11, CON12: ARK2 JP1..JP12: 3 x goldpin + jumper S1, S2, S3: przyciski typu RESET S4: przełącznik dźwigienkowy Płytka wyświetlaczy Półprzewodniki DP1..DP9: wyświetlacze 7 segmentowe LED wsp. anoda IC1..IC9: 4543 CON1: goldpin kątowy 40 pinów

awarii zasilania z†baterii pop³ynie pr¹d zasilaj¹cy jedynie czÍúÊ cyfrow¹ uk³adu, natomiast pobieraj¹ce duøo pr¹du wyúwietlacze pozostan¹ wy³¹czone. Naleøy s¹dziÊ, øe baterie alkaliczne dobrej jakoúci wystarcz¹ na ca³y czas ìøyciaî naszego zegara, tym bardziej, øe wykorzystywane bÍd¹ jedynie sporadycznie.

Montaø i†uruchomienie Na rys. 3 i†4 pokazano rozmieszczenie elementÛw na p³ytkach drukowanych obydwu czÍúci

Elektronika Praktyczna 9/98

zegara. MozaikÍ úcieøek przedstawiono na wk³adce wewn¹trz numeru. Ze wzglÍdu na znaczn¹ komplikacjÍ po³¹czeÒ zmuszony by³em zastosowaÊ laminat dwustronny z†metalizacj¹. Montaø przeprowadzamy w†typowy sposÛb, rozpoczynaj¹c od elementÛw o najmniejszych gabarytach i†podstawek pod uk³ady scalone, a†koÒcz¹c na po³¹czeniu ze sob¹ obydwÛch p³ytek za pomoc¹ k¹towego z³¹cza goldpin. Taki sposÛb po³¹czenia zapewnia mechaniczn¹ sztywnoúÊ konstrukcji i†zachowanie idealnie prostego k¹ta pomiÍdzy p³ytkami. Jedyn¹ czynnoúci¹ regulacyjn¹ jak¹ bÍdziemy musieli wykonaÊ po zmontowaniu obydwÛch p³ytek bÍdzie dok³adne dostrojenie generatora kwarcowego do czÍstotliwoúci 32768Hz. Pomiaru czÍstotliwoúci dokonujemy na nÛøce 9 uk³adu 4060. Po wykonaniu i†wyregulowaniu uk³adu zegara przyjdzie pora na jego zaprogramowanie i†uroczyste uruchomienie. Programowania dokonujemy za pomoc¹ jumperÛw JP1..JP12, ustawiaj¹c na wyúwietlaczach liczbÍ dni pozosta³ych do koÒca bieø¹cego stulecia. Programowanie przeprowadzamy przy prze³¹czniku S4 ustawionym w†po³oøeniu przeciwnym do pokazanego na schemacie. Po tej czynnoúci pozostaje nam juø tylko oczekiwanie na uroczyste w³¹czenie naszego zegara. Jak juø wspomnia³em, zbudowany uk³ad moøemy wykorzystaÊ do sterowania wyúwietlaczami o†duøych rozmiarach (AVT1186).†Uk³ad moøe wspÛ³pracowaÊ z†tymi wyúwietlaczami na dwa sposoby: wyúwietlaj¹c czas jednoczeúnie na swoich wyúwietlaczach i†dodatkowych, do³¹czonych za pomoc¹ przewodÛw oraz tylko na duøych wyúwietlaczach. W†tym drugim przypadku nie musimy w†ogÛle montowaÊ p³ytki wyúwietlaczy, ani stosowaÊ dekoderÛw 4543, ktÛre znajduj¹ siÍ juø na p³ytkach wielkich wyúwietlaczy. Dodatkowe wyúwietlacze do³¹czamy do z³¹cz CON1..CON9, osobno doprowadzaj¹c do nich napiÍcia zasilaj¹ce. Zbigniew Raabe, AVT

45

Programator pamięci EEPROM z interfejsem P R szeregowym O J E K T I 2C Y

Programator pamięci EEPROM z interfejsem szeregowym I2C kit AVT−466 Czytelnicy, ktÛrzy przeczytali tekst o†sposobach programowania pamiÍci EEPROM, zamieszczony w†sierpniowym numerze EP, mog¹ traktowaÊ ten projekt jako uzupe³nienie tamtego artyku³u. Zamieszczone w nim informacje o†sposobie transmisji danych i†pracy uk³adÛw EEPROM z†szeregowym interfejsem I2C wykorzystano podczas projektowania programatora i przygotowywania jego oprogramowania.

Elektronika Praktyczna 9/98

PamiÍci szeregowe EEPROM s¹ zazwyczaj wykorzystywane jako pamiÍci nieulotne, przechowuj¹ce niewielkie iloúci danych, np. parametry konfiguracyjne w†wielu urz¹dzeniach powszechnego uøytku takich jak odbiorniki telewizyjne, magnetowidy czy zestawy muzyczne. EEPROM-y szeregowe moøna takøe spotkaÊ w†przemys³owych sterownikach, kserokopiarkach, termostatach itp. S¹ czÍsto i†chÍtnie stosowane ze wzglÍdu na niewielki koszt i†doúÊ prosty sposÛb zapisu i†odczytu informacji poprzez powszechnie stosowany interfejs I2C. Buduj¹c uk³ad wykorzystuj¹cy EEPROM-y wygodnie jest mieÊ pod rÍk¹ urz¹dzenie, dziÍki ktÛremu moøna podejrzeÊ zawartoúÊ pamiÍci lub j¹ zmodyfikowaÊ. Dotyczy to zw³aszcza sytuacji, gdy uk³ad nie dzia³a prawid³owo i†chcia³oby siÍ wiedzieÊ czy dane wpisywane do pamiÍci s¹ w³aúciwe. Programator pozwoli takøe sprawdziÊ, czy uøywana kostka pamiÍci nie jest uszkodzona oraz powieliÊ jej zawartoúÊ w†innych egzemplarzach. Uk³ady pamiÍci EEPROM z†interfejsem I2C produkowane w†obudowach DIP8 maj¹, bez wzglÍdu na typ, standardowy rozk³ad wyprowadzeÒ. Dotyczy to zarÛwno produktÛw firmy XICOR, ATMEL, jak i†SGS-THOMSON. Dodatnie napiÍcie zasilaj¹ce (najczÍúciej

+5V, chociaø produkowane s¹ wersje zasilane +3V, a†nawet +1,8V!) do³¹cza siÍ do 8†wyprowadzenia, a†masÍ do 4. Linia SDA to nÛøka 5, a†SCL nÛøka 6. Wyprowadzenia 1-3 s³uø¹ do adresowania i†wyboru kostki pamiÍci lub pozostaj¹ nie pod³¹czone. NÛøka 7 pod³¹czona do plusa moøe blokowaÊ zapis lub producent pozostawia j¹ nie wykorzystan¹. Generalnie pamiÍci rÛøni¹ siÍ pojemnoúci¹ i†zwi¹zanym z†tym sposobem transmisji danych magistral¹ I2C. Ze wzglÍdu na sposÛb programowania uk³ady moøna podzieliÊ na trzy grupy: o†pojemnoúci 1kb (128B) oznaczane jako 24C01, o†pojemnoúci 1/2/4/8/16kb (odpowiednio 128, 256, 512, 1024 i†2048B) oznaczane symbolami 24C01A, 24C02-C16 oraz uk³ady o†pojemnoúci 32 i†64 kb oznaczane, jak ³atwo siÍ domyúliÊ, symbolami 24C32-C64. Programator potrafi zapisywaÊ i†odczytywaÊ dane z†pamiÍci wszystkich wymienionych typÛw. RÛønice w†sposobie transmisji danych pomiÍdzy uk³adami tych trzech grup pokazuje rys. 1, przedstawiaj¹cy schematycznie sposÛb zapisu do pamiÍci 1†bajtu danych. RÛønice wynikaj¹ g³Ûwnie ze sposobu adresowania, co z†kolei wi¹øe siÍ z†pojemnoúci¹ pamiÍci. Poniewaø uk³ad 24C01 moøe zapamiÍtaÊ tylko 128 bajtÛw i†do magistrali I2C moøe byÊ do³¹czony

47

Programator pamięci EEPROM z interfejsem szeregowym I 2 C

Rys. 1. Formaty słów zapisu danych do pamięci.

tylko jeden taki uk³ad, to jego adresowanie mieúci siÍ w jednym bajcie poprzedzaj¹cym bajt danych. Najstarszych 7†bitÛw okreúla adres komÛrki, a†najm³odszy bit decyduje o†tym czy informacja ma byÊ zapisywana do komÛrki pamiÍci (bit = 0) czy teø odczytywana (bit = 1). PojemnoúÊ uk³adÛw z†drugiej grupy moøe siÍgaÊ 2k i†do zaadresowania wszystkich komÛrek s¹ potrzebne dwa bajty, a†dok³adniej 11 bitÛw. M³odsze bity adresu zawiera bajt nazwany WORD ADDRESS, a†3 najstarsze bity zosta³y przeniesione do bajtu o†nazwie DEVICE ADDRESS (razem z†bitem R/W, okreúlaj¹cym tryb pracy - zapis/odczyt). Duøa pojemnoúÊ EEPROM-Ûw z†trzeciej grupy wymaga dodania jeszcze jednego bajtu adresowego nazwanego FIRST WORD ADDRESS. W†tym bajcie 5 najm³odszych bitÛw pe³ni rolÍ najstarszych bitÛw adresuj¹cych komÛrkÍ pamiÍci, a pozosta³e bity adresu zawiera bajt SECOND WORD ADDRESS. W†bajcie DEVICE ADDRESS pozostawiono bit steruj¹cy trybem pracy i†bity adresu uk³adu. Uk³ad programatora sk³ada siÍ z†ma³ego sterownika wspÛ³pracuj¹cego z†komputerem PC poprzez ³¹cze szeregowe RS-232. Program w†komputerze i†operator decyduj¹ o†sposobie dzia³ania programatora, a†procesor sterownika jest odpowiedzialny za bezpoúredni¹ obs³ugÍ programowanej pamiÍci EEP-

48

ROM. Schemat sterownika pokazano na rys. 2. Kody poleceÒ i†danych, transmitowane ³¹czem RS, docieraj¹ do gniazda P1 i†przez uk³ad U4 s¹ przekszta³cane na sygna³y o†poziomie TTL i†podawane do procesora U1. Program procesora interpretuje polecenia z†PC i†steruj¹c przekaünikiem PK1 do³¹cza zasilanie do programowanego uk³adu EEPROM (osadzonego w†podstawce U3), co jest sygnalizowane úwieceniem diody D1. Magistral¹ I2C do³¹czon¹ do portÛw P1.7 i†P1.6 procesora s¹ wysy³ane adresy i†dane. W†przypadku odczytu, dane przekszta³cane s¹ na sygna³y RS-a i†t¹ drog¹ wysy³ane do komputera. Po zakoÒczeniu sesji odczytu lub zapisu procesor wy³¹cza przekaünik i programowany EEPROM moøe byÊ wyjÍty z†podstawki, a†sterownik czeka na kolejne rozkazy. Sterownik reaguje na 4†rozkazy przesy³ane ³¹czem RS. Kaødy rozkaz sk³ada siÍ z†kodu ASCII duøej litery oraz bajtÛw parametrÛw, danych i†cyfry kontrolnej, pozwalaj¹cej stwierdziÊ czy transmisja przebiega bez zak³ÛceÒ. Poniøej podano zestawienie rozkazÛw i†ich strukturÍ (litery w nawiasach oznaczaj¹ poszczegÛlne parametry). P(abc) - ustawienie parametrÛw pracy sterownika. Bajt 'a' okreúla szybkoúÊ transmisji (0 1200 bodÛw, 1†-4800 bodÛw), bajt 'b' wybiera typ programowanego

EEPROM-u (0 -24C01, 1†24C01A,24C02/C16, 2†-24C32/ C64), bajt 'c' jest bajtem kontrolnym. S(abc) - ustawienie adresu EEPROM-u do zapisu lub odczytu. Bajt 'a', to starsza czÍúÊ adresu, bajt 'b' m³odsza czÍúÊ, a†'c' to bajt kontrolny. W(add...dc) - zapis danych do EEPROM-u. Bajt 'a' jest liczb¹ przesy³anych bajtÛw do zapisu plus bajt kontrolny. Litery 'd' oznaczaj¹ bajty danych, a†litera 'c' cyfrÍ kontroln¹. R(ac) - odczyt danych z†EEPROM-u. Litera 'a' oznacza liczbÍ bajtÛw do odczytu, pocz¹wszy od adresu ustalonego wczeúniej rozkazem ìSî, a 'c' to cyfra kontrolna. Uk³ad sterownika, po odebraniu rozkazu i jego pomyúlnym wykonaniu, wysy³a do komputera jako potwierdzenie znak ìAî (skrÛt angielskiego s³owa ìacknowledgementî). Jeøeli rozkaz z†jakichú przyczyn nie mÛg³ byÊ wykonany, wysy³any jest znak ìNî (brak potwierdzenia). Wyj¹tek stanowi odpowiedü po rozkazie odczytu danych z†EEPROM-u. Sterownik wysy³a wtedy znak ìAî, bajty 'ddd' w†liczbie podanej w rozkazie odczytu, a†na koÒcu bajt sumy kontrolnej. Jeøeli odczyt siÍ nie powiÛd³, sterownik odpowiada jedynie znakiem ìNî. Wyjaúnienia moøe wymagaÊ wprowadzenie i†sposÛb tworzenia bajtu kontrolnego. Poniewaø sterownik i†komputer porozumiewaj¹ siÍ ze sob¹ przy pomocy szeregowego ³¹cza RS, a kabel po³¹czeniowy moøe mieÊ d³ugoúÊ nawet kilku metrÛw, w†czasie transmisji mog¹ zdarzyÊ siÍ zak³Ûcenia, ktÛre zniekszta³c¹ przesy³ane dane lub rozkazy. Moøe to doprowadziÊ np. do zafa³szowania zapisywanych w†EEPROM-ie danych lub nawet zawieszenia pracy programatora. W†celu lepszej kontroli poprawnoúci transmisji, urz¹dzenie nadawcze oblicza sumÍ kontroln¹ wszystkich transmitowanych bajtÛw i†do³¹cza j¹ na koÒcu wysy³anego rozkazu. Odbiornik z†drugiej strony z³¹cza RS przeprowadza podobn¹ operacjÍ. Oblicza sumÍ kontroln¹ odbieranych bajtÛw (ale oczywiúcie bez bajtu kontrolnego), a†nastÍpnie porÛwnuje z†bajtem sumy obliczonej

Elektronika Praktyczna 9/98

Programator pamięci EEPROM z interfejsem szeregowym I 2 C

Rys. 2. Schemat elektryczny układu.

przez urz¹dzenie nadaj¹ce. Jeøeli sumy s¹ identyczne, moøna mieÊ duø¹ dozÍ pewnoúci, øe do przesy³anych danych nie zakrad³y siÍ øadne b³Ídy. Do kontroli transmisji przy pomocy sumy kontrolnej moøna wykorzystaÊ rÛøne sposoby jej obliczania. W†programatorze zosta³ wykorzystany algorytm jaki firma DALLAS stosuje podczas transmisji danych miÍdzy uk³adami iButton magistral¹ 1-przewodow¹. Algorytm ten pozwala wychwyciÊ nawet wielokrotne, z³oúliwe b³Ídy transmisji, ktÛre s¹ niewykrywalne metod¹ zwyk³ego sumowania. Stwierdzenie b³ÍdÛw transmisji moøe spowodowaÊ jej powtÛrzenie lub powiadomienie o†tym fakcie operatora. Jak wczeúniej wspomniano, aby pamiÍÊ EEPROM mog³a byÊ odczytana lub zapisana, sterownik programatora musi byÊ nadzorowany przez program w†komputerze PC. Program ten pe³ni rolÍ interfejsu miÍdzy operatorem i†sterownikiem. Wykorzystuje cztery rozkazy, na ktÛre reaguje sterownik. Program moøna oczywiúcie stworzyÊ samemu korzystaj¹c z†podanego wczeúniej opisu struktury rozkazÛw. Na potrzeby prototypu

Elektronika Praktyczna 9/98

zosta³a napisana w†jÍzyku C (dla kompilatora BORLAND) jego wersja robocza. Program w†trybie znakowym dzia³a w†DOS-ie. Brak mu efektownej szaty graficznej i†nie jest zbyt ìinteligentnyî, czyli nie potrafi przewidzieÊ i†zareagowaÊ na niektÛre pomy³ki operatora, ale z†jego pomoc¹ moøna w†pe³nym zakresie zaprogramowaÊ i†odczytaÊ wszystkie trzy typy EEPROMÛw z†interfejsem I2C, a†takøe ustawiÊ parametry pracy sterownika. Naciskanie klawisza [c] klawiatury spowoduje, øe do transmisji bÍdzie wykorzystywany COM 1 lub 2 w†komputerze. WybÛr zaleøy od tego, ktÛre wyjúcie RS jest w†danej chwili do wykorzystania. Klawisz [b] zmienia szybkoúÊ transmisji miÍdzy komputerem a†sterownikiem. Klawisz [e] wybiera typ EEPROM-u jaki ma byÊ programowany. WybÛr kaødej z†opisanych do tej pory funkcji spowoduje jednoczesn¹ zmianÍ w†linii statusu na ekranie. NaciúniÍcie klawisza [r] uruchamia procedurÍ odczytu danych z†EEPROM-u. Na dole ekranu wyúwietlona zostanie linia z†pytaniem o†adres pierwszej i†ostatniej komÛrki do odczytu. Adresy naleøy podaÊ w†kodzie heksadecymalnym, np. dla adresu dziesiÍt-

nego '26' naleøy wypisaÊ liczbÍ '1A' i nacisn¹Ê klawisz ENTER. Jeøeli odczyt przebieg³ bezb³Ídnie, program zaø¹da podania úcieøki i†nazwy pliku, w†ktÛrym odczytane dane zostan¹ zapisane. Zapisywane dane moøna obejrzeÊ przy pomocy jakiegoú edytora narzÍdziowego, poniewaø sam program jest pozbawiony moøliwoúci edycyjnych. Klawisz [w] inicjuje procedurÍ zapisu danych do EEPROM-u. SposÛb postÍpowania jest podobny jak podczas odczytu. Najpierw program pyta o†úcieøkÍ dostÍpu do pliku (binarnego) zawieraj¹cego dane do zapisu. W†przypadku odnalezienia takiego pliku naleøy okreúliÊ adresy obszaru pamiÍci (podaj¹c adresy pierwszej i†ostatniej komÛrki pamiÍci), do ktÛrego dane z†pliku bÍd¹ zapisywane. Po zapisie zakoÒczonym sukcesem pojawi siÍ odpowiedni komunikat. Klawisz [q] s³uøy do opuszczenia programu. Ze wzglÍdu na swoj¹ prostotÍ program nie zosta³ zabezpieczony przed wszystkimi pomy³kami operatora. Dotyczy to w†szczegÛlnoúci wyboru COM-u, szybkoúci transmisji i†okreúlenia zakresu programowania pamiÍci. Jeøeli uøytkownik ustawi szybkoúÊ transmisji na

49

Programator pamięci EEPROM z interfejsem szeregowym I 2 C czego zmieniÊ w†funkcjonowaniu komputera, na ktÛrym jest uruchamiany. Jednak musimy siÍ zastrzec, øe kaødy uøytkownik programu Rys. 3. Sposób połączenia programatora czyni to na w³asn¹ odz komputerem PC. powiedzialnoúÊ. 4800 baudÛw, a†nastÍpnie sterowZe wzglÍdu na ma³e wymiary nik zostanie wy³¹czony i†ponowi†przeznaczenie uk³adu sterowninie w³¹czony, to program w†komka zosta³ on zaprojektowany puterze PC nie bÍdzie mÛg³ ìdoz†myúl¹ o†stosowaniu go bez obugadaÊ siÍî ze sterownikiem, podowy. Podstawka dla programoniewaø bÍd¹ pracowa³y z†inn¹ wanych EEPROM-Ûw, najlepiej szybkoúci¹ transmisji. Podobnie precyzyjna, zapewniaj¹ca pewny jest z†ustawieniem adresÛw komÛkontakt nawet po wielokrotnym rek do odczytu lub zapisu. Prowyjmowaniu i†wk³adaniu uk³agram podpowiada wartoúci makdÛw, jest montowana bezpoúredsymalne, jeúli jednak do pamiÍci nio na p³ytce drukowanej. Podobo†pojemnoúci np. 256 bajtÛw uøytnie jest montowana dioda LED D2 kownik bÍdzie chcia³ wpisaÊ 300 sygnalizuj¹ca w³¹czenie napiÍcia to w†czasie procedury zapisu prozasilaj¹cego i†D1, ktÛrej úwiecenie gram zasygnalizuje b³¹d i†zakoÒinformuje, øe w†tym czasie EEPczy dzia³anie. W†przypadku wyROM nie powinien byÊ wyjmowaboru COM-u, to wskazanie portu, ny. Standardowe 9-stykowe gniazdo ktÛrego pod³¹czona jest np. do szufladowe DB9 ìøeÒskieî, myszka, spowoduje zmianÍ jego wlutowywane w†p³ytkÍ drukowaparametrÛw. Komputer przestanie n¹ s³uøy do do³¹czenia kabla RS. widzieÊ myszkÍ i†przywrÛcenie Na rys. 3 pokazano po³¹czenia poprzedniego stanu wi¹øe siÍ przewodu z†wtykami od strony z†ponownym uruchomieniem stesterownika i†komputera. Waøne, rownika myszy lub zresetowaniem aby wtyk od strony komputera komputera. zwiera³ ze sob¹ wyprowadzenia W†przypadku korzystania z†do4-6 i†7-8. Wynika to ze specyfiki ³¹czonego do kitu programu, uøytpracy portÛw szeregowych kownik moøe zmieniÊ jego wersjÍ w†komputerze. By³y one projekürÛd³ow¹ dostosowuj¹c j¹ do towane g³Ûwnie z†myúl¹ o†wspÛ³swoich potrzeb, a†nastÍpnie skompracy z†peryferiami typu modem, pilowaÊ do postaci pliku wykoktÛre przez ustawienie odpowiednywalnego .exe lub .com. W†przynich poziomÛw logicznych na padku korzystania z†innego komokreúlonych wyprowadzeniach pilatora niø BORLAND moøe pogniazda informowa³y komputer jawiÊ siÍ koniecznoúÊ drobnych o†swojej obecnoúci i†gotowoúci do zmian w†sk³adni niektÛrych linii. pracy. OprÛcz opisywanych niedogodPo zmontowaniu uk³adu na noúci, program nie powinien nip³ytce, ktÛrej widok przedstawio-

WYKAZ ELEMENTÓW Rezystory R1, R2: 3kΩ R3, R4: 470Ω Kondensatory C1: 47µF/10V C2, C7: 100nF C3, C4, C5, C6: 47µF/16V C8, C9: 27pF C10: 2,2µF Półprzewodniki D2, D1: LED U1: 89C2051 (zaprogramowany) U2: 78L05 U4: MAX232 Różne PK1: OMRON 5V P1: złącze DB9 “żeńskie”do druku X1: 11,059MHz podstawka precyzyjna DIP8 dyskietka z programem obsługi programatora

no na wk³adce wewn¹trz numeru, i†do³¹czeniu zasilania, trzeba sprawdziÊ czy na wyjúciu stabilizatora U2 napiÍcie ma wartoúÊ +5V. NastÍpnie naleøy po³¹czyÊ sterownik z†komputerem przy pomocy kabla RS-a. Ca³y uk³ad dzia³a sprawnie jeøeli po zmianie parametru np. szybkoúci transmisji lub wyborze innego typu EEPROM-a, na ekranie komputera pojawi siÍ komunikat o†sukcesie przeprowadzonej operacji. PobÛr pr¹du przez sterownik zaleøy od programowanego EEPROM-a i†wielkoúci napiÍcia niestabilizowanego podanego na wejúcie JP1. Zasilacz powinien jednak mieÊ wydajnoúÊ minimum 100mA przy napiÍciu 8..12V. Ryszard Szymaniak, AVT

Rys. 4. Rozmieszczenie elementów na płytce drukowanej.

50

Elektronika Praktyczna 9/98

Zasilacz P R Obez J radiatorów E K T Y

Zasilacz bez radiatorów kit AVT−463 Uk³ad jest miniaturowym, gotowym do wykorzystania we w³asnych konstrukcjach zasilaczem stabilizowanym o†napiÍciu 5V i†maksymalnej wydajnoúci pr¹dowej 1,5A. Ca³oúÊ zmontowano na p³ytce o†wymiarach 50x50mm i†ma wysokoúÊ 20mm, dziÍki czemu moøna ten zasilacz wbudowaÊ nawet w†ma³¹ obudowÍ w†postaci wtyczki sieciowej.

Podane wymiary, aczkolwiek i†tak juø niewielkie, nie s¹ szczytem miniaturyzacji uk³adu. P³ytka drukowana zosta³a zaprojektowana doúÊ luüno, aby nie by³o k³opotÛw z†montaøem elementÛw. Uk³ad jest klasyczn¹ przetwornic¹ zaporow¹ (ang. flyback offline converter) pracuj¹c¹ z†czÍstotliwoúci¹ kluczowania 100kHz. ìSercemî zasilacza jest scalony kontroler Motoroli MC33363 - zaawansowany uk³ad o†wysokich walorach uøytkowych - jeden z†niewielu monolitycznych uk³adÛw na rynku, zawieraj¹cych wysokonapiÍciowy MOSFET mocy o†znakomitych parametrach: UDSmax=700V i†IDmax=1A. DziÍki temu moøe on byÊ bezpoúrednio zasilany wyprostowanym napiÍciem sieciowym o†wartoúci do 240V. Dobre parametry tranzystora kluczuj¹cego oraz szereg ciekawych technik uk³adowych, dodatkowo redukuj¹cych moc tracon¹ w†uk³adzie scalonym, pozwoli³y zamkn¹Ê strukturÍ uk³adu w†obudowie do montaøu powierzchniowego, a†do rozpraszania ciep³a uøyÊ odpowiednio powiÍkszonej mozaiki úcieøek na p³ytce drukowanej. W†efekcie, prezentowany uk³ad jest w†ogÛle pozbawiony klasycznych radiatorÛw i†jego sprawnoúÊ przekracza 75%.

Elektronika Praktyczna 9/98

Opis uk³adu Schemat elektryczny zasilacza przedstawiono na rys. 1. Wejúciowe napiÍcie sieci poprzez szeregowy rezystor R1 jest podawane na filtr przeciwzak³Ûceniowy. R1 pe³ni w†zasilaczu rolÍ podwÛjn¹: ogranicza pr¹d ³adowania kondensatora C3 w†momencie w³¹czenia zasilacza do sieci i jest rÛwnieø bezpiecznikiem, przepalaj¹cym siÍ przy zwarciach w†uk³adzie. Z†uwagi na nieduø¹ moc wyjúciow¹ zasilacza zrezygnowano z†budowy skompensowanego pr¹dowo d³awika w†filtrze przeciwzak³Ûceniowym. Zamiast niego uøyto dwÛch tanich i†gotowych d³awikÛw tworz¹cych dla zak³ÛceÒ wraz z†pojemnoúci¹ C1 filtr dolnoprzepustowy. Wyprostowane w†mostku M1 napiÍcie jest filtrowane za pomoc¹ kondensatora C3. Uk³ad zasilacza moøe pracowaÊ w†szerokim przedziale napiÍÊ zasilaj¹cych, bez koniecznoúci dokonywania jakichkolwiek prze³¹czeÒ. Jest moøliwe zasilanie z†napiÍcia sieci 110V..240V. NapiÍcie na kondensatorze C3 moøe wiÍc wahaÊ siÍ w†granicach 140V..370V! Z†odfiltrowanego napiÍcia sieci jest zasilany od razu uk³ad startowy kontrolera.

53

Zasilacz bez radiatorów

Rys. 1. Schemat elektryczny zasilacza.

G³Ûwn¹ czÍúci¹ zasilacza jest oczywiúcie transformator impulsowy Tr1. Zawiera on trzy uzwojenia: A - pierwotne (magnesuj¹ce), B - wtÛrne i†C - uzwojenie pomocnicze do zasilania kontrolera podczas pracy. Z†uwagi na ø¹dan¹ maksymaln¹ prostotÍ uk³adu i†niewielkie wymiary, przetwornica pracuje w†konfiguracji zaporowej (energia do obci¹øenia jest przekazywana przy wy³¹czonym tranzystorze kluczuj¹cym). RÛwnolegle do uzwojenia pierwotnego zosta³y do³¹czone obwody chroni¹ce klucz przed uszkodzeniem. Tworz¹ je dwÛjnik R4-C4, t³umi¹cy szpilkowe skoki napiÍcia powstaj¹ce na skutek prze³adowywania pasoøytniczych pojemnoúci transformatora (m.in. pojemnoúci miÍdzyuzwojeniowych), oraz R3-C3 wraz z†szybk¹ diod¹ D2, zamieniaj¹cy w†ciep³o energiÍ jaka gromadzi siÍ w†indukcyjnoúci rozproszenia transformatora. Z†uwagi na doúÊ duø¹ czÍstotliwoúÊ pracy, opisane powyøej elementy musz¹ byÊ podzespo³ami wysokiej jakoúci - uszkodzenie w†tej ga³Ízi jest praktycznie rÛwnoznaczne z†uszkodzeniem tranzystora kluczuj¹cego w†kontrolerze. Przetransformowany do uzwojenia wtÛrnego pr¹d, poprzez diodÍ D3 ³aduje pojemnoúci C8..C12. Przy napiÍciu wyjúciowym uk³adu rÛwnym 5V moøliwe jest zastoso-

54

waniu w†tym miejscu diody Schottky'ego, co radykalnie obniøa straty mocy. Zastosowana popularna dioda 1N5820 przy pr¹dzie przewodzenia 1A ma spadek napiÍcia tylko 0,37V, nie ma zatem potrzeby korzystania z†dodatkowego radiatora, co jest z†pewnoúci¹ istotn¹ zalet¹ upraszczaj¹c¹ montaø. Poniewaø tÍtnienia napiÍcia wyjúciowego przede wszystkim zaleø¹ od szkodliwej rezystancji szeregowej ESR kondensatora wyjúciowego, tradycyjnie juø pojedyncza pojemnoúÊ zosta³a rozbita na trzy mniejsze i†do tego zbocznikowane dobrej jakoúci kondensatorem foliowym. Im lepsze, pod wzglÍdem wielkoúci ESR, zastosujemy pojemnoúci, tym tÍtnienia bÍd¹ mniejsze. Ci z†CzytelnikÛw, dla ktÛrych tÍtnienia i†szumy w†napiÍciu wyjúciowym s¹ istotnym parametrem, powinni zdobyÊ elementy specjalnie przeznaczone do zasilaczy impulsowych. Jest to nieco k³opotliwe, poniewaø jak dot¹d nie powsta³ øaden jednolity system oznaczeÒ takich kondensatorÛw ani teø parametry te nie s¹ na tych elementach drukowane. Innymi s³owy, bez porz¹dnego katalogu elementÛw biernych ani rusz. SzczegÛlnie istotn¹ rolÍ w†zasilaczu spe³nia uk³ad TL431. Ta regulowana dioda referencyjna pe³ni tutaj rolÍ ürÛd³a napiÍcia

odniesienia dla wzmacniacza napiÍcia b³Ídu i†sterownika diody LED zawartej w†transoptorze Q1. WielkoúÊ napiÍcia wyjúciowego jest ustalana poprzez dobÛr wartoúci rezystancji w†dzielniku R10 i†R11. Kondensator C11, w³¹czony pomiÍdzy katodÍ TL-a i†jego wejúcie steruj¹ce, zapewnia kompensacjÍ czÍstotliwoúciow¹ uk³adu. IzolacjÍ galwaniczn¹ dla sygna³u sprzÍøenia zwrotnego zapewnia popularny lecz szybki transoptor Q1. Cech¹ charakterystyczn¹ tego elementu jest wzmocnienie zbliøone do jednoúci (definiuje siÍ je jako stosunek pr¹du diody LED do pr¹du przep³ywaj¹cego w†ustalonych warunkach przez fototranzystor), przy jednoczeúnie duøej szybkoúci dzia³ania. Wyjúciowy tranzystor steruje bezpoúrednio modulatorem PWM zawartym w†kontrolerze. W³¹czony pomiÍdzy wyjúciem napiÍcia odniesienia (10) uk³adu U1, a†wejúciem PWM (9) rezystor R6 ogranicza wzmocnienie ca³ej pÍtli sprzÍøenia zwrotnego do wartoúci zapewniaj¹cej stabiln¹ pracÍ zasilacza, jednoczeúnie poprawiaj¹c warunki pracy fototranzystora. èrÛd³o pr¹du zawarte w†kontrolerze ma wydajnoúÊ jedynie 270µA - jest to trochÍ za ma³o aby fototranzystor pracowa³ w†dobrych warunkach, a zastosowanie R6 zwiÍksza ten pr¹d do oko³o 1mA.

Elektronika Praktyczna 9/98

Zasilacz bez radiatorów

Nieco o†kontrolerze Uk³ad MC33363 jest nowym opracowaniem kontrolera przetwornicy impulsowej typu off-line, o†wysokich walorach uøytkowych i†przeznaczonym do budowy miniaturowych i†tanich zasilaczy o†mocy do 20W. W strukturze pÛ³przewodnikowej oprÛcz kontrolera umieszczone zosta³y dwa tranzystory MOS. Jeden kluczuj¹cy i†drugi startowy o†Udsmax=450V, a†ca³oúÊ moøe pracowaÊ przy zasilaniu bezpoúrednio z†sieci energetycznej 220V i†to przy minimalnej liczbie zewnÍtrznych elementÛw. Szeroki zakres czÍstotliwoúci pracy, miniaturowa obudowa typu SOP16L i†wysokie walory uøytkowe sprawiaj¹, øe MC33363 jest wprost wymarzonym uk³adem do budowy superminiaturowych zasilaczy ma³ej mocy. Wyprostowane napiÍcie sieci jest podawane na wyprowadzenie 1 kontrolera. Jest to wejúcie obwodu startowego. Poniewaø zawarty w†strukturze tranzystor MOS ma kana³ typu P, w†miarÍ jak roúnie napiÍcie na C3, ³aduje siÍ rÛwnieø kondensator C5 daj¹c w†ten sposÛb zasilanie wewnÍtrznych obwodÛw kontrolera. Gdy napiÍcie na C5 przekroczy 15V, odpowiedni komparator wy³¹cza klucz startowy i†obwÛd startu pozostaje nieaktywny. To skomplikowane rozwi¹zanie pozwala unikn¹Ê stosowania zewnÍtrznego rezystora startowego, charakterystycznego dla uk³adÛw starszej generacji, jak na przyk³ad znana juø czytelnikom popularna rodzina UC384X, a†przede wszystkim ograniczyÊ zwi¹zane z†nim straty mocy. Na koÒcÛwkÍ 3†jest podawane zasilanie kontrolera podczas normalnej pracy uk³adu. Uzyskuje siÍ je z†dodatkowego, pomocniczego uzwojenia na transformatorze. Bardzo waøn¹ rolÍ w†uk³adzie pe³ni kondensator C5. Przy starcie przetwornicy jest on ³adowany z†obwodu startowego i†wykorzystywany jako ürÛd³o energii dla uk³adu podczas procesu uruchamiania, pÛüniej filtruje pr¹d dostarczany przez uzwojenie pomocnicze. Wyprowadzenie 11 jest wejúciem obwodu zabezpieczaj¹cego przed zbyt duøym napiÍciem na wyjúciu przetwornicy. Poniewaø uzwojenie wtÛrne (B) i†pomocni-

Elektronika Praktyczna 9/98

cze (C) s¹ silnie ze sob¹ sprzÍøone magnetycznie, wzrost napiÍcia na wyjúciu powoduje proporcjonalny wzrost napiÍcia na koÒcÛwce 3. Dzielnik R2-R5 ustala prÛg zadzia³ania zabezpieczenia. WartoúÊ progowa wy³¹czaj¹ca przetwornicÍ wynosi 2,6V. Zabezpieczenie przed zbyt duøym napiÍciem na wyjúciu jest funkcj¹ ochronn¹, zabezpieczaj¹c¹ przede wszystkim obci¹øenie zasilacza. OprÛcz tego trzeba chroniÊ kontroler przed prÛb¹ pracy ze zbyt niskim napiÍciem sieci - jest to realizowane wewn¹trz kontrolera za pomoc¹ dodatkowego komparatora kontroluj¹cego napiÍcie na kondensatorze C5. KoÒcÛwka 16 jest drenem tranzystora kluczuj¹cego N-MOS. Zadziwiaj¹co dobre parametry elektryczne tego elementu osi¹gniÍto poprzez wykonanie go w†postaci 1780 rÛwnolegle po³¹czonych tranzystorÛw! Poniewaø do poprawnej pracy kontrolera jest potrzebna informacja o†tym jaki pr¹d p³ynie poprzez tranzystor (tj. przez uzwojenie pierwotne), to ürÛd³a 46 tranzystorÛw pod³¹czone zosta³y do masy poprzez 9Ω rezystor. Zmniejszy³o to istotnie straty mocy jakie wprowadza³ ten rezystor pomiarowy, o†obniøce kosztÛw i†miniaturyzacji nie wspominaj¹c. Kolejne oszczÍdnoúci przynios³o zintegrowanie w†strukturze uk³adu eliminatora zak³ÛceÒ zwi¹zanych z przednim zboczem impulsu pr¹du. W†momencie gdy tranzystor kluczuj¹cy zaczyna przewodziÊ, narastaniu pr¹du towarzyszy szereg zak³ÛceÒ wynikaj¹cych na przyk³ad z†istnienia indukcyjnoúci rozproszenia uzwojenia pierwotnego, istnienia pojemnoúci miÍdzyuzwojeniowych w†transformatorze i†wielu innych czynnikÛw. W†dotychczas spotykanych uk³adach, napiÍcie pobierane

z†umieszczonego w†ürÛdle klucza rezystora zanim trafi³o do komparatora sprawdzaj¹cego jego poziom, przechodzi³o przez dodatkowy filtr dolnoprzepustowy RC eliminuj¹cy wspomniane zak³Ûcenia. Nie zawsze by³ on dostatecznie skuteczny, co zmusza³o konstruktora do bardzo starannego projektowania transformatora. Za ma³a sta³a czasowa objawia³a siÍ przeczuleniem uk³adu oraz podwzbudzeniami, a przy duøej sta³ej czasu ³atwo by³o uszkodziÊ tranzystor kluczuj¹cy, gdyø reakcja obwodÛw zabezpieczeÒ na sytuacjÍ alarmow¹ nastÍpowa³a z†opÛünieniem. W†uk³adzie MC33363 problem ten zosta³ rozwi¹zany w†sposÛb nietypowy i†nowatorski, a†kontrola wartoúci pr¹du nastÍpuje dopiero po okreúlonym czasie zw³oki od momentu w³¹czenia klucza, co daje gwarancjÍ, iø pomiar odbywa siÍ juø w†stanie ustalonym. Czas ten (typowo 230ns) jest na tyle krÛtki, øe moøna siÍ nie obawiaÊ, øe kontroler ìprzegapiî sytuacjÍ awaryjn¹. Maksymalna wartoúÊ pr¹du, jaka moøe pop³yn¹Ê przez klucz, w†uk³adzie klasycznym by³a dobierana poprzez wybÛr wartoúci rezystora ürÛd³owego. W†opisywanym uk³adzie jest ona programowana za pomoc¹ wartoúci rezystancji R8 do³¹czonej do koÒcÛwki 6. WartoúÊ R8 steruje ürÛd³em pr¹dowym w†taki sposÛb, øe pr¹d p³yn¹cy poprzez R6 wywo³uje dok³adnie 2,25 raza wiÍkszy pr¹d p³yn¹cy przez rezystor 450Ω ustalaj¹cy maksymaln¹ wartoúÊ pr¹du przep³ywaj¹cego przez tranzystor kluczuj¹cy. Jednoczeúnie poprzez wyjúcie ürÛd³a o†poczwÛrnej wydajnoúci pr¹dowej, wartoúÊ R6 wp³ywa na pr¹d ³adowania do³¹czonego do koÒcÛwki 7 kondensatora C6. Jest to wejúcie oscy-

Rys. 2. Sposób nawinięcia transformatora.

55

Zasilacz bez radiatorów latora. Tak wiÍc rezystorem R6 ustala siÍ i†maksymaln¹ wartoúÊ pr¹du p³yn¹cego przez klucz i†czÍstotliwoúÊ pracy uk³adu. Na wyprowadzeniu 8 jest dostÍpne wewnÍtrzne napiÍcie odniesienia uk³adu o†wartoúci 6,5V i†maksymalnej obci¹øalnoúci 10mA. W†typowych zastosowaniach jest ono uøywane do realizacji pÍtli sprzÍøenia zwrotnego. Dla poprawnej pracy kontrolera wyjúcie napiÍcia odniesienia powinno byÊ zblokowane dobrej jakoúci kondensatorem. Wewn¹trz struktury zosta³ rÛwnieø umieszczony wzmacniacz napiÍcia b³Ídu. Na zewn¹trz uk³adu zosta³o wyprowadzone jego wejúcie odwracaj¹ce (koÒcÛwka 10) oraz wyjúcie (koÒcÛwka 9) pozwalaj¹ce skompensowaÊ pÍtlÍ sprzÍøenia zwrotnego. Wejúcie nieodwracaj¹ce zosta³o pod³¹czone do ürÛd³a napiÍcia o†wartoúci 2,6V. Dodatkowa dioda na wyjúciu wzmacniacza napiÍcia b³Ídu oraz ürÛd³o pr¹dowe 270µA pozwalaj¹ na wy³¹czenie i†ominiÍcie wewnÍtrznego wzmacniacza b³Ídu, co pozwala bezpoúrednio sterowaÊ modulatorem szerokoúci impulsÛw kluczuj¹cych, na przyk³ad za pomoc¹ tranzystora zawartego w†transoptorze.

Ch³odzenie kontrolera W†opisywanym zasilaczu wykorzystano uk³ad MC33363 w†obudowie typu SOP-16L, przeznaczon¹ do montaøu powierzchniowego. Z†uwagi, øe uk³ad jest zasilany z†napiÍcia przekraczaj¹cego 300V, a†na drenie tranzystora kluczuj¹cego pojawiaj¹ siÍ impulsy napiÍcia o†wartoúciach szczytowych bliskich 700V, w†obudowie usuniÍto trzy koÒcÛwki, aby powiÍkszyÊ odstÍp pomiÍdzy ìwysokonapiÍciowymiî wyprowadzeniami, a†reszt¹ uk³adu. G³Ûwnym elementem transportuj¹cym ciep³o od struktury uk³adu s¹ úrodkowe wyprowadzenia masy 4,5 oraz 12 i†13, a†rolÍ radiatora pe³ni odpowiednio duøa powierzchnia miedzi na p³ytce drukowanej - uk³ad MC33363 jako jedyny element zasilacza jest montowany od strony úcieøek. Nad prawid³owym rozpraszaniem ciep³a czuwa zawarty w†uk³adzie wy³¹cznik termiczny blokuj¹cy klucz po przekroczeniu 155oC temperatury pÛ³przewodnika.

56

Transformator Dobre parametry zasilacza, przy jednoczeúnie niewielkich wymiarach, wymagaj¹ pracy z†doúÊ duøymi czÍstotliwoúciami kluczowania - opisywany zasilacz pracuje na 100kHz. Przy takiej czÍstotliwoúci nie moøna juø uøyÊ popularnych i†³atwych do kupienia kszta³tek ferrytowych z†materia³u F807 Polferu. Pracowa³yby one na granicy swych fizycznych moøliwoúci i†poza rekomendowaRys. 3. Rozmieszczenie elementów na nym przez producenta zakre- płytce drukowanej. sem czÍstotliwoúci (10..80kHz). Dlatego teø, tym razem, do (C) trzeba nawin¹Ê obok wtÛrnewykonania transformatora uøyty go, dodaj¹c pod uzwojeniem dozosta³ popularny rdzeÒ EFD25 datkowy pasek izoluj¹cy. Pocz¹z†materia³u 3F3 produkcji Philip- tek mocuje siÍ do koÒcÛwki 5, sa. Zakres czÍstotliwoúciowy tego a†koniec do 4. Nawijamy tu 13 gatunku ferrytu leøy w†granicach zwojÛw drutu o†úrednicy oko³o 50..500 kHz, przy jednoczeúnie 0,2..0,3mm. Gotowe uzwojenie niewielkich stratach i†zwartej p³as- przykrywa siÍ pojedyncz¹ warskiej konstrukcji kszta³tki EFD (ang. tw¹ izolacji, po czym pozostaje Economic Flat Design). Jest to nawin¹Ê uzwojenie pierwotne (A). idealne rozwi¹zanie dla nowo- Nawijanie rozpoczyna siÍ od koÒczesnych konstrukcji. Materia³ 3F3 cÛwki 2,†a†koÒczy na 1. Uzwojema dla konstruktora jeszcze do- nie liczy sobie 75 zwojÛw drutu datkow¹ zaletÍ, a†straty mocy o†úrednicy 0,3mm, w†trzech warw†nim s¹ prawie dwukrotnie stwach prze³oøonych cienk¹ izomniejsze od ìzwyk³egoî ferrytu lacj¹. Na koniec trzeba wyci¹Ê F807, przy bardzo podobnych pa- nie wykorzystane nÛøki karkasu rametrach. i†zmontowaÊ rdzeÒ przedzielaj¹c Nawijanie transformatora roz- jego boczne kolumny przek³adkapoczyna siÍ od uzwojenia wtÛr- mi izolacyjnymi o†gruboúci oko³o nego (B). Dla ograniczenia efektu 0,15mm, tak aby indukcyjnoúÊ naskÛrkowego oraz maj¹c na uwa- uzwojenia pierwotnego by³a rÛwdze to, øe cieÒszy drut ³atwiej jest na 1,1mH! u³oøyÊ i†wymodelowaÊ na karkaGdyby w†oknie rdzenia zabraksie, uzwojenie to nawija siÍ bi- ³o miejsca, transformator trzeba filarnie dwoma przewodami niestety przewin¹Ê - jednym z o†úrednicy 0,7mm jednoczeúnie. praktycznych sposobÛw na úcis³e Pocz¹tek drutu mocuje siÍ do nawijanie jest pewne unieruchokoÒcÛwki 8†karaksu i†nawija úciú- mienie karkasu, np. w†ma³ym le 5†zwojÛw, pod³¹czaj¹c koniec imadle. do koÒcÛwki 6†(patrz rys. 2). U³oøony drut trzeba starannie Montaø i†uruchomienie Rozmieszczenie elementÛw na zaizolowaÊ taúm¹ styrofleksow¹ lub innym dielektrykiem odpor- p³ytce drukowanej zasilacza nym na wysok¹ temperaturÍ, przedstawiono na rys. 3. MozaikÍ zwracaj¹c szczegÛln¹ uwagÍ na úcieøek przedstawiono na wk³adce dobre przykrycie brzegÛw. Aby wewn¹trz numeru. Podczas montowania zasilacza mieÊ gwarancjÍ bezpieczeÒstwa pracy uk³adu, powinno siÍ po³o- naleøy kierowaÊ siÍ ogÛlnie przyøyÊ trzy warstwy folii. Podczas jÍtymi zasadami kolejnoúci lutonawijania objawia siÍ chyba je- wania elementÛw. Jedynym probdyna wada rdzenia EFD - jest on lemem moøe byÊ poprawne zana tyle zwarty, øe na uzwojenie montowanie kontrolera. Poniewaø jest niewiele miejsca i†trzeba siÍ jest to uk³ad typu SMD, to trzeba pilnowaÊ, aby nawijaÊ i†izolowaÊ go przylutowaÊ od strony úcieøek. w†ciasnych warstwach. Z†tego teø Na niektÛrych koÒcÛwkach uk³apowodu nawijane nastÍpne w†ko- du wystÍpuje wysokie napiÍcie, lejnoúci uzwojenie pomocnicze inne z†kolei odprowadzaj¹ ciep³o

Elektronika Praktyczna 9/98

Zasilacz bez radiatorów WYKAZ ELEMENTÓW Rezystory R1: 4,7Ω/2W drutowy R2: 5,1kΩ/0,125W R3: 180kΩ/1W miniaturowy R4: 2,2kΩ/1W miniaturowy R5: 680Ω/0,125W R6, R10, R11: 2,7kΩ/0,125W R7: 39Ω/0,125W R8: 15kΩ/0,125W R9: 220Ω/0,125W Kondensatory C1: 4,7nF 400V ceramiczny C2: 47µF/400V średnica 25mm wysokość maks. 20mm C3: 3,3nF/1kV − foliowy, 4x17x10mm, raster 15mm C4: 47pF/1kV − ceramiczny C5: 10µF/25V C6: 820pF/63V styrofleksowy lub foliowy C7: 1µF/10V tantalowy C8, C9, C10: 330µF/6,3V − średnica 6mm, wysokość 10 mm, niski ESR C11: 100nF/63V − foliowy C12: 220 nF/63V Półprzewodniki U1: MC33363DW, obudowa SOP16L M1: mostek okrągły 1A/400V D1: 1N4148 D2: BA159 D3: 1N5820 D4: TL431 (obudowa TO−92) O1: 4N35 Różne Dł1, Dł2: dławiki 220µH/0,3A, np. DSP DSp70.10−221K TR1: transformator impulsowy według opisu w tekście rdzeń EFD25 z materiału 3F3 (Philips) + karkas + dwie zapinki

ze struktury. Montaø powinien byÊ zatem szczegÛlnie precyzyjny i†staranny. Uruchomienie zasilacza rozpoczynamy od strony wtÛrnej. Do zaciskÛw wyjúciowych pod³¹czamy regulowany zasilacz warsztatowy, a†szeregowo z†rezystorem R9 w³¹czamy czerwon¹ diodÍ LED. Gdy napiÍcie z†zasilacza bÍdzie mniejsze od oko³o 5V, LED powinien úwieciÊ tylko minimalnie. Gdy po przekroczeniu napiÍcia 5V jasnoúÊ úwiecenia diody gwa³townie wzroúnie, uruchamianie strony wtÛrnej zasilacza moøna uznaÊ za zakoÒczone.

Elektronika Praktyczna 9/98

Nieco gorzej bÍdzie ze stron¹ pierwotn¹, gdyø z†uwagi na wysoki stopieÒ zintegrowania funkcji przetwornicy w†kontrolerze, uk³ad trudno jest uruchamiaÊ krokowo. Pozostaje wiÍc obci¹øyÊ zasilacz øarÛwk¹ 6,3V/2W lub podobn¹ i†w³¹czyÊ go do sieci poprzez dodatkowy rezystor bezpiecznikowy (30..100Ω/2W). Przed prÛb¹ generaln¹ moøna nieco uspokoiÊ siÍ pod³¹czaj¹c zasilacz warsztatowy do zaciskÛw sieciowych. Wprawdzie jedyna rzecz jak¹ da siÍ zmierzyÊ, to napiÍcie na C2, ale to teø jest coú. Zmontowany z†dobrych elementÛw zasilacz startuje od pierwszego w³¹czenia. PrÛbkowanie, praca przerywana s¹ objawami niesprawnoúci w†uk³adzie zasilania pomocniczego - sprawdziÊ uzwojenie ìCî (kierunek!) oraz elementy R7, C5. Niskie napiÍcie wyjúciowe (poniøej 3V), po³¹czone z†grzaniem siÍ kontrolera, wskazuje na b³Ídne pod³¹czenie uzwojenia B, niesprawn¹ diodÍ D3 lub uszkodzone kondensatory C8..C12. Powodem niepokoj¹cych szumÛw w†transformatorze, szczegÛlnie, gdy po³¹czone s¹ one z†nieprawid³ow¹ wartoúci¹ napiÍcia wyjúciowego, moøe byÊ uszkodzenie ktÛregoú z†elementÛw toru sprzÍøenia zwrotnego, przede wszystkim transoptora. Koniecznie trzeba wtedy skontrolowaÊ poprawnoúÊ napiÍcia odniesienia na koÒcÛwce 8. AnalizÍ dziwnego zachowania siÍ uk³adu moøe czasem utrudniaÊ uaktywniaj¹ce siÍ zabezpieczenie przed nadmiernym wzrostem napiÍcia wyjúciowego. Sytuacja taka moøe mieÊ miejsce przy np. wyj¹tkowo niestarannym montaøu transformatora lub teø grubej pomy³ce w†liczeniu zwojÛw. Gdy napiÍcie na koÒcÛwce 11 przekracza 2V, warto jest dla pewnoúci zewrzeÊ R5, co ca³kowicie wy³¹cza pracÍ tego zabezpieczenia. Jak juø wspomnia³em, jedn¹ z†przyczyn niepoprawnego dzia³ania moøe byÊ pomy³ka w†jednokierunkowym nawijaniu transformatora i†zwi¹zany z†tym ba³agan w†pocz¹tkach i†koÒcach. Prawid³owoúÊ kierunkÛw moøna w†prosty sposÛb sprawdziÊ za pomoc¹ miernika indukcyjnoúci. Uzwojenie pierwotne ³¹czy siÍ szeregowo

z†pozosta³ymi (koniec pierwszego z†pocz¹tkiem drugiego). Za kaødym razem, po do³¹czeniu dodatkowego uzwojenia, indukcyjnoúÊ powinna wzrastaÊ.

A†inne napiÍcia? Modelowy zasilacz zosta³ wykonany w†wersji piÍciowoltowej, gdyø zamierzeniem autora by³o wykorzystanie go do zasilania uk³adÛw cyfrowych. Oczywiúcie w†uk³adzie tym moøna uzyskaÊ inne napiÍcia, wymaga to jednak przeprojektowania transformatora, obwodu stabilizacji napiÍcia i†kompensacji. Bez efektÛw ubocznych, jak np. koniecznoúÊ wymiany diody D3 na inn¹ o†wiÍkszym dopuszczalnym napiÍciu zaporowym, przy napiÍciach wyjúciowych rzÍdu 12V, moøna wykonaÊ zasilacz w†wersji 9V/1A. Uzwojenie wtÛrne powinno mieÊ 9†zwojÛw drutu 0,7mm (tym razem nawija siÍ je jednym przewodem), kondensatory C8..C10 naleøy zmieniÊ na 220µF/ 10V (nieco mniejsza pojemnoúÊ ma juø pewien wp³yw na uk³ad kontroli napiÍcia i†dlatego C11 powinien byÊ rzÍdu 68nF). Na koniec pozosta³o tylko ustaliÊ R11=7kΩ. Robert Magdziak, AVT

57

Monitor Psłowa R O ośmiobitowego J E K T Y

Monitor słowa ośmiobitowego kit AVT−464 Zamierza³em nazwaÊ to urz¹dzenie ìkorepetytorem kodu dwÛjkowegoî. Doskonale siÍ do tego nadaje, gdyø jest to w istocie dekoder 8-bitowego kodu dwÛjkowego na kod dziesiÍtny, ktÛrego cyfry s¹ pokazywane na wyúwietlaczach LED. Urz¹dzenie moøe byÊ zastosowane do monitorowania magistrali 8-bitowej, czyli wyúwietlania wartoúci s³owa 8-bitowego.

Elektronika Praktyczna 9/98

Zasada dzia³ania

Opis uk³adu Schemat elektryczny monitora przedstawiono na rys. 1.†Przeznaczeniem urz¹dzenia jest t³umaczyÊ rÛwnoleg³e s³owo oúmiobitowe na system dziesiÍtny. Nie zawiera ono pamiÍci EPROM, ani øadnej innej. Nie wymaga komputera ani programatora. Dekodowanie liczby dwÛjkowej na dziesiÍtn¹ polega na szybkim zliczeniu liczby impulsÛw przez zespÛ³ po³¹czonych ³aÒcuchowo licznikÛw-transkoderÛw U1+U2+U3. O†koÒcu zliczania decyduje dzielnik U4. Naleøy podkreúliÊ, øe z†samej zasady dzia³ania wynika fakt absolutnej wiarygodnoúci uzyskanych wskazaÒ na wyúwietlaczach. Po przetestowaniu dwu skrajnych wartoúci 0†i†255 mamy pewnoúÊ, øe wszystkie poúrednie s¹ poprawnie dekodowane. W†przypadku rozwi¹zaÒ opartych o†adresowanie pamiÍci, takiej pewnoúci mieÊ nie moøna, zw³aszcza w†d³uøszym okresie. Pierwotnie nosi³em siÍ z†zamiarem zaprojektowania p³ytki z†oúmioma solidnymi prze³¹cznikami, ktÛrymi moøna by zadawaÊ kod binarny i†uczyÊ siÍ bawi¹c. Z†tego pomys³u pozosta³ popularny, oúmiokrotny dipswitch, ktÛry trudno doprawdy uznaÊ za dobre rozwi¹zanie. Nic nie stoi jednak na przeszkodzie, øeby samemu uzupe³niÊ monitor o†tak¹ czysto juø edukacyjn¹ funkcjÍ, montuj¹c wiÍksze i†wytrzymalsze prze³¹czniki.

Centraln¹ czÍúÊ urz¹dzenia stanowi uk³ad U4: 40103. Jest to licznik zliczaj¹cy w†dÛ³ o†oúmiu rÛwnoleg³ych wejúciach J0..J7 i†wyjúciu CO/ZD. SkrÛt ZD oznacza ìZero Detectî. Wyjúcie to przyjmuje poziom logiczny niski (dalej dla uproszczenia okreúlany L) w†momencie, gdy U4 odliczy zadan¹ na wejúciach J0..J7 liczbÍ impulsÛw, podawanych na wejúcie zegarowe CLK. Aby impulsy mog³y byÊ zliczane, na wejúciu CLR powinien wystÍpowaÊ poziom wysoki H. W†przeciwnym razie licznik bÍdzie ustawiony na liczbÍ 255, czyli maksymaln¹ wartoúÊ, jaka moøe byÊ przedstawiona oúmioma bitami. Istnieje jeszcze wyprowadzenie zezwalaj¹ce CI/ !CE (wykrzyknik dla oznaczenia negacji), ktÛre po otrzymaniu stanu H blokuje dostÍp impulsÛw do wejúcia CLK. Przy normalnej pracy naleøy je zatem po³¹czyÊ z†mas¹. Pozosta³y jeszcze do omÛwienia dwa wejúcia wpisu !APE i†!SPE. Po podaniu na wejúcie !APE poziomu L†nastÍpuje natychmiastowe przepisanie wartoúci z wejúÊ J0..J7. Jest to wejúcie tzw. wpisu asynchronicznego, poniewaø wpis ten moøe nast¹piÊ w†dowolnym momencie, niezaleønie od impulsu zegarowego. Wejúcie !SPE jest wejúciem wpisu synchronicznego. Nazwa wywodzi siÍ st¹d, øe po podaniu na nie poziomu L, wpisanie do licznika wartoúci z wejúÊ J0..J7 nastÍpuje w†okreúlonym momen-

59

Monitor słowa ośmiobitowego cie, a†mianowicie razem z†narastaj¹cym zboczem sygna³u CLK. Rzut oka na schemat pozwoli zauwaøyÊ, øe !APE nie jest uøywane (podany jest poziom H). Natomiast !SPE po³¹czono bezpoúrednio z†wyjúciem CO/ZD licznika. Jest to wygodne takøe z†tego wzglÍdu, øe wyprowadzenia te s¹siaduj¹ ze sob¹. W†takim przypadku mamy do czynienia z†konfiguracj¹ dzielnika czÍstotliwoúci, na dodatek programowalnego (ustawianego), bo o†wspÛ³czynniku podzia³u decyduje stan wejúÊ J. Przepisanie stanu wejúÊ J†do przerzutnikÛw licznika nastÍpuje samoczynnie, po kaødym wyzerowaniu licznika. Podsumujmy, wpis synchroniczny przy zwartych !SPE i†CO/ZD przebiega nastÍpuj¹co:

- sygna³ zegarowy jest podawany na wejúcie CLK; - po osi¹gniÍciu przez licznik stanu zero (co nastÍpuje synchronicznie ze zmian¹ sygna³u CLK z†L†na H) wyjúcie CO/ZD przyjmuje poziom L i wejúcie !SPE zostaje uaktywnione; - kolejny impuls CLK inicjuje wpis stanÛw z†wejúÊ J0..J7. Jak widaÊ, wpis synchroniczny nastÍpuje po drugim zboczu narastaj¹cym CLK, liczonym od wyzerowania. Teraz jest jasne, dlaczego wzÛr na wspÛ³czynnik podzia³u podaje siÍ jako 1/N+1, gdzie N jest zadan¹ liczb¹ binarn¹ na wejúciach J0..J7. Ta dodawana w†mianowniku jedynka pozwala teø unikn¹Ê k³opotliwego dzielenia przez zero, gdy J0=J1=J2=J3=J4=J5=J6=J7=L. Jednak dla nas jest to okolicznoúÊ niekorzystna. Chcemy zliczaÊ impulsy podawane na CLK U4, ale co zrobiÊ, skoro U4 przepuszcza jeden impuls wiÍcej niø potrzeba? Zamiast 0 otrzymalibyúmy na wyúwietlaczu 1. Jedyne co moøna zrobiÊ w tej sytuacji, to zliczyÊ impulsy i†od sumy odj¹Ê jeden. ProponujÍ

uzyskaÊ ten sam wynik przez ìpo³kniÍcieî jednego, najlepiej pierwszego impulsu. Ten drugi sposÛb bÍdzie moøna w†praktyce ³atwiej zrealizowaÊ. Po³kn¹Ê impuls, to tyle co go zignorowaÊ. Ignorowanie pierwszego impulsu uzyska³em wykorzystuj¹c zaleønoúci czasowe w³aúciwe wszystkim licznikom. Jedn¹ z†takich szkolnych regu³ jest w³¹czenie zerowania licznika zanim pojawi siÍ aktywne zbocze sygna³u zegarowego. Licznik nie moøe byÊ po prostu inkrementowany przy aktywnym sygnale zerowania, poniewaø zerowanie ma najwyøszy priorytet. Ze wzglÍdu na rzeczywiste, niezerowe czasy propagacji bramek, podaje siÍ w†katalogach minimalne wartoúci odstÍpÛw czasowych miÍdzy zanikniÍciem jednego sygna³u, a†pojawieniem siÍ innego. Jeúli wiÍc "przetrzymaÊ" sygna³ zerowania uk³adÛw U1, U2 i†U3 (typu 4033) do momentu pojawienia siÍ dodatniego zbocza pierwszego impulsu CLK (na wejúciu U1), to impuls ten nie zostanie zliczony przez U1. Innymi s³owy zostanie po³kniÍty. PewnoúÊ dzia³ania podnios¹ kondensatory C3

Rys. 1. Schemat elektryczny układu.

60

Elektronika Praktyczna 9/98

Monitor słowa ośmiobitowego i†C4. Ten pierwszy przed³uøy czas milisekund, przy narzuconej przez Udrop wynosi tylko 0,7V. W†zatrwania poziomu H†na wejúciach U5 czÍstotliwoúci pracy. Zatem kresie napiÍÊ zasilaj¹cych z†przeRST uk³adÛw U1..U3 o†kilkaset zmniejszenie jasnoúci wyúwietladzia³u 5..15V uzyskujemy nienanosekund, a C4 przyspieszy czy wskutek zmniejszania siÍ zmienny pr¹d wyúwietlaczy na pojawienie siÍ aktywnego zbocza wspÛ³czynnika wype³nienia bÍpoziomie 4mA/segment. W†typona wejúciu CLK uk³adu U1. dzie nieznaczne. T3 przewodzi wej aplikacji kostek 4033 mielièrÛd³em sygna³u zegarowego zapewniaj¹c stan L†na wejúciach byúmy 3x7=21 rezystorÛw, 21 tranjest U5 typu 4060. Jego oscylator RST U1..U3. Na bramce przewozystorÛw i pr¹d zaleøny od Uzas. (R1+C1) pracuje na stosunkowo dz¹cego T2 jest 0,5V. Opcjonalna Rezystory R6 i†R7, o†stosunkowysokiej czÍstotliwoúci 1,4MHz, dioda Zenera D1 ogranicza ampwo duøych wartoúciach, ograniktÛra po podzieleniu przez 32 litudÍ ujemnych szpilek do 10V, czaj¹ pr¹dy wejúÊ RST i†CLK daje oko³o 40kHz na wyprowadzeaby nawet przy zasilaniu uk³adu U1..U3, p³yn¹ce przy Uzas>5V niu MOD32. napiÍciem 15V, napiÍcie dren (pr¹dy te wynikaj¹ z†rÛønicy naDo uk³adu U5 jest pod³¹czony †bramka nie przekroczy³o 25V piÍÊ zasilania obu czÍúci uk³adu). jeszcze inny obwÛd zerowania, (30V to wartoúÊ graniczna). Jak zasilaÊ? zbudowany na elementach T2, C2, Zwraca uwagÍ przycisk S1, PobÛr pr¹du zaleøy od aktualR2 i†R3. Poziomem zeruj¹cym U5 ktÛrym moøna wymusiÊ podci¹gnych wskazaÒ wyúwietlaczy jest H†na wyprowadzeniu RST. niÍcie rezystorÛw R10..R17 do †maksymalnie 80mA. Tylko nieJeden cykl pracy monitora plusa zasilania i†uzyskanie na znacznie zaleøy od Uzas. Trzeba przebiega nastÍpuj¹co: U4 odbiewyúwietlaczach wskazania 255 pamiÍtaÊ, øe monitor, jeúli uøyrze zadan¹ liczbÍ impulsÛw, wy(przy J0..J7 nigdzie nie pod³¹czowany jest do badania stanÛw kryje zero i†wystawi L†na swoje nych). S1 umoøliwia teø ³atw¹ logicznych zewnÍtrznego urz¹dzewyjúcie CO/ZD. T1 za³¹czy wÛwkontrolÍ poprawnoúci styku nia, musi mieÊ takie samo napiÍczas wyúwietlacze W1..W3 ìsondî pomiarowych: jeúli po cie zasilania co zewnÍtrzne urz¹o†wspÛlnej katodzie, umoøliwiaj¹c wciúniÍciu S1 nie widaÊ øadnej dzenie. RÛønice nie mog¹ przekrowyúwietlenie zliczonych przez zmiany na wyúwietlaczu, oznacza czyÊ 0,3V. Nie moøna zasiliÊ U1..U3 impulsÛw. Ponadto, zmiato poprawny kontakt. Drugi przymonitora bateri¹ 4,5V i†badaÊ na z†H†na L†na CO/ZD spowoduje cisk monostabilny (chwilowy) S2 urz¹dzenia zasilanego np. napiÍpowstanie, za spraw¹ C2, ujemnej umoøliwia test wyúwietlaczy przez ciem 5V. Odwrotna sytuacja jest szpilki na bramce tranzystora FET pokazanie trzech Ûsemek. dopuszczalna, choÊ nie zalecana. T2 i†jego zatkanie, a†tym samym Wejúcie RBI uk³adu U3 po³¹OgÛlnie nie naleøy przekraczaÊ wyzerowanie U5. U5 pozostanie czono z†mas¹, co spowoduje, iø 15V. Taka rozpiÍtoúÊ napiÍciowa wyzerowany w†okresie ³adowania zera nie bÍd¹ wyúwietlane. stanowi na pewno zaletÍ. W†pÛ³C2 (przez rezystor R2), czyli przez Ograniczenie pr¹du segmentÛw profesjonalnych zastosowaniach kilkadziesi¹t milisekund. Ten czas wyúwietlaczy nastÍpuje za spraw¹ zalecam buforowanie wejúÊ inforwyznacza czÍstoúÊ repetycji badarezystancji przewodz¹cych tranmacyjnych U4 uk³adem CD4050, nego s³owa 8-bitowego, wynosz¹zystorÛw P-MOS, zawartych przydatnym teø w†funkcji translac¹ przesz³o 10 razy/sekundÍ. Maw†strukturach U1..U3. Aby nie tora poziomu. Do samego uruchomy wiÍc stan stabilny trwaj¹cy by³a ona za niska, uk³ady te mienia (i ewentualnych eksperykilkadziesi¹t ms, w†ktÛrym zasili³em ze stabilizatora 5V (na mentÛw z†kodem dwÛjkowym, zatranzystor T1 przewodzi, a†N-FET elementach R4, D2 i†T4). Zastodawanym prze³¹cznikiem S3) wy(T2) i†bipolarny T3 s¹ zatkane. sowanie trÛjkoÒcÛwkowego 7805 starczy nowa bateria 4,5V. Gdyby Liczniki U1, U2, U3, U4, U5 nie nie wchodzi w†rachubÍ z†uwagi Uzas nigdy nie mia³o byÊ wyøsze zliczaj¹. Wyúwietlana jest inforna duø¹, rzÍdu 2V, minimaln¹ od 5V, to moøna zrezygnowaÊ macja z†wyjúÊ U1..U3 w†kodzie rÛønicÍ napiÍÊ Uwe-Uwy (Udrop). z†elementÛw D1, D2, R4, T4 (a wskaünika 7-segmentowego. Parametry stabilizacji uk³adu z†T4 takøe z†diody Schottky'ego D4, Gdy na³aduje siÍ C2 i†T2 zaczs¹ tu bez znaczenia, natomiast nie przewodziÊ, uaktywni siÍ U5 i†rozpocznie pracÍ jego oscylator. Po oúmiu taktach na wyjúciu MOD16 pojawi siÍ stan H, ktÛry za poúrednictwem R6 wyzeruje uk³ady U1..U3. Zerowanie to trwa przez nastÍpnych 8 okresÛw generatora U5, aø do pojawienia siÍ H†na kolejnym wyjúciu U5 (MOD32), ktÛre dostarcza impulsy zliczane rÛwnoczeúnie przez U4 i†U1. W†trakcie zliczania T1 jest zatkany, aby unikn¹Ê zak³ÛceÒ na wyúwietlaczach. Czas zliczenia nawet maksymalnej liczby impulsÛw nie przekracza paru Rys. 2. Rozmieszczenie elementów na płytce drukowanej.

Elektronika Praktyczna 9/98

61

Monitor słowa ośmiobitowego ktÛra zabezpiecza z³¹cze B-E T1 przed przebiciem dla Uzas>8V). W†miejsce T4 trzeba umieúciÊ zworÍ, ³¹cz¹c¹ punkty kolektora z†emiterem. Dioda D3 chroni uk³ad przed odwrotnym zasilaniem zwieraj¹c w†takiej sytuacji zasilacz.

Montaø i†uruchomienie Montaø odbÍdzie siÍ wed³ug schematu montaøowego z†rys. 2.†Widok mozaiki úcieøek przedstawiono na wk³adce wewn¹trz numeru. Pod uk³adami scalonymi i†rezystorami R14..R16 znajduj¹ siÍ zworki, ktÛre naleøy wlutowaÊ w†pierwszej kolejnoúci. NastÍpnie wlutowujemy piÍÊ podstawek (szesnastek) pod scalaki. Tranzystor T2 na koÒcu (wyprowadzenie bramki: pierwsze z†lewej). P³ytkÍ zaprojektowano pod wyúwietlacze firmy Kingbright, oferowane rÛwnieø przez AVT. Inne wyúwietlacze mog¹ mieÊ odmienny uk³ad wyprowadzeÒ. Uwaga: naleøy je zamontowaÊ ìdo gÛry nogamiî. Kropka (DP - decimal point), bÍdzie jakby apostrofem kaødej z†cyfr (DP nie

62

jest uøywany). Tak ³atwiej by³o po prostu poprowadziÊ úcieøki. Dla pewnoúci, lokalizacjÍ DP zaznaczy³em na p³ytce. Uruchomienie sprowadza siÍ do w³¹czenia zasilania, kontroli napiÍcia na emiterze T4 (jeúli jest zamontowany) i†ewentualnie czÍstotliwoúci na wyprowadzeniu MOD32 U5. Na wyúwietlaczu W1 úwieci siÍ ìzeroî dziÍki rezystorowi R18, ktÛry na R10..R17 zapewnia potencja³ masy. WciúniÍcie S1 spowoduje wyúwietlenie ì255î. Podanie H†na J0 wyúwietli ì1î. Stan H†podawany kolejno (np. za pomoc¹ S3) na pozosta³e wejúcia pokaøe, zgodnie z†oczekiwaniami, kolejne potÍgi dwÛjki. Wejúcia J0..J7 s¹ dostÍpne na z³¹czu typu goldpin, z†rastrem 2,54mm. Przycisk S2, s³uø¹cy do testu wyúwietlaczy LED, nie jest konieczny (R9 trzeba pozostawiÊ). ElementÛw generatora RC nie warto zastÍpowaÊ kwarcem, poniewaø stabilnoúÊ czÍstotliwoúci jest w†tym przypadku spraw¹ trzeciorzÍdn¹. Andrzej Kowalczyk, AVT

WYKAZ ELEMENTÓW Rezystory R1, R3, R5, R8, R19: 6,8kΩ R2: 10MΩ R4, R18: 1kΩ R6, R7, R9: 22kΩ R10..R17: 1MΩ Kondensatory C1, C3, C4: 24pF lub 20..27pF C2: 10nF C5: 1000nF/63V Półprzewodniki D1: dioda Zenera 10V/0,4W D2: dioda Zenera 6,2V/0,4W D3: 1N5822 lub inna Schottky'ego o Ip>=1A D4: BAT85 lub inna Schottky'ego małej mocy T1: BC327−25/40 T2: BF245A T3: BC547 T4: BD135, BD139 U1, U2, U3: CD4033 U4: CD40103 U5: CD4060 W1, W2, W3: wyśw. LED Kingbright 13mm ze wspólną katodą

Elektronika Praktyczna 9/98

Kurant do zegara Ppseudoanalogowego R O J E K T Y

Kurant do zegara pseudoanalogowego kit AVT−467

Uk³ad, ktÛry chcia³bym przedstawiÊ Czytelnikom EP trochÍ mi nie ìwyszed³î. Niestety, zlekcewaøy³em jedn¹ z†najwaøniejszych zasad konstruktora: konsekwentne realizowanie postawionego zadania. Dlaczego? Przeczytajcie sami.

Elektronika Praktyczna 9/98

Zamiarem moim by³o skonstruowanie prostego uk³adu elektronicznego, ktÛry po do³¹czeniu do opisanego w†jednym z†poprzednich numerÛw EP (5/98) zegara pseudoanalogowego umoøliwia³by wybijanie godzin i†ewentualne granie melodyjek. Otrzymalibyúmy wiÍc zegar z kurantem. Cel projektu zosta³ wiÍc jasno okreúlony i†wydawa³oby siÍ, øe konstruktor z†jako takim doúwiadczeniem potrafi zaprojektowaÊ tak prosty uk³ad. Tymczasem okaza³o siÍ, øe nie zawsze i†nie kaødy konstruktor. Z†projektowanego uk³adu wyszed³ jakiú dziwol¹g, ktÛry wprawdzie realizuje przyjÍte za³oøenia, ale jakby ìprzy okazjiî. W†rzeczywistoúci zaprojektowa³em urz¹dzenie, ktÛre moøe dzia³aÊ jako: 1.Zgodnie z†przyjÍtym za³oøeniem moøe wspÛ³pracowaÊ z†zegarem AVT-426 i wygrywaÊ kuranty, a†w³aúciwie odtwarzaÊ o†kaødej pe³nej godzinie dowolne, nagrane düwiÍki. 2.Uk³ad moøe znaleüÊ zastosowanie jako uniwersalna pozytywka, na ktÛrej moøemy nagraÊ dowolne düwiÍki o†³¹cznym czasie trwania nie przekraczaj¹cym 60s (dla wersji podstawowej). Liczba melodii lub komunikatÛw jest praktycznie ograniczona jedynie ³¹cznym czasem ich trwania. Pozytywka taka moøe byÊ wykorzystana np. jako dzwonek do drzwi, ktÛry ze wzglÍdu na moøliwoúÊ czÍstego zmieniania nagranych melodii nieprÍdko siÍ znudzi. 3.Ciekawym zastosowaniem opisywanego uk³adu moøe byÊ uøycie go jako podrÍcznego notatnika do nagrywania i odtwarzania krÛtkich komunikatÛw. Komunikaty mog¹ byÊ nagrywane z†dowolnego ürÛd³a, z†tym øe najlepsze rezultaty uzyska³em wykorzystuj¹c komputerowe pliki typu *.wav kopiowane do uk³adu za poúrednictwem karty düwiÍkowej i†odpowiedniego oprogramowania.

Mam nadziejÍ, øe Czytelnicy wybacz¹ mi to ìpotkniÍcieî, a†takøe tÍ odrobinÍ kokieterii ze wstÍpu. Poniewaø wiemy juø jakim celom moøe s³uøyÊ proponowany uk³ad, najwyøszy czas wzi¹Ê siÍ za analizÍ jego schematu.

Opis dzia³ania uk³adu Schemat elektryczny proponowanego uk³adu pokazano na rys. 1. Sercem urz¹dzenia jest uk³ad ISD25XXX, trochÍ juø znany Czytelnikom ìm³odszy bratî popularnego uk³adu ISD14XX. ISD25XXX jest rodzin¹ uk³adÛw o†ogromnych moøliwoúciach, pozwalaj¹cych na konstruowanie zarÛwno prostych magnetofonikÛw (tak, jak w†naszym przypadku), jak i†skomplikowanych, sterowanych przez mikroprocesory ìmaszyn gadaj¹cychî. Uk³ady serii ISD25XXX, produkowane przez firmÍ Information Storage Devices, s¹ jednouk³adowymi rejestratorami - odtwarzaczami komunikatÛw düwiÍkowych o†³¹cznym czasie trwania 45, 60, 75, 90 lub 120 sekund. Uk³ady s¹ wykonane w†technologii CMOS i†zawieraj¹ wewnÍtrzny oscylator, przedwzmacniacz mikrofonowy (z moøliwoúci¹ od³¹czenia), uk³ad automatycznej regulacji wzmocnienia ARW, filtr antyliasingowy, filtr wyg³adzaj¹cy i†wzmacniacz g³oúnikowy niewielkiej mocy. Nagrania s¹ rejestrowane i†przechowywane w†analogowej pamiÍci nieulotnej. DziÍki zastosowaniu takiego rodzaju pamiÍci, wykorzystuj¹cej opracowan¹ przez firmÍ ISD technologiÍ DAST (ang. Direct Analog Storage Technology), informacje s¹ zapisywane w†oryginalnej postaci analogowej, bez koniecznoúci przetwarzania sygna³u analogowego na cyfrowy, zapisywania i†ponownego przetwarzania w†celu odczytania go w†postaci analogowej. Pozwoli³o to na zapisywanie relatywnie d³ugich komunikatÛw o†zadowalaj¹cej jakoúci.

63

Kurant do zegara pseudoanalogowego

Rys. 1. Schemat elektryczny układu.

Jak juø wspomniano, informacja jest przechowywana w†pamiÍci nieulotnej, a†zatem zasilanie uk³adu moøe zostaÊ wy³¹czone na dowolnie d³ugi okres bez obawy o†utratÍ danych. Producent gwarantuje maksymalny czas przechowywania zapisanych efektÛw düwiÍkowych wynosz¹cy 100 lat. Nie bÍdziemy tu omawiaÊ wszystkich wyprowadzeÒ uk³adu i†pe³nionych przez nie funkcji. Pominiemy takøe liczne tryby pracy moøliwe do wykorzystania w†bardziej zaawansowanych projektach. Opiszemy tylko to, co jest nam koniecznie potrzebne do zrozumienia zasady dzia³ania naszej pozytywki. W†naszej pozytywce - magnetofoniku kostka ISD pracuje w†najprostszym z†wielu moøliwych trybÛw pracy: w†tzw. trybie z†przyciskami (ang. Push Button Mode), dalej zwanym w†skrÛcie PBM. Uk³ad ISD posiada 10 wejúÊ adresowych s³uø¹cych takøe do wyboru trybu pracy. Tryb PBM uzyskujemy przez podanie stanu wysokiego na trzy wejúcia adresowe: A9, A8 i†A6 przy pozostawieniu pozosta³ych wejúÊ w†stanie niskim. W†tym trybie pracy s¹ uøywane dwa wejúcia i†jedno wyjúcie ISD.

64

miejscu pamiÍci zostanie wstawiony znacznik EOM (ang. End Of Message - koniec komunikatu). Kolejny impuls na wejúciu START/PAUSE spowoduje uruchomienie pracy uk³adu, nastÍpny znowu jej zatrzymanie i†tak dalej aø do dojúcia do koÒca pamiÍci lub podania stanu wysokiego na wejúcie PD. 2. Wejúcie PD (ang. Power Down, pin 24) takøe pe³ni inn¹ funkcje niø w†wiÍkszoúci stosowanych trybÛw pracy uk³adu ISD. Sta³o siÍ ono wejúciem STOP/ RESET. Podanie na nie impulsu dodatniego (wysokiego poziomu napiÍcia) spowoduje natychmiastowe przerwanie odtwarzania lub nagrywania (jeøeli uk³ad by³ w†tym momencie aktywny) i†ustawienie stanu licznikÛw pamiÍci na zero. Jeøeli w†momencie naciúniÍcia przycisku STOP/RESET uk³ad by³ w†trakcie nagrywania, to do pamiÍci zostanie wpisany znacznik koÒca komunikatu (EOM). 3. Jedynym wejúciem, ktÛre pe³ni swoj¹ podstawow¹ funkcjÍ jest wejúcie P/!R PLAY/RECORD (Odtwarzanie/Nagrywanie). Funkcja ta jest oczywista: jest to prze³¹cznik rodzaju pracy naszego magnetofoniku. Podanie na to wejúcie poziomu niskiego powoduje w³¹czenie nagrywania, a wysokiego - odtwarzania. 4. Wyjúcie EOM (ang. End Of Message) takøe zmieni³o swoje podstawowe przeznaczenie. W†trybie pracy PBM s³uøy ono do sygnalizowania stanu aktywnego uk³adu. Podczas zapisywania lub odtwarzania wystÍpuje na nim poziom wysoki, a†obci¹øalnoúÊ pr¹dowa tego wyjúcia pozwala na zasilanie z†niego diody LED, co znacznie u³atwia nagrywanie kolejnych melodii, czy innych efektÛw düwiÍkowych. PrawdÍ mÛwi¹c, przy okazji opisywania uk³adu ISD25XXX omÛwiliúmy takøe dzia³anie naszego

OmÛwmy teraz pe³nione przez nie funkcje. 1. Wejúcie !CE (pin 23) zmienia funkcjÍ pe³nion¹ w†innych trybach pracy i†staje siÍ wejúciem START/PAUSE, s³uø¹cym do uruchamiania i†zatrzymywania pracy uk³adu. Jeøeli w†danym momencie uk³ad jest w†stanie nieaktywnym, to podanie na to wejúcie impulsu ujemnego (niskiego poziomu napiÍcia) rozpocznie nagrywanie lub odtwarzanie komunikatu, stosownie do stanu panuj¹cego na wejúciu P/R. Kolejny impuls na wejúciu START/PAUSE spowoduje zatrzymanie pracy uk³adu i†jego przejúcie do stanu ìuúpieniaî, w†ktÛrym pobiera on znikomo ma³y pr¹d. Adres pamiÍci, pod ktÛrym zakoÒczono odtwarzanie lub nagrywanie zostaje jednak zapamiÍtany, tak øe nagrywanie lub odtwarzanie nastÍpnego efektu düwiÍkowego rozpocznie siÍ od tego samego miejsca pamiÍci, w†jakim zosta³o przerwane. Jeøeli zatrzymaliúmy pracÍ uk³adu podczas nagrywania, to Rys. 2. Rozmieszczenie elementów na płytce w † o d p o w i e d n i m drukowanej.

Elektronika Praktyczna 9/98

Kurant do zegara pseudoanalogowego magnetofonu. Prze³¹cznik S3 s³uøy do zmiany rodzaju pracy uk³adu i†w†pozycji takiej, jak na schemacie ustawia go w†tryb zapisu. Przestawienie tego prze³¹cznika w†przeciwne po³oøenie spowoduje do³¹czenie wejúcia P/!R do plusa zasilania i†umoøliwienie odtwarzania nagranych komunikatÛw. W³¹cznik S2, zdublowany przez tranzystor T1, s³uøy do w³¹czania i†wy³¹czania naszego magnetofonu. Jeøeli uk³ad pracuje w†trybie nagrywania, to pierwsze naciúniÍcie przycisku S2 (lub podanie wysokiego poziomu napiÍcia na wejúcie CON1) powoduje w³¹czenie nagrywania, a†drugie wy³¹czenie i†wpisanie do pamiÍci znacznika EOM. W†trybie odtwarzania, kolejne naciúniÍcia tego przycisku w³¹czaj¹ odtwarzanie lub powoduj¹ jego chwilowe przerwanie - pauzÍ. Jeøeli po w³¹czeniu odtwarzania przycisk nie zostanie naciúniÍty po raz drugi, to odtwarzanie trwa aø do momentu napotkania przez uk³ad znacznika EOM. Ostani z†elementÛw steruj¹cych - przycisk S1 - s³uøy do zerowania magnetofonu. Po jego naciúniÍciu rejestry licznikÛw zostaj¹ wyzerowane i†uk³ad powraca do stanu pocz¹tkowego, oczekuj¹c na rozpoczÍcie nagrywania lub odtwarzania. Fragment uk³adu ze wzmacniaczem IC1 jest typowo skonstruowanym wzmacniaczem mocy ma³ej czÍstotliwoúci. Wprawdzie kostka ISD posiada w³asny wzmacniacz, lecz o†bardzo ma³ej mocy, zdecydowanie nie wystarczaj¹cej w†wiÍkszoúci zastosowaÒ. Potencjometrem P1 moøemy regulowaÊ si³Í g³osu, dostosowuj¹c j¹ do aktualnych potrzeb. OmÛwienia wymaga jeszcze fragment uk³adu z†jumperem JP1. W†po³oøeniu jumpera jak na schemacie, do nagrywania wykorzystujemy mikrofon M1 i†wewnÍtrzny przedwzmacniacz mikrofonowy. Nie zawsze jest to jednak dobre rozwi¹zanie: nagrywanie np. muzyki za poúrednictwem mikrofonu powoduje wzrost zniekszta³ceÒ oraz pogorszenie i†tak miernej jakoúci nagrania. Przestawienie jumpera JP1 w†po³oøenie przeciwne niø na schemacie udostÍpnia wejúcie IN, do ktÛrego moøemy do³¹czyÊ niskonapiÍciowe wyjúcie dowolnego uk³adu odtwarzania düwiÍku, w†tym karty düwiÍkowej komputera.

Elektronika Praktyczna 9/98

Montaø i†uruchomienie Na rys. 2 przedstawiono rozmieszczenie elementÛw na p³ytce drukowanej. Widok mozaiki przedstawiono na wk³adce wewn¹trz numeru. P³ytka zosta³a zwymiarowana w†taki sposÛb, øe umieszczone na niej otwory pasuj¹ dok³adnie do otworÛw w†tarczy zegara pseudoanalogowego i†modu³u wahade³ka. Pozwala to na zmontowanie pe³nej wersji tego zegara w†postaci zwartego pakietu. Montaø uk³adu nie wymaga komentarza. Przeprowadzamy go w†typowy sposÛb, rozpoczynaj¹c od zwÛr oznaczonych symbolem ìZî i†rezystorÛw, a†koÒcz¹c na kondensatorach elektrolitycznych. Jak zwykle, zalecam zastosowanie podstawek pod uk³ady scalone. Urz¹dzenie zmontowane ze sprawnych elementÛw jest natychmiast gotowe do pracy i†nie wymaga jakiegokolwiek uruchamiania ani regulacji. Najprostsz¹ metod¹ wprowadzenia do pamiÍci uk³adu potrzebnych komunikatÛw lub melodii jest wykorzystanie do tego celu mikrofonu. Nie jest to, jak juø wspomnia³em, metoda najlepsza i†dlatego polecam Wam skorzystanie z†komputera, karty düwiÍkowej i†odpowiedniego oprogramowania, nawet tego najprostszego, dostarczanego wraz z†systemem Windows 95. Metoda ta ma nastÍpuj¹ce zalety. 1.Dysponujemy ogromn¹ ìbaz¹ danychî najrÛøniejszych düwiÍkÛw zapisanych w†plikach *.wav i†rozprowadzanych najrÛøniejszymi drogami. Pliki takie moøna úci¹gaÊ z†Internetu, tworzyÊ samemu wykorzystuj¹c nagrania muzyczne na CD, a†takøe skorzystaÊ z†oferty AVT, w†ktÛrej znajduje siÍ kilka dyskietek z†setkami plikÛw tego typu. 2.Nawet najprostsze oprogramowanie umoøliwia ³¹czenie kilku plikÛw ze sob¹. W†zwi¹zku z†tym, jeøeli potrzebujemy nagraÊ sobie bicie zegara odliczaj¹ce kolejne godziny, to musimy nagraÊ lub skopiowaÊ tylko jedno uderzenie dzwonu. Nagrany komunikat moøemy nastÍpnie dowoln¹ liczbÍ razy kopiowaÊ i†dopisywaÊ do pliku, uzyskuj¹c w†ten sposÛb wymagan¹ liczbÍ sygna³Ûw. Takie operacje umoø-

Rys. 3. Okno działającego rejestratora dźwięku.

liwia nawet do³¹czony do WIN95 prosty programik ìRejestrator düwiÍkuî, ktÛry widzimy ìw akcjiî na rys. 3. 3.Korzystanie z†oprogramowania do obrÛbki plikÛw düwiÍkowych umoøliwia okreúlenie czasu trwania komunikatu z†dok³adnoúci¹ do setnych czÍúci sekundy (patrz rys. 3). Umoøliwia to ³atwe ìupakowanieî komunikatÛw w†pamiÍci uk³adu ISD i†optymalne wykorzystanie jej pojemnoúci. Uk³ad musi byÊ zasilany napiÍciem +5VDC, koniecznie stabilizowanym lub z†czterech baterii R6. Jeøeli bÍdzie uøywany jako sygnalizator do zegara pseudoanalogowego, to zamiast przycisku S2 naleøy wmontowaÊ z³¹cze CON1, tranzystor T1 oraz rezystor R7 polaryzuj¹cy bazÍ tego tranzystora. Zbigniew Raabe, AVT WYKAZ ELEMENTÓW Rezystory P1: potencjometr 10kΩ/B R1, R6, R7, R8: 10kΩ R2: 510Ω R3: 1kΩ R4: 2,2kΩ R5: 470kΩ R9: 30Ω Kondensatory C1: 100nF C2, C3, C5, C7, C9, C10: 470nF C4: 4,7µF/10V C6, C11: 47nF C8: 47µF/10V C12: 470µF/10V C13: 220µF/10V Półprzewodniki D1: LED IC1: LM386 IC2: ISD2560 T1: BC548 lub odpowiednik Różne CON1, CON2, CON3: ARK2 (miniaturowe) IN: 2 goldpiny JP1: jumper + 3 goldpiny M1: mikrofon elektretowy dwukońcówkowy S1, S2: przycisk typu RESET do przykręcania do obudowy S3: przełącznik dźwigienkowy

65

Stoper PnaRszkolną O J olimpiadę E K T Y

Stoper na szkolną olimpiadę, część 2 kit AVT−447

KoÒczymy prezentacjÍ konstrukcji elektronicznego stopera, ktÛry idealnie nadaje siÍ do stosowania podczas szkolnych zawodÛw sportowych. W drugiej czÍúci artyku³u opisujemy detektor strza³u, elektroniczn¹ fotokmÛrkÍ oraz sposÛb wzajemnego po³¹czenia ze sob¹ wszystkich elementÛw urz¹dzenia tak, aby stanowi³o ono doskonale dzia³aj¹c¹ ca³oúÊ.

Na rys. 2 przedstawiono schemat elektryczny uk³adu wyzwalaj¹cego stoper, ktÛrego zadaniem jest wykrycie strza³u oddanego przez startera i†przekazanie informacji o†tym fakcie do uk³adu g³Ûwnego. Odebranie przez mikrofon elektretowy M1 dostatecznie silnego sygna³u, ktÛry nastÍpnie zostanie wzmocniony przez wzmacniacz zbudowany z†wykorzystaniem uk³adu IC1A - LM358, spowoduje na³adowanie kondensatora C4 i†przewodzenie tranzystora T1. Baza tranzystora T2 zostanie spolaryzowana i†w†efekcie na wejúcie Start uk³adu stopera doprowadzony zostanie wyskoki poziom napiÍcia (Vcc) po-

woduj¹c w³¹czenie odliczania. Zastosowanie wzmacniacza typu LM358, zamiast typowego uk³adu w†rodzaju TL0X1, zosta³o podyktowane faktem, øe moøe on pracowaÊ przy stosunkowo niskim napiÍciu zasilania, jakie otrzymujemy z†wyjúcia VCC bloku g³Ûwnego stopera. Rezystory R4 i R3 decyduj¹ o†wzmocnieniu IC1 (R4/ R3 + 1) dla sygna³u zmiennego i†zmieniaj¹c ich wartoúci moøemy w†szerokim zakresie regulowaÊ czu³oúÊ uk³adu wyzwalania stopera. Kolejnym, ostatnim elementem uk³adu stopera jest uk³ad fotokomÛrki, ktÛrego schemat pokazano na rys. 3. GÛrna czÍúÊ

Rys. 2. Schemat elektryczny detektora strzału.

Elektronika Praktyczna 9/98

67

Stoper na szkolną olimpiadę stanie wymuszony stan wysoki, co spowoduje natychmiastowe wstrzymanie odliczania czasu.

Montaø i†uruchomienie

Rys. 3. Schemat elektryczny fotokomórki.

Na rys. 4, 5, 6 i†7 pokazano rozmieszczenie elementÛw na wszystkich p³ytkach wchodz¹cych w†sk³ad stopera. Mozaiki úcieøek przedstawiono na wk³adce wewn¹trz numeru. Montaø rozpoczniemy od bloku g³Ûwnego i†tu od razu napotkamy niespodziankÍ. OtÛø, na rysunku p³ytki podzielonej na dwie czÍúci widzimy jakieú, nie pokazane na schemacie, z³¹cze. Zaraz sobie to wszystko wyjaúnimy. Blok g³Ûwny stopera zosta³ dla wygody umieszczony na dwÛch p³ytkach: jednej, zawieraj¹cej wy³¹cznie wyúwietlacze siedmiosegmentowe LED i†drugiej, z†ca³¹, pozosta³¹ czÍúci¹ uk³adu. Taki podzia³ p³ytek powinien w†znacznej mierze u³atwiÊ umieszczenie uk³adu w†stosownej obudowie. Natomiast uwidocznienie takiego podzia³u p³y-

rysunku przedstawia schemat nadajnika wi¹zki podczerwieni, a†dolna odbiornika. Nadajnik zosta³ zbudowany z†wykorzystaniem uk³adu NE555, ktÛry wytwarza ci¹g impulsÛw prostok¹tnych doprowadzanych nastÍpnie do bazy tranzystora T1. Tranzystor ten zasila diodÍ nadawcz¹ D1 za poúrednictwem rezystora R4 ograniczaj¹cego p³yn¹cy przez ni¹ pr¹d. Uk³ad odbiornika fotokomÛrki takøe nie wymaga szczegÛ³owego komentarza. Ci¹g impulsÛw nadawanych w†podczerwieni jest odbierany przez fototranzystor T3 i†po wzmocnieniu sygna³u przez wzmacniacz napiÍciowy IC2A jest poddawany detekcji w†uk³adzie z†diodami D3 i†D4. Jeøeli ci¹g impulsÛw jest odbierany, to kondensator C9 ³aduje siÍ do napiÍcia umoøliwiaj¹cego przewodzenie tranzystora T2. Jeøeli ci¹g impulsÛw zostanie przerwany (przez zawodnika mijaj¹cego liniÍ mety), to tranzystor ten przestanie przewodziÊ i†na wejúciu Stop bloku g³Ûwnego stopera zo- Rys. 4. Rozmieszczenie elementów na płytce stopera.

68

Elektronika Praktyczna 9/98

Stoper na szkolną olimpiadę WYKAZ ELEMENTÓW

Rys. 5. Rozmieszczenie elementów na płytce nadajnika fotokomórki.

Rys. 6. Rozmieszczenie elementów na płytce odbiornika fotokomórki.

tek na schemacie jedynie gmatwa³oby niepotrzebnie rysunek, nie wnosz¹c niczego nowego do jego zrozumienia. Montaø uk³adu bloku g³Ûwnego stopera wykonujemy w†typowy i†wielokrotnie opisywany sposÛb. Pod uk³ady scalone warto zastosowaÊ podstawki, a†po zmontowaniu obydwÛch p³ytek naleøy je po³¹czyÊ w†jedn¹ ca³oúÊ za pomoc¹ k¹towego z³¹cza typu GOLDPIN. Taki sposÛb montaøu zapewni pewne po³¹czenie p³ytek, z†zachowaniem k¹ta prostego pomiÍdzy nimi. Montaø p³ytek uk³adu wykrywaj¹cego strza³ pistoletu startowego i†fotokomÛrki takøe nie nastrÍczy wiÍkszego k³opotu. Chcia³bym natomiast przekazaÊ Czytelnikom kilka praktycznych wskazÛwek dotycz¹cych ich prawid³owego obudowania i†umieszczenia podczas dokonywania pomiarÛw czasu. P³ytkÍ detektora strza³u najlepiej umieúciÊ wewn¹trz odcinka rurki z†tworzywa sztucznego o†odpowiedniej úrednicy, z†jednej strony zamkniÍtej. Ca³oúÊ moøna zamocowaÊ na statywie z†wysiÍgnikiem, podobnym do stosowanych do mocowania mikrofonÛw i†umieúciÊ jak najbliøej stanowiska startowego. Umieszczenie mikrofonu w†rurce da pewien efekt kierunkowoúci, co zapobiegnie

Blok główny układu stopera Rezystory R1: 1,2kΩ R3, R2: 100kΩ Kondensatory C1: 1000µF/16V C2, C4: 100nF C3: 220µF/10V Półprzewodniki DP1..DP6: wyświetlacz siedmioseg− mentowy LED wsp. anoda IC1, IC3, IC4, IC6, IC7, IC9: 4543 IC2, IC5, IC8, IC10, IC11: 4518 IC12: 4011 IC13: 4027 IC14: 7805 Różne CON1, CON2, CON3: ARK2 (3,5mm) JP1, JP2, JP3, JP4, JP5, JP6: 4 goldpin Q1: generator kwarcowy 1MHz S1: przycisk typu RESET S2, S3 przełącznik dźwigienkowy Fotokomórka Rezystory R1, R2: 100kΩ R3, R7: 100Ω R4: 30Ω/0,9W R5, R9: 12kΩ R6: 2,2kΩ R8: 5,6kΩ R10: 1,2kΩ Kondensatory C1: 4,7nF C2, C3: 100nF/10V

C4: 100µF/10V C5, C9: 470nF C6, C7, C8: 180nF C10: 100pF C11: 47µF/10V C12: 100nF Półprzewodniki D1: IRED D3, D4: 1N4148 IC1: NE555 IC2: UL1321 T1: BD139 lub podobny T2: BC548 lub podobny T3: fototranzystor Różne CON1: ARK2 (3,5mm) CON2: ARK3 (3,5mm) Detektor odgłosu strzału Rezystory R1, R2, R4: 220kΩ R3, R5: 2,2kΩ R6, R7, R8, R9, R10: 12kΩ Kondensatory C1, C2: 100nF C3: 47µF/10V C4: 470nF Półprzewodniki D2, D1: 1N4148 lub odpowiednik IC1: LM358 T1: BC548 lub odpowiednik T2: BC557 lub odpowiednik Różne CON1: ARK3 (3,5mm) M1: mikrofon elektretowy

uruchomieniu stopera g³oúnym düwiÍkiem innym niø strza³ z†pistoletu startowego. P³ytki uk³adu fotokomÛrki naleøy zamocowaÊ w†dwÛch obudowach i†umieúciÊ na statywach o†identycznej wysokoúci. Fototranzystor odbiornika toru podczerwieni naleøy os³oniÊ przed úwiat³em widzialnym, najlepiej umieszczaj¹c go wewn¹trz rurki o†úrednicy wewnÍtrznej 5†mm. Na rys. 8 pokazano schemat po³¹czenia wszystkich czÍsci sk³adowych stopera: bloku g³Ûwnego, fotokomÛrki i†detektora strza³u. Rys. 7. Rozmieszczenie elementów na Zbigniew Raabe, AVT Rys. 8. Sposób połączenia poszczególnych płytce detektora strzału. modułów.

Elektronika Praktyczna 9/98

69

M I N I P R O J E K T Y Wspólną cechą układów opisywanych w dziale "Miniprojekty" jest łatwość ich praktycznej realizacji. Na zmontowanie i uruchomienie układu wystarcza zwykle kwadrans. Mogą to być układy stosunkowo skomplikowane funkcjonalnie, niemniej proste w montażu i uruchamianiu, gdyż ich złożoność i inteligencja jest zawarta w układach scalonych. Wszystkie projekty opisywane w tej rubryce są wykonywane i badane w laboratorium AVT. Większość z nich wchodzi do oferty kitów AVT jako wyodrębniona seria “Miniprojekty” o numeracji zaczynającej się od 1000.

Sterownik węża świetlnego Moøna wyobraziÊ sobie wiele zastosowaÒ prezentowanego w†artykule uk³adu. Tytu³owa propozycja sterownik wÍøa úwietlnego - jest najprostszym i†jednoczeúnie najbardziej efektownym z†nich. Swoj¹ duø¹ przydatnoúÊ wykaza³ sterownik takøe w†samochodowej lampie ostrzegawczej, a†takøe systemie naprowadzania kutrÛw rybackich w†porcie jednego z†nadmorskich kurortÛw.

Najwaøniejsz¹ cech¹ prezentowanego urz¹dzenia jest prostota wykonania i†duøa niezawodnoúÊ. Schemat elektryczny sterownika przedstawiono na rys. 1. ìSercemî sterownika jest tani uk³ad firmy Holtek HT2050 (US1). Zawiera w†swoim wnÍtrzu wszystkie elementy niezbÍdne do poprawnej pracy urz¹dzenia. Jego schemat blokowy przedstawiono na rys. 2. Sygna³ taktuj¹cy jest wytwarzany w†wewnÍtrznym oscylatorze, ktÛrego czÍstotliwoúÊ taktowania ustala siÍ przy pomocy potencjometru RN1. CzÍstotliwoúÊ przebiegu wzorcowego jest zmniejszana w†dzielniku o†ustalonym przez producenta wspÛ³czynniku podzia³u. Z†wyjúcia dzielnika jest sterowany licznik sprzÍøony z†5-kana³owym wzmacniaczem mocy, poprzez ktÛry s¹ sterowane zewnÍtrzne obwody wykonawcze. Uk³ad HT2050 jest wyposaøony w†dwa wejúcia programuj¹ce jego tryb pra-

cy. Pierwsze z†nich oznaczono ON/OFF. Przy pomocy tego wejúcia moøna w³¹czaÊ i†wy³¹czaÊ obwody wyjúciowe (spe³nia ono rolÍ elektronicznego w³¹cznika). DziÍki wbudowaniu we wnÍtrze uk³adu HT2050 przerzutnika bistabilnego, taktowanego sygna³em z†wejúcia ON/ OFF, do jego sterowania wystarczy dowolny prze³¹cznik monostabilny. Drugie wejúcie, oznaczone OPT, s³uøy do ustalenia trybu pracy licznika. Pozostawienie tego wejúcia nie pod³¹czonego powoduje, øe wyjúcia s¹ sterowane w†kolejno úc i loso we j . Zwarcie stykÛw p r z e ³ ¹ c z n i k a Rys. 2. SW1 powoduje,

øe stany na wyjúciu uk³adu HT2050 odpowiadaj¹ sposobowi sterowania klasycznego wÍøa úwietlnego. Diody úwiec¹ce D1..5, do³¹czone do wyjúÊ uk³adu US1, spe³niaj¹ rolÍ informa-

WYKAZ ELEMENTÓW Rezystory R1, R2, R3, R4, R5: 2kΩ R6: 220Ω RN1: 680kΩ potencjometr montażowy Kondensatory C1: 1000µF/16V C2: 100nF C3: 680nF Półprzewodniki BR1: mostek 1A/50V lub podobny D1, D2, D3, D4, D5: LED Q1, Q2, Q3, Q4, Q5: BD135 US1: HT2050 US2: 78M05 lub podobny (obudowa TO−220) Różne SW1: dowolny przełącznik bistabilny ON/OFF: dowolny przełącznik monostabilny

Rys. 1.

Elektronika Praktyczna 9/98

P³ytka drukowana wraz z kompletem elementÛw jest dostÍpna w AVT - oznaczenie AVT1212.

75

M I N I P R O J E K T Y cyjn¹, wskazuj¹c stany poszczegÛlnych wyjúÊ. Z†tych samych, co diody LED, wyjúÊ s¹ sterowane bazy tranzystorÛw Q1..5. Tranzystory te zastosowano, aby u³atwiÊ sterowanie obci¹øeÒ wymagaj¹cych wiÍkszych pr¹dÛw steruj¹cych - standardowo kaøde z†wyjúÊ OUT1..5 moøna obci¹øyÊ pr¹dem o†natÍøeniu do 10mA. Naleøy pamiÍtaÊ, øe tranzystory Q1..5 pracuj¹ w†tym uk³adzie jako inwertery sygna³Ûw steruj¹cych ich bazy (stany wyjúciowe na ich kolektorach s¹ przeciw-

76

ne w†stosunku do stanÛw wejúciowych). Naleøy o†tym pamiÍtaÊ podczas wykonywania obwodÛw steruj¹cych wiÍkszej mocy. Uk³ad US2 wraz z†elementami towarzysz¹cymi zapewnia stabilne napiÍcie zasilaj¹ce dla sterownika. DziÍki zastosowaniu na wejúciu zasilaj¹cym mostka Graetza BR1, urz¹dzenie moøna zasilaÊ napiÍciem sta³ym lub zmiennym. Zalecana wartoúÊ wynosi 8..15V, a†pobÛr pr¹du nie przekracza 30mA.

Rys. 3.

Elektronika Praktyczna 9/98

M I N I P R O J E K T Y

Elektroniczny “odrzutowiec” lub... “motocykl” Tak, tak drodzy Czytelnicy przedstawiamy Wam kolejn¹ super zabawkÍ, ktÛra ujrza³a úwiat³o dzienne dziÍki nieprawdopodobnej inwencji konstruktorÛw firmy Holtek. Tym razem jest to elektroniczny symulator düwiÍku odrzutowca lub motoru, ktÛry zosta³ przez swoich twÛrcÛw dodatkowo wyposaøony w†wyrzutniÍ rakiet oraz szybkostrzelny karabin maszynowy!

Rys. 1.

76

Jak zwykle z†uk³adami Holteka bywa, wszystkie bloki funkcyjne efektownego uk³adu s¹ zamkniÍte w†niewielkiej, 18-pinowej obudowie uk³adu scalonego. W†prezentowanym urz¹dzeniu zosta³ zastosowany generator düwiÍku HT2830A (schemat blokowy na rys. 1), ktÛry potrafi doskonale naúladowaÊ dobrze uzbrojony samolot myúliwski lub motocykl. Schemat elektryczny tego symulatora przedstawiono na rys. 2. Przyciski SW2 i†SW4 s³uø¹ do ìuruchamianiaî karabinu maszynowego i†wyrzutni rakiet, a†przy pomocy przyciskÛw SW1 i†SW3 moøemy dobraÊ brzmienie düwiÍku generowanego przez pojazd. Dodatkowym efektem, tym razem ciesz¹cym oko, jest miganie dwÛch diod LED (D1 i†D2). Tempo ich migotania jest powi¹zane z†szybkoúci¹ odtwarzania düwiÍku i†zaleøy od wartoúci rezystora R1. RolÍ przetwornika elektroakustycznego spe³nia p³ytka piezoceramiczna do³¹czona bezpoúrednio do wyjúÊ wzmacniacza zintegrowanego w†strukturze uk³adu US1. Dioda D3 zabezpiecza uk³ad US1

przed zniszczeniem po odwrotnym do³¹czeniu ürÛd³a zasilaj¹cego. Do poprawnej pracy HT2830A wymaga napiÍcia zasilaj¹cego o†wartoúci 2,4..3,3V. W†praktyce sprawdzono, øe uk³ad spisuje siÍ doskonale zasilany napiÍciem 4,5V z†trzech ogniw AA3 (paluszki). Spadek napiÍcia na diodzie D3 wynosi ok. 0,65V, dziÍki czemu US1 jest zasilany napiÍciem o†wartoúci ok. 3,85V, co mieúci siÍ w†zakresie dopuszczanym przez producenta (max. 5V).

Rys. 2.

Montaø generatora moøna przeprowadziÊ na p³ytce drukowanej wykonanej wed³ug wzoru zamieszczonego na wk³adce wewn¹trz numeru. Na rys. 3 przedstawiono rozmieszczenie elementÛw na wspomnianej p³ytce drukowanej. Po zmontowaniu urz¹dzenie nie wymaga øadnej regulacji - jeøeli zostanie wykonane z†dobrych elementÛw, a†montaø bÍdzie prawid³owy, to z†ca³¹ pewnoúci¹ ìwystartujeî od razu! Tomasz Janik

WYKAZ ELEMENTÓW Rezystory R1: 62kΩ R2: 100Ω Kondensatory C1: 100µF/10V C2: 100nF Półprzewodniki US1: HT2830A (DIP18) D1, D2: dowolne diody LED D3: 1N4001 Różne PIEZO: przetwornik piezoceramiczny SW1, SW2, SW3, SW4: mikroprzełączniki

Rys. 3.

P³ytka dru kowana wraz z kompletem elementÛw jest dostÍpna w AVT - oznaczenie AVT-1213.

Elektronika Praktyczna 9/98

NOWE

PODZESPOŁY

Nowe procesory AVR Rodzina procesorÛw AVR poszerzy³a siÍ o†kilka kolejnych, nowych uk³adÛw: - AT90S/LS2323 - s¹ to procesory montowane w†obudowach 8-pinowych z†wyprowadzonymi trzema liniami I/O. Wyprowadzenia te moøna wykorzystaÊ jako uniwersalne, programowane wyprowadzenia uøytkownika, jako wejúcia przerwania i†timera lub jako interfejs SPI. Dodatkowo, procesory s¹ wyposaøone w†timer-watchdog oraz jeden 8-bitowy timer z†preskalerem. PamiÍÊ programu Flash ma pojemnoúÊ 2kB. Moøna j¹ programowaÊ w†systemie (ISP). Procesor jest wyposaøony w†128B pamiÍci EEPROM oraz 128B RAM. - AT90S/LS2343 - s¹ to procesory montowane takøe w†obudowach 8-pinowych, ale liczba wyprowadzeÒ dostÍpnych dla uøytkownika wynosi 5. Dwa dodatkowe wyprowadzenia uzyskano dziÍki zintegrowaniu w†strukturze procesora generatora taktuj¹cego RC. Pozosta³e parametry s¹ identyczne jak w†uk³adach AT90S/LS2323. - AT90S/LS4434 - s¹ to procesory przeznaczone do bardziej wymagaj¹cych aplikacji. PamiÍÊ programu Flash ma pojemnoúÊ 4kB

i†moøe byÊ programowana w†systemie (ISP). Standardowym wyposaøeniem tych procesorÛw jest 8-kana³owy, 10-bitowy przetwornik A/C, programowany UART, 256B pamiÍci RAM oraz 256B pamiÍci EEPROM, dwa timery z†preskalerami, timer watchdog i†komparator analogowy. - AT90S/LS8535 - uk³ady podobne konstrukcyjnie do AT90S/LS4434, lecz wyposaøone w†dwa razy wiÍksz¹ pamiÍÊ (danych, programu i†EEPROM uøytkownika). Procesory AT90S/LS4434 i†AT90S/LS8535 s¹ produkowane w†obudowach DIP40, PLCC44 oraz TQFP44. Wersje S†i†LS rÛøni¹ siÍ miÍdzy sob¹ dopuszczalnym zakresem napiÍÊ zasilaj¹cych (2,7..6V dla LS i†4..6V dla wersji S) oraz maksymaln¹ czÍstotliwoúci¹ taktowania.

Układy scalone dla USB firmy Coraz szybszy rozwÛj zastosowaÒ interfejsu USB zachÍca producentÛw do rozszerzania swojej oferty produkcyjnej o†uk³ady zgodne z†tym standardem. Przyk³adem nowych opracowaÒ tego typu s¹ uk³ady produkowane przez firmÍ Philips:

PDIUSBD11/12 oraz PDIUSBH11A/12. Pierwsza para spe³nia rolÍ interfejsÛw pomiÍdzy lini¹ USB a†interfejsem rÛwnoleg³ym lub szeregowym (I2C). Druga wymieniona para uk³adÛw to koncentratory (huby) sieciowe USB, ktÛre opracowano z†myúl¹ o†stosowaniu w†monitorach, gdzie bÍd¹ spe³niaÊ rolÍ rozdzielaczy z†lokalnym zasilaniem.

Nowe potencjometry cyfrowe firmy Najnowszymi opracowaniami firmy Xicor s¹ potencjometry cyfrowe X9440 i†X9448. Pierwszy z†nowych uk³adÛw jest podwÛjnym potencjometrem cyfrowym wyposaøonym w†interfejs SPI (szybkoúÊ transmisji danych 2MB/s), pamiÍÊ EEPROM i†dwa komparatory. Podobn¹ architekturÍ ma uk³ad X9448, z†t¹ jednak rÛønic¹, øe programowanie nastaw suwaka potencjometru odbywa siÍ poprzez dwuprzewodow¹ szynÍ I 2C (szybkoúÊ transmisji danych 400kb/s). Nietypowa architektura potencjometrÛw powsta³a w wyniku opracowania koncepcji systemÛw

Elektronika Praktyczna 9/98

samotestuj¹cych, a†takøe zastosowaÒ w†systemach wymagaj¹cych okresowej zdalnej kalibracji. Obydwa uk³ady mog¹ pracowaÊ w†systemach zasilanych napiÍciem od 2,7V i†pobieraj¹ w†stanie ustalonym zaledwie 1µA pr¹du. Obecnie uk³ady X9440 i†X9448 s¹ dostÍpne w†obudowach TSSOP24 oraz SOIC24.

77

NOWE

PODZESPOŁY

Podwójny przełącznik awaryjny Uk³ad LT1579 jest jednym z†najnowszych opracowaÒ firmy Linear Technology. Zosta³ on skonstruowany z†myúl¹ o†stosowaniu jako prze³¹cznik zasilania awaryjnego zintegrowany z†systemem nadzoru baterii. Na rys. 1 przedstawiono podstawowy schemat aplikacyjny tego uk³adu. DziÍki wbudowaniu w†jego wnÍtrze komparatorÛw analogowych, jest moøliwy ci¹g³y nadzÛr poziomu napiÍcia baterii zasilania awaryjnego. Uk³ad LT1579 jest dostÍpny w†obudowach SO16 oraz SSOP16, a†jego funkcjonalnie ograniczona wersja w†obudowie SO8.

Rys. 1.

Elektroniczny bezpiecznik firmy Uk³ad TD230 jest specjalizowan¹ konstrukcj¹, przeznaczon¹ do stosowania w†elektronicznych ogranicznikach poboru pr¹du. RolÍ wyjúciowych elementÛw ograniczaj¹cych spe³niaj¹ tranzystory MOSFET. Poniewaø do

poprawnej pracy wymagaj¹ one stosunkowo wysokich napiÍÊ zasilania bramki, w†strukturÍ TD230 wbudowano przetwornicÍ z†zewnÍtrzn¹ indukcyjnoúci¹. Na rys. 2 przedstawiono schemat podwÛjnego bezpiecznika zwarciowego, a†na rys. 3 jego odpowiednik jednokana³owy. Uk³ad TD230 moøe byÊ zasilany napiÍciem symetrycznym od +3/-5 do +18/-18V, co powoduje, øe jest on bardzo uniwersalny. Istnieje moøliwoúÊ zdal- Rys. 3.

nego od³¹czania obci¹øenia (wejúcie INHIBIT) oraz detekcji zwarcia (wyjúcie SHUTDOWN). Uk³ady TD230 s¹ produkowane w†obudowach DIP16 oraz SO16.

Rys. 2.

Nowy zegar/kalendarz I2C firmy Wzrost wymagaÒ stawianych przez przenoúne urz¹dzenia elektroniczne spowodowa³, øe firma Philips wprowadzi³a do produkcji now¹ wersjÍ scalonego zegara/kalendarza wspÛ³pracuj¹cego z†szyn¹ I 2C. Nowy uk³ad (oznaczony PCF8563) pobiera pr¹d o†wartoúci zaledwie 250nA i†moøe byÊ zasilany napiÍciem 1V! DziÍki zastosowaniu standardowego interfejsu szeregowego, nowy uk³ad moøna bez trudu zastosowaÊ w†istniej¹cych juø aplikacjach.

W†stosunku do poprzednich wersji scalonych kalendarzy, uk³ad PCF8563 oferuje znacznie wiÍcej moøliwoúci. W†jego rejestrach s¹ automatycznie zliczane godziny i†minuty czasu bieø¹cego, dni tygodnia i†miesi¹ca, automatycznie uwzglÍdniane s¹ lata przestÍpne oraz wiek. DziÍki tak bogatym moøliwoúciom uk³ad ten doskonale nadaje siÍ do systemÛw, ktÛrym stawiane s¹ wymogi pe³nej ìkompatybilnoúciî ze s³ynnym rokiem 2000.

Cyfrowa telewizja w jednym układzie scalonym Opracowany przez firmÍ Philips uk³ad SAA6750H integruje w†swojej strukturze wszystkie elementy niezbÍdne do przekonwertowania analogowego sygna³u TV w†standardzie PAL lub NTSC na elementarny strumieÒ

78

MPEG2. DziÍki zastosowaniu zaawansowanej, cyfrowej kompresji obrazu, moøliwe jest stosowanie tego uk³adu zarÛwno w†systemach studyjnych, jak i†w†tanich urz¹dzeniach wspÛ³pracuj¹cych z†komputerami PC.

Elektronika Praktyczna 9/98

NOWE

PODZESPOŁY

Ultraminiaturowa ładowarka akumulatorów NiCd, NiMH oraz Li−ION Uk³ady LT1510 opracowano specjalnie z†myúl¹ o†zastosowaniu w†nowoczesnych, miniaturowych ³adowarkach akumulatorÛw rÛønego typu. DziÍki zastosowaniu impulsowego przetwarzania napiÍcia wejúciowego w†pr¹d o†odpowiedniej dla danego typu akumulatora wartoúci, sprawnoúÊ energetyczna ³adowarki jest bardzo duøa. Ograniczenie rozmiarÛw ³adowarki uda³o siÍ dodatkowo uzyskaÊ dziÍki zastosowaniu bardzo wysokiej czÍstotliwoúci przetwarzania - aø 500kHz.

Wbudowany w†strukturÍ przetwornicy bipolarny klucz pr¹dowy umoøliwia prze³¹czanie pr¹dÛw do 1,5A, co pozwala uzyskaÊ pr¹dy wyjúciowe maksymalnie do ok. 1,4..2A. Na rys. 4 przedstawiono schemat prostej ³adowarki dla akumulatorÛw Li-ION, stosowanych w†telefonach komÛrkowych (pr¹d ³adowania 800mA), a†na rys. 5 schemat ³adowarki akumulatorÛw NiCd, o†pr¹dzie wyjúciowym 1,2A. Uk³ady LT1510 s¹ dostÍpne w†obudowach DIP16, SO16, SSOP16, SO8.

Rys. 4.

Rys. 5.

Elektronika Praktyczna 9/98

79

NOWE

PODZESPOŁY

NOWE

PODZESPOŁY

Nowe kontrolery grafiki firmy Najnowsz¹ ofert¹ firmy Epson jest seria uk³adÛw przeznaczonych do pracy w†nowoczesnych kartach grafiki do komputerÛw. Mog¹ to byÊ karty steruj¹ce panelami LCD, TFT a†takøe standardowymi monitorami CRT. Uk³ad oznaczony SED1356 integruje w†swoim wnÍtrzu sterownik modu³u LCD, przetwornik RAMDAC, przetwornik C/A do sterowania standardowego odbiornika telewizyjnego, a†takøe prosty akcelerator 2D. Nieco prostszy uk³ad, oznaczony SED1355, pozbawiony jest przetwornika steruj¹cego OTV, a†najprostsza wersja nowych uk³adÛw (SED1354)

zosta³a zoptymalizowana pod k¹tem aplikacji z LCD.

Miniaturowy sterownik zasilaczy impulsowych Uk³ad LTC1624 jest miniaturowym (obudowa SO-8) sterownikiem zasilaczy impulsowych o†regulowanym napiÍciu wyjúciowym. Schemat aplikacyjny tego uk³adu przedstawiono na rys. 6. NapiÍcie wejúciowe

Rys. 6. typowej przetwornicy z†LTC1624 moøe siÍ zawieraÊ w†przedziale 3,5..36V, a†zakres napiÍÊ wyjúciowych 1,19..30V. Stosunkowo duøa czÍstotliwoúÊ przetwarzania (200kHz) pozwala zminimalizowaÊ rozmiary stosowanych elementÛw indukcyjnych i†pojemnoúciowych. DziÍki zastosowaniu zewnÍtrznego czujnika pr¹du p³yn¹cego przez tranzystor wyjúciowy mocy, moøliwe jest uzyskanie pr¹dÛw wyjúciowych przetwornicy nawet do 10A. WydajnoúÊ pr¹dowa zaleøy tylko od typu tranzystora zastosowanego na wyjúciu i†dobraniu parametrÛw d³awika.

80

Elektronika Elektronika Praktyczna Praktyczna 9/98 9/98

S P R Z Ę T

Mikrokontrolery COP8 firmy

W†dzisiejszym úwiecie trudno wyobraziÊ sobie istnienie elektroniki bez mikrokontrolerÛw jednouk³adowych. WszechstronnoúÊ zastosowaÒ mikrokontrolerÛw wymusi³a na producentach ci¹g³e powiÍkszanie ich asortymentu i†moøliwoúci operacyjnych. Na pocz¹tku lat 70., by³y stosowane g³Ûwnie w†kalkulatorach lub zegarach elektronicznych. PostÍp w†technologii, polegaj¹cy na ci¹g³ym zmniejszaniu wymiarÛw i†kosztÛw produkcji, spowodowa³ ogromny wzrost zainteresowania nimi wúrÛd producentÛw urz¹dzeÒ zarÛwno przemys³owych, jak i†powszechnego uøytku. Praktycznie w†kaødym domu moøna obecnie znaleüÊ urz¹dzenia, w†ktÛrych zastosowano mikrokontrolery 8bitowe. NajczÍúciej stosowane s¹ obecnie 8-bitowe mikrokontrolery zawieraj¹ce w†sobie oprÛcz standardowych elementÛw rÛwnieø dodatkowe bloki funkcjonalne, takie jak interfejsy, przetworniki, sterowniki LCD lub klawiatury itd.

Podstawow¹ czÍúci¹ kaødego mikrokontrolera jest jednostka centralna (ang. Central Processor Unit -†CPU), uk³ady wejúcia/wyjúcia (I/ O) oraz rÛøne rodzaje pamiÍci. Wszyscy producenci mikrokontrolerÛw staraj¹ siÍ produkowaÊ ca³e ich rodziny w†oparciu o†jeden procesor. Uk³ady wchodz¹ce w†sk³ad rodziny rÛøni¹ siÍ miÍdzy sob¹ rodzajem i†wielkoúci¹ pamiÍci, rodzajem wejúÊ/wyjúÊ i†zastosowanymi dodatkowo sterownikami. Do najbardziej popularnych na rynku polskim moøna zaliczyÊ uk³ady firm Atmel ('51 i†pochodne), Microchip (PIC), Motorola (68HC05), Hitachi (H8), Philips (C51), SGS Thomson (ST62) lub Texas Instruments (TMS370). Jak widaÊ z†powyøszej listy, jest w†czym wybieraÊ. WúrÛd producentÛw 8bitowych mikrokontrolerow aktywnie dzia³a rÛwnieø firma National Semiconductor, ktÛra produkuje mikrokontrolery oznaczane umownie jako rodzina COP8, a†ktÛrej podstawowe dane postaramy siÍ przedstawiÊ w†artykule.

Co oferuje COP8? Konstruktorzy pragn¹cy wykorzystaÊ procesory COP8 dostaj¹ do dyspozycji mikrokontrolery z†centralnie ulokowanym procesorem o†architekturze Harvard, otoczonym funkcjonalnymi blokami zawieraj¹cymi pamiÍci RAM, ROM, pamiÍÊ programowaln¹ przez uøytkownika, uk³ady UART, komparatory, przetworniki A/C oraz uk³ady wejúcia/wyjúcia. Procesor jest wyposaøony w†uk³ady kontroli (watchdog) oraz w†uk³ad pozwalaj¹cy na uruchomienie aplikacji w†przypadku pojawienia siÍ sygna³u na ktÛrymkolwiek z†wejúÊ (wake-up). D³ugoúÊ cyklu zegarowego procesora wynosi standardowo 1µs. Podstawowym standardem wejúcia/wyjúcia jest szeregowy interfejs MICROWIRE/Plus opracowany przez National Semiconductor. Mikrokontrolery COP8 s¹ wykonywane w†rÛønych wersjach temperatury pracy, aø do wersji od -55 do +125 oC, co pozwala na ich zastosowanie praktycznie we wszystkich aplikacjach z†przemys³owymi i†militarnymi w³¹cznie.

Zalety COP8 Rodzina COP8 ma wiele moøliwoúci, ktÛrych umiejÍtne wykorzystanie pozwala na osi¹gniÍcie dodatkowych korzyúci. Naleøy do nich zaliczyÊ bardzo efektywn¹ listÍ instrukcji, co pozwala na bardzo szybkie uruchomienie procesora i†skrÛcenie czasu opracowania produktu koÒcowego, a co w†efekcie umoøliwia wczeúniejsze wystartowanie z†nowym produktem na rynek. Do zalet COP8 naleøy zaliczyÊ rÛwnieø moøliwoúÊ pracy w†trybie niskiego poboru mocy lub w†trybie oczekiwania. Programowanie uk³adÛw wejúcia/wyjúcia pozwala na optymalne ich wykorzystanie w†aplikacji. Elastyczny i†w†pe³ni konfigurowalny przez uøytkownika proces uruchamiania u³atwia prace projektowe. Dodatkowo uk³ady COP8 s¹ zabezpieczone przed wp³ywem fal elektromagnetycznych (EMI).

Zmniejszony pobÛr mocy Coraz szersze zastosowanie mikrokontrolerÛw w†urz¹dzeniach przenoúnych zasilanych z†baterii

Elektronika Praktyczna 9/98

wymusza zastosowanie uk³adÛw o†zmniejszonym poborze mocy. Takimi uk³adami s¹ procesory COP8. Mog¹ one byÊ zasilane napiÍciem od 2,5V, a ponadto posiadaj¹ dwa tryby pracy radykalnie zmniejszaj¹ce pobÛr pr¹du: 1. Tryb HALT -†nastÍpuje zatrzymanie oscylatora z†jednoczesnym podtrzymaniem zawartoúci pamiÍci RAM i†rejestrÛw. PobÛr pr¹du w†tym trybie jest mniejszy od 1µA. PowrÛt do trybu pracy normalnej nastÍpuje w†przypadku pojawienia siÍ sygna³u RESET, prze³¹czenia ze stanu niskiego w†wysoki pinu G7. Jeúli jest ustawiona opcja zewnÍtrznego oscylatora lub generatora RC, prze³¹czenia pinu Multi-Input Wake-Up (MIWU). Opcja MIWU jest dostÍpna w†wielu procesorach COP8. Wykorzystywany jest do tego Port L, ktÛry musi byÊ ustawiony jako wejúciowy i†kaøde z†jego wejúÊ moøe byÊ niezaleønie wykorzystane np. do sprawdzania klawiatury lub uk³adu zdalnego sterowania. Pojawienie siÍ sygna³u na ktÛrymkolwiek wejúciu portu powoduje uruchomienie procedury MIWU. Pozwala to zredukowaÊ liczbÍ elementÛw zewnÍtrznych i†przez to obniøyÊ koszty. Kaøde wejúcie moøe byÊ sterowane zarÛwno zboczem narastaj¹cym jak i†opadaj¹cym sygna³u. 2. Tryb IDLE -†jest to tryb pracy dostÍpny w†rodzinie ìFeatureî i†polega na utrzymaniu w†stanie aktywnym jedynie zegara systemowego i†timera T0. PobÛr pr¹du w†porÛwnaniu do pracy normalnej wynosi 1/3 Idd. PowrÛt do pracy normalnej nastÍpuje w†przypadku: pojawienia siÍ sygna³Ûw RESET, MIWU lub po wykonaniu 4096 cykli programu (zmiana bitu 12 w†timerze T0 - w†niektÛrych uk³adach ten czas jest programowalny).

Wersje rodziny COP8 Mikrokontrolery COP8 s¹ podzielone na dwie rodziny nazywane ìBasic Familyî i†îFeature Familyî. Mikrokontrolery z†rodziny ìBasicî s¹ przeznaczone do aplikacji prostych i†tanich, nie wymagaj¹cych wiele pamiÍci i†urz¹dzeÒ peryferyjnych, natomiast rodzina ìFeatureî jest przeznaczona dla aplikacji wymagaj¹cych wiÍcej pamiÍci i†urz¹dzeÒ zewnÍtrznych. Obydwie rodziny uøywaj¹ tej samej listy instrukcji.

81

S P R Z Ę T nastÍpuje kolejno z†rejestrÛw TxRA i†TxRB oraz jest ustawiana w†tym momencie odpowiednia flaga. W†przypadku ustawienia zezwolenia jest generowane przerwanie. Maksymalna czÍstotliwoúÊ dla wejúcia TxA wynosi 500kHz. Rejestr TxB moøe byÊ uøyty jako zewnÍtrzne ürÛd³o przerwania od zbocza narastaj¹cego. 3. Kontroli wejúÊ (ang. capture input) (rys. 3): - dwa wejúcia z†moøliwoúci¹ wyboru zbocza; - ³atwy pomiar szerokoúci i†czÍstotliwoúci impulsu. W†tym trybie pracy timer Tx moøe byÊ uøyty do precyzyjnego pomiaru zewnÍtrznych zdarzeÒ czasowych. Po wyst¹pieniu wybranego zbocza na pinie TxA lub TxB, zawartoúÊ timera T1 jest zapisywana do rejestru TxRA lub TxRB. Jak w†poprzednich przypadkach, jeúli ustawiono zezwolenie na przerwanie, to przerwanie jest generowane. Wiele procesorÛw posiada dwa lub wiÍcej takich zegarÛw pozwalaj¹cych dodatkowo na pracÍ w†trybie bezczynnoúci (IDLE). W†try-

Rys. 1. Procesory COP8 ìBasicî posiadaj¹ od 768B do 4kB pamiÍci ROM, 64 do 128 bajtÛw pamiÍci RAM oraz jeden 16-bitowy zegar. DostÍpne s¹ rÛwnieø proste urz¹dzenia zewnÍtrzne, takie jak komparator. NajczÍúciej uk³ady te wystÍpuj¹ w†obudowach 20 lub 28 pinÛw. Procesory COP8 ìFeatureî s¹ wyposaøone w†wiÍksz¹ pamiÍÊ i†posiadaj¹ od 2k do 24kB pamiÍci ROM, 128 do 1088B pamiÍci RAM i†co najmniej dwa 16-bitowe liczniki-timery. Lista instrukcji tej rodziny posiada dziewiÍÊ dodatkowych instrukcji do obs³ugi wektorÛw przerwaÒ, stosu oraz dodatkowych operacji logicznych. OprÛcz trybu pracy HALT moøliwy jest dodatkowy tryb IDLE pozwalaj¹cy na okresowe monitorowanie systemu, gdy inne urz¹dzenia s¹ wy³¹czone. Wszystkie procesory ìFeatureî maj¹ rÛwnieø bardzo uøyteczny Multi-Input Wakeup (wielowejúciowy ìbudzikî), pozwalaj¹cy na niezaleøne przerwania od narastaj¹cych zboczy impulsÛw na poszczegÛlnych pinach lub od sygna³Ûw wychodz¹cych od trybÛw HALT i†IDLE. Dodatkowo uk³ady te mog¹ zawieraÊ bloki przetwornikÛw A/C, UART lub interfejs CAN. NajczÍúciej wystÍpuj¹ w†obudowach 28, 40 lub 44 piny.

Uk³ady jednokrotnie programowalne OTP Wszystkie mikrokontrolery COP8 s¹ dostÍpne w†wersji z†jednokrotnie programowaln¹ pamiÍci¹ ROM. Mog¹ byÊ one programowane za pomoc¹ standardowych programatorÛw pamiÍci. Jest to wygodne nie tylko dla prototypÛw, lecz takøe przy masowej produkcji. Dodatkowo podczas programowania istnieje moøliwoúÊ ustawienia bitu zabezpieczenia przed odczytaniem programu z†uk³adu. NiektÛre z†uk³adÛw s¹ dostÍpne z†pamiÍci¹ poszerzon¹ do 32kB, co umoøliwia ich zastosowanie do zaawansowanych aplikacji.

Architektura COP8 Wszystkie procesory COP8 s¹ zbudowane w†oparciu o†zmodyfikowan¹ architekturÍ typu Harvard, co oznacza, øe dostÍp do pamiÍci programu i†pamiÍci danych odbywa siÍ przez niezaleøne szyny adres/dane. Daje to przyspieszenie pracy procesora, poniewaø w†momencie gdy wykonywany jest transfer bieø¹cych danych, pobierana jest nastÍpna instrukcja z†pamiÍci programu. Procesory COP8 uøywaj¹ zmodyfikowanej architektury Harvard, poniewaø tablice danych s¹ przechowywane w†pamiÍci programu i†mog¹ byÊ dostÍpne za pomoc¹ specjalnej instrukcji LAID (ang. Load Accumulator Indirect). Jednostka centralna (CPU) zawiera: - 8-bitowy akumulator (A); - 16-bitowy licznik programu (PC); - dwa 8-bitowe wskaüniki danych (B, X); - 8-bitowy wskaünik stosu (SP);

82

- 8-bitowe s³owo stanu procesora (PSW); - 8-bitowy rejestr kontrolny (CNTRL); - bank 8-bitowych rejestrÛw ogÛlnego zastosowania. Ca³a pamiÍÊ RAM, wszystkie wejúcia/wyjúcia (I/O) oraz rejestry (poza Rys. 2. akumulatorem i†licznikiem programu) s¹ umieszczone w†przestrzeni adresowej danych. Mikrokontrolery COP8 komunikuj¹ siÍ z†otoczeniem przez kilka konfigurowalnych wejúÊ/ wyjúÊ (I/O) lub przez interfejs szeregowy MICROWIRE/PLUS. Porty wejúÊ/wyjúÊ s¹ oznaczane literami np. Port C, Port D, Port G, Port I†oraz Port L. Liczba portÛw lub pinÛw zaleøy od typu mikrokontrolera i†obudowy.

Timery Timer Tx Wszystkie mikrokontrolery COP8 posiadaj¹ co najmniej 16-bitowy, wielofunkcyjny timer Tx. W†uk³adach rodziny ìBasicî jest to pojedynczy rejestr 16-bitowy timer/licznik, natomiast w†rodzinie ìFeatureî sk³ada siÍ on z†16-bitowego rejestru i†dwÛch 16-bitowych rejestrÛw TxRA i†TxRB. Moøe on byÊ programowany do pracy w†trzech trybach: 1. PWM (Pulse Width Modulation) (rys. 1): - niezaleøne od procesora wyjúcia prze³¹czaj¹ce; - dwa indywidualnie maskowane przerwania dla rejestrÛw TxRA i†TxRB; - licznik sterowany zegarem. Zmiana zawartoúci rejestru Tx powoduje rÛwnieø zmiany w†TxRA i†TxRB, co w†przypadku ustawienia zezwolenia powoduje wyst¹pienie przerwania. 2. Licznik zdarzeÒ zewnÍtrznych (rys. 2): ZawartoúÊ timera Tx jest modyfikowana zarÛwno przez rosn¹ce, jak i†opadaj¹cego zbocze impulsu z†TxA. Zmiana zawartoúci Tx

bach 1†i†3†timer jest taktowany impulsem tc, ktÛrego czÍstotliwoúÊ jest mniejsza dziesiÍciokrotnie od czÍstotliwoúci oscylatora CKI (tc=CKI/10 ). Timer T0 Przeznaczony jest do sterowania procesora w†trybie IDLE, przy powrocie ze stanu HALT oraz do sterowania czasu WATCHDOG. Standardowo generuje przerwanie po up³ywie 4096 cykli instrukcji (tc). W†trybie rozszerzonym moøe generowaÊ przerwania po up³ywie 4k, 8k, 16k 32k, 64k cykli instrukcji. Jest to stosowane miÍdzy innymi w†procesorach COP888EB, COP8ACC, COP888GD.

Timer-modulator Jest on zastosowany w†procesorach COP8xxCJ i†zawiera 8-bitowy, automatycznie ³adowany rejestr. Moøe byÊ uøyty w†dwÛch trybach pracy, w†ktÛrych nastÍpuje zmiana na pinie L7: 1. Modulator Modulator jest przeznaczony do generowania impulsow wysokiej czÍstotliwoúci na wyjúciu L7, przeznaczonych do sterowania diody nadawczej podczerwieni. 2. Timer PWM Ten tryb pozwala na generowanie impulsÛw o†rÛønym wspÛ³czynniku wype³nienia. Standardowo jest to 50%, lecz przy uøyciu 16-bitowego timera T1 wspÛ³czynnik ten moøe byÊ zmieniany. Jest to bardzo wygodne przy aplikacjach wymagaj¹cych kontroli fazy.

Elektronika Praktyczna 9/98

S P R Z Ę T nik. Kaødy licznik generuje okreúlon¹ liczbÍ impulsÛw o†wspÛ³czynniku wype³nienia 50%. SzerokoúÊ impulsu zaleøy od zawartoúci preskalera, a†liczba impulsÛw od zawartoúci rejestru licznika. Kaødy licznik ma moøliwoúÊ generowania przerwania przy przepe³nieniu licznika.

Funkcje

analogowe

Procesory COP8 zawieraj¹ uk³ady analogowe takie jak komparatory, szybkie 8-bitowe przetworniki A/D typu SAR oraz przetworniki A/D duøej rozdzielczoúci. Rys. 3.

Watchdog Zastosowano go w†uk³adach COP8xxCJ i†zawiera 8-bitowy licznik taktowany 8-bitowym preskalerem synchronizowanym czasem tc. Podstawow¹ funkcj¹ licznika WATCHDOG jest generowanie przerwania i†ustawienie odpowiedniej flagi po jego wyzerowaniu. Gdy funkcja WATCHDOG jest zabroniona, wÛwczas timer jest uøywany jako licznik ogÛlnego zastosowania.

Komparator (rys. 4): - dostÍpny w†uk³adach COP8xxCJ i†COP888CS/CG/EG/GG; - oba wejúcia i†wyjúcia komparatora s¹ dostÍpne przez PORT I; - komparator moøe byÊ w³¹czany lub wy³¹czany programowo;

Szybki timer PWM o sta³ej rozdzielczoúci/kontroler wyjúÊ (COP884BC) Blok tego uk³adu zawiera 8-bitowy, wolny licznik w†gÛrÍ, 8-bitowy preskaler oraz 8bitowy rejestr PWM zapis/odczyt (RLON). Przy zastosowaniu preskalera licznik moøe byÊ taktowany impulsem o†zmiennej d³ugoúci, miÍdzy CKI a†CKI/256. Moøna go stosowaÊ w†dwÛch trybach pracy: 1. PWM, ktÛry charakteryzuje siÍ: - sta³¹ czÍstotliwoúci¹ sygna³u PWM (do 39 kHz) na dwÛch wyjúciach; - przerwanie jest zg³aszane od przepe³nienia 8-bitowego licznika; - wyjúcia mog¹ byÊ multipleksowane do dwÛch pinÛw. Jeúli zawartoúÊ 8-bitowego licznika jest rÛwna lub wiÍksza od zawartoúci RLON, to wejúcia s¹ prze³¹czane. Ponadto, prze³¹czenie moøe nast¹piÊ po przepe³nieniu timera. 2. Kontroler wyjúÊ Ten tryb pracy pozwala uøytkownikowi na testowanie momentu, kiedy czÍstotliwoúÊ ürÛd³a zewnÍtrznego osi¹gnie ustawiony prÛg. Istnieje rÛwnieø moøliwoúÊ wyboru zbocza impulsu wejúciowego oraz generowania przerwania w†momencie gdy licznik osi¹gnie wartoúÊ wiÍksz¹ niø jest w rejestrze RLON. Oba tryby maj¹ moøliwoúÊ generowania przerwaÒ.

- jeúli komparator jest wy³¹czony, to odpowiednie piny s¹ pinami ogÛlnego zastosowania. Przetwornik A/D typu SAR (Succesive ApRoximation) Przetworniki zastosowane w†uk³adach COP888 (rys. 5)†s¹ nazywane przetwornikami typu ìkolejnych przybliøeÒî (succesive approximation). Posiadaj¹ nastÍpuj¹ce moøliwoúci: - rozdzielczoúÊ 8-bitÛw, przy dok³adnoúci ±1 LSB; - wbudowany 3-bitowy preskaler taktowany CKI; - minimalny czas trwania konwersji wynosi 10,2µs, przy impedancji ürÛd³a do 3kΩ (COP888EB i†COP888GD); - moøliwoúÊ pracy rÛønicowej lub od poziomu odniesienia.

Capture Timer Blok tego timera jest zbudowany z†dwÛch niezaleønych timerÛw i†wejúÊ. Kaødy z†nich zawiera 16-bitowy licznik w†dÛ³, zwi¹zany z†nim 16-bitowy rejestr i†8-bitowy preskaler. Zastosowanie preskalera pozwala na zmienne ustawienie taktu licznika miÍdzy CKI a†CKI/ 256. Przy wyst¹pieniu odpowiedniego zbocza impulsu na odpowiednim pinie uk³adu, zawartoúÊ licznika jest kopiowana do rejestru kontrolnego (capture) i, jeúli jest to dozwolone, jest generowane odpowiednie przerwanie.

Generator ci¹gu impulsÛw W†uk³adzie COP888GW istnieje moøliwoúÊ generowania ci¹gu impulsÛw o†zadanym wspÛ³czynniku wype³nienia. Kaødy blok generatora sk³ada siÍ z†czterech niezaleønych licznikÛw zawieraj¹cych 16-bitowy preskaler taktowany impulsem tc oraz 16-bitowy licz-

Elektronika Praktyczna 9/98

Blok funkcji analogowych Blok ten zawiera: - szybki, 8-bitowy, szeregowy przetwornik A/D (COP8ACC) - czas konwersji 26µs (CKI=10MHz); - do 6†wejúÊ analogowych; - wbudowane ürÛd³o referencyjne Vcc/2.

wykonanie tej operacji programowo i†pozwala zaoszczÍdziÊ miejsce w†pamiÍci programu, ktÛrego w†prostszych procesorach nie mamy zbyt wiele do dyspozycji.

Interfejsy komunikacyjne Rodzina COP8 oferuje szeroki wybÛr interfejsÛw komunikacyjnych pozwalaj¹cych na ich uøycie w†wielu aplikacjach. S¹ to standardy najczÍúciej uøywane w†komunikacji miÍdzy procesorem a†urz¹dzeniami zewnÍtrznymi lub standardy wewn¹trz duøych systemÛw. Magistrala CAN W†uk³adach COP8 zastosowano zoptymalizowan¹ magistralÍ COPCAN dostosowan¹ do standardu magistrali CAN 2.0B. Oznacza to, øe COPCAN zapewnia w†pe³ni standardowy format ramki z†11-bitowym identyfikatorem. Rozszerzony standard ramki z†29-bitowym kodem identyfikacyjnym moøe byÊ sprawdzany (aprobowany), lecz nie moøe byÊ nadawany lub odbierany. Obniøenie kosztÛw uzyskano przez zmniejszenie do 4 liczby rejestrÛw przeznaczonych do nadawania i†odbierania informacji (kaøda paczka danych uøywa dwÛch rejestrÛw do przes³ania kodÛw identyfikatora/danych i†dwÛch do samych danych). Moøliwoúci interfejsu: - przyjÍcie/wys³anie do magistrali CAN maksimum oúmiobajtowych meldunkÛw z†prÍdkoúci¹ do 125kb/s; - przyjÍcie/przes³anie dwubajtowych meldunkÛw z†prÍdkoúci¹ do 1Mb/s; - trzy niezaleøne przerwania od nadawania, odbioru i†b³Ídu - moøliwoúÊ dostÍpu jest programowo ustawiana na bitach ID4 do ID10; - moøliwoúÊ spowodowania wyjúcia z†trybu HALT/IDLE przez magistralÍ CAN. Interfejs szeregowy SPI Interfejs SPI jest standardowym, 4-przewodowym, synchronicznym, szeregowym interfejsem z†dwiema 12-bitowymi pamiÍciami typu FIFO (jedna dla przyjÍcia, druga dla nadawania danych). Pozwala to na zwiÍkszenie ogÛlnej liczby przesy³anych danych przy zredukowaniu obci¹øenia CPU. Istnieje rÛwnieø moøliwoúÊ konwersji danych z†szeregowych na rÛwnoleg³e za pomoc¹ uk³adu nazwanego Master Out Slave In (MOSI). Zastosowano go w†uk³adzie COP888EB, gdzie dane s¹ wprowadzane na wyprowadzenia Portu N†niezaleønie od CPU. Moøliwoúci SPI: - przesy³anie danych z†prÍdkoúci¹ do 1Mb/s; - 2x12-bitowy bufor nadawczy/odbiorczy; - tryb master dostÍpny z†wewnÍtrznego generatora; - tryb slave dostÍpny z†zewnÍtrznego generatora przez pin SCK; - przerwania od SPI mog¹ byÊ wykonywane po pierwszym i/lub ostatnim bajcie odczytanym z†bufora RX lub TX;

SprzÍtowe mnoøenie/ dzielenie Duø¹ zalet¹ procesorÛw COP8 jest moøliwoúÊ sprzÍtowego wykonywania operacji mnoøenia i†dzielenia. Mnoøenie wymaga tylko jednego cyklu zegarowego. Do przeprowadzenia dzielenia s¹ potrzebne dwa cykle zegarowe. Jak widaÊ trwa to krÛcej niø Rys. 4.

83

S P R Z Ę T W†procesorach COP8 istnieje moøliwoúÊ indywidualnego ustawiania, zerowania i†testowania kaødego bitu pamiÍci danych w³¹czaj¹c w†to bity powi¹zane z†wejúciami/wyjúciami i†rejestrami.

Przerwania Jak bardzo waøna dla poprawnej pracy kaødego systemu mikroprocesorowego jest prawid³owa obs³uga przerwaÒ nie trzeba nikogo przekonywaÊ. W†uk³adach COP8 moøna znaleüÊ minimum trzy sposoby generowania przerwaÒ. Przerwania niemaskowalne Jest to tzw. pu³apka programowa, ktÛra jest zawsze ustawiona w†stan aktywny. Moøe ona wykryÊ b³Ídy podczas dzia³ania programu, polegaj¹ce np. na przepe³nieniu stosu lub odwo³aniu siÍ licznika programu do nieistniej¹cego adresu. Jest to bardzo waøny sposÛb kontroli poprawnoúci dzia³ania programu.

Rys. 5. - moøliwoúÊ sterowania hierarchicznego magistrali SPI.

Uniwersalny Synchroniczny/ Asynchroniczny Odbiornik/ Nadajnik (USART) Uk³ad USART uøyty w†COP8 jest pe³nodupleksowym interfejsem z†moøliwoúci¹ transmisji synchronicznej lub asynchronicznej. Interfejs zawiera dwa rejestry RX i†TX oraz siedem rejestrow adresowanych. Dane z†rejestrÛw TX i†RX s¹ podwÛjnie buforowane. WewnÍtrzny generator prÍdkoúci transmisji pozwala na okreúlenie prÍdkoúci transmisji niezaleønie od czÍstotliwoúci oscylatora. Moøliwoúci USART: - prÍdkoúÊ transmisji asynchronicznej do 625kb/s; - prÍdkoúÊ transmisji synchronicznej do 5Mb/s; - standardowy format 7,8,9 bitÛw danych; - pe³ny zakres opcji kontroli parzystoúci; - jeden lub dwa bity stopu.

Interfejs MICROWIRE MICROWIRE/PLUS jest szeregowym interfejsem synchronicznym. Pozwala on na po³¹czenie miÍdzy sob¹ wielu uk³adÛw produkowanych przez National Semiconductor (m.in. przetworniki A/D, pamiÍci EEPROM, sterowniki wyúwietlaczy oraz inne mikrokontrolery). Moøliwoúci interfejsu MICROWIRE: - tryb master dostÍpny z†wewnÍtrznym generatorem; - tryb slave dostÍpny z†zewnÍtrznym generatorem pod³¹czonym do pinu SK;

84

- maksymalna prÍdkoúÊ transmisji w†trybie master i†slave do 500kb/s. Dodatkowo wszystkie procesory rodziny ìFeatureî maj¹ programow¹ moøliwoúÊ zmiany polaryzacji przy opadaj¹cym lub rosn¹cym zboczu zegara oraz mog¹ generowaÊ przerwania (po 8†cyklach prze³¹czenia) do sterowania 8-bitowym rejestrem prze³¹czaj¹cym.

Lista instrukcji Procesory COP8 s¹ wyposaøone w†listÍ efektywnych jednobajtowych instrukcji, wykonywanych w†jednym cyklu zegarowym. Umoøliwia to napisanie zwartego, zajmuj¹cego ma³o pamiÍci programu. Sporo instrukcji jednobajtowych jest dostÍpnych jako instrukcje wykonuj¹ce dodatkowe rozkazy. Na przyk³ad, instrukcja DRSZ odejmuje od okreúlonego rejestru i†omija nastÍpn¹ instrukcjÍ, jeúli wynik odejmowania jest rÛwny zero. Lista instrukcji oferuje kilka moøliwoúci adresowania pamiÍci: - bezpoúredni; - rejestr B†lub X†poúrednio; - rejestr B†lub X†poúrednio z†post-dodawaniem/odejmowaniem; - natychmiastowy; - natychmiastowy skrÛcony; - poúredni z†pamiÍci programu.

Przerwania maskowalne Zezwolenie na wyst¹pienie maskowalnego przerwania od dowolnego zdarzenia polega na ustawieniu w†rejestrze przerwaÒ odpowiedniego bitu. W†przypadku wyst¹pienia przerwania zostaj¹ rÛwnieø ustawiane odpowiednio przyporz¹dkowane im flagi. Wektor przerwaÒ W†przypadku wyst¹pienia przerwania Licznik Programu (PC) jest ustawiony na adres 0xff. Jeúli nast¹pi³o to w†procesorze rodziny ìBasicî, to uøytkownik musi sprawdziÊ, ktÛra flaga zosta³a ustawiona i†oczywiúcie wykonaÊ procedury obs³ugi przyporz¹dkowanego jej przerwania. W†przypadku procesorÛw rodziny ìFeatureî instrukcja VIS kieruje program do procedur obs³ugi odpowiedniego przerwania. Obs³uga wszystkich przerwaÒ jest uzaleøniona od ustawienia w†S³owie Stanu Procesora (PSW) bitu Global Interrupt Enable (GIE).

èrÛd³a przerwaÒ -

Rozkazy skokÛw: relatywny; absolutny; absolutny d³ugi; poúredni.

Procesory rodziny ìBasicî: - pu³apka programowa; - zewnÍtrznie w³¹czane przerwanie 'GO'; - niedope³nienie T1 i†pojawienie siÍ sygna³u na pinie 'TIO' (G3). Procesory rodziny ìFeatureî: - pu³apka programowa; - zewnÍtrznie w³¹czane przerwanie 'GO'; - niedope³nienie T1 i†pojawienie siÍ sygna³u na pinie 'TIO' (G3); - stan zajÍtoúci magistrali MICROWIRE/PLUS; - koniec stanu IDLE; - przerwanie od MIWU; - niedope³nienie timera i†obs³uga wejúÊ/wyjúÊ TxA/TxB; - wektor przerwaÒ ustawiany przez rozkaz 'VIS'. Przerwania dodatkowe wystÍpuj¹ce w†niektÛrych procesorach rodziny ìFeatureî: - nadawanie i†odbiÛr w†uk³adzie UART; - magistrala CAN w†stanie nadawania, odbioru lub b³Ídu; - szybki timer PWM; - specjalny timer kontroli wejúÊ/wyjúÊ oraz licznik przerwaÒ; - uk³ad kontroli przetwornika A/D. Waldemar Jaworski Olaf Lewiński

Elektronika Praktyczna 9/98

PROJEKTY CZYTELNIKÓW Dział "Projekty Czytelników" zawiera opisy projektów nadesłanych do redakcji EP przez Czytelników. Redakcja nie bierze odpowiedzialności za prawidłowe działanie opisywanych układów, gdyż nie testujemy ich laboratoryjnie, chociaż sprawdzamy poprawność konstrukcji. Prosimy o nadsyłanie własnych projektów z modelami (do zwrotu). Do artykułu należy dołączyć podpisane oświadczenie, że artykuł jest własnym opracowaniem autora i nie był dotychczas nigdzie publikowany. Honorarium za publikację w tym dziale wynosi 200,− zł (brutto) za 1 stronę w EP. Przysyłanych tekstów nie zwracamy. Redakcja zastrzega sobie prawo do dokonywania skrótów.

Uniwersalny sterownik oświetlenia dyskotekowego Z†listu autora: ìElektronik¹ interesujÍ siÍ od 4†lat, choÊ tak naprawdÍ dopiero ukazanie siÍ miesiÍcznika ìElektronika dla Wszystkichî wprowadzi³o mnie w†tajniki tej dziedziny. Od d³uøszego juø czasu organizujÍ dyskoteki w†szko³ach, dlatego ukazanie siÍ na ³amach EP dzia³u poúwiÍconego efektom úwietlnym bardzo mnie ucieszy³o. Niestety do tej pory ukaza³y siÍ zaledwie dwa takie projekty. Zniecierpliwiony d³ugim oczekiwaniem sam postanowi³em zaprojektowaÊ uk³ad, ktÛrego dzia³anie zauwaøy³em podczas jednego z†koncertÛw.î

Projekt

051

Jest to tani, prosty w†wykonaniu, a†jednoczeúnie funkcjonalny i†niezwykle efektowny sterownik, ktÛry w†rytm muzyki zmienia oúwietlenie reflektorowe. Zainstalowanie takiego urz¹dzenia w†dyskotece nie tylko poprawi jej walory estetyczne, ale sprawi, øe mi³oúnicy taÒca poczuj¹ wreszcie naprawdÍ rytm muzyki. Nie jestem laikiem, jeøeli chodzi o†efekty dyskotekowe i†z†ca³¹ pewnoúci¹ mogÍ stwierdziÊ, øe uzyskane rezultaty s¹ znakomite. Dlatego teø polecam ten sterownik, zw³aszcza, øe powoli odchodzi siÍ od efektÛw typu np. ìEdenî, ìKwantî, ìSuper Flowerî itp. zastÍpuj¹c je oúwietleniem reflektorowym i†stroboskopowym. Opis dzia³ania Schemat elektryczny sterownika przedstawiono na rys. 1. Jest to typowa aplikacja uk³adu CMOS 4017, ktÛry moøe byÊ wysterowany z†dwÛch ürÛde³ sygna³u: z†wbudowanego mikrofonu elektretowego (poprzez wzmacniacz U1A) lub bezpoúrednio z†wyjúcia magnetofonu (jest to uwarunko-

Elektronika Praktyczna 9/98

wane ustawieniem prze³¹cznika S1). W†pierwszym przypadku sygna³ z†mikrofonu jest podawany na wejúcie wzmacniacza operacyjnego U1A (UL1321), ktÛrego wzmocnienie jest zaleøne od ustawienia rezystora nastawnego PR1. NastÍpnie jest podawany na wejúcie komparatora. Jeøeli sygna³ przekroczy wartoúÊ progow¹ (mocniejsze ìuderzenieî muzyki) komparatora, stan wysoki na jego wyjúciu kierowany jest na wejúcie zegarowe uk³adu 4017 powoduj¹c zwiÍkszenie stanu licznika o†jeden. NastÍpstwem tego jest wy³¹czenie pierwszego zestawu reflektorÛw, a†w³¹czenie drugiego poprzez modu³ wykonawczy (jedna z†moøliwych wersji, przedstawiona na rys. 2, 3, 4). Uk³ad z†rys. 2†to modu³ wykonawczy AVT-110, w†ktÛrym s¹ zmienione po³¹czenia wejúciowe - wszystkie optotriaki maj¹ wspÛln¹ katodÍ. Uk³ad zosta³ zaprojektowany tak, aby by³ jak najbardziej uniwersalny. Jest to waøne z†uwagi na rÛønorodnoúÊ jego zastosowaÒ. Moøe on sterowaÊ reflektorami (jest to g³Ûwne

przeznaczenie uk³adu), jak rÛwnieø moøna go wykorzystaÊ do sterowania elektromagnesami w†ciekawym efekcie dyskotekowym, ktÛrego zarys pomys³u przedstawiono na rys. 5. W†zaleønoúci od potrzeb, moøna wykorzystaÊ dowoln¹ liczbÍ wyjúÊ uk³adu 4017 (w urz¹dzeniu modelowym s¹ 4†wyjúcia steruj¹ce). Do tego celu s³uøy mikroprze³¹cznik MS, dziÍki ktÛremu moøna zapew-

WYKAZ ELEMENTÓW Rezystory R1, R2, R3: 10kΩ R4: 220Ω P1: 2,2kΩ potencjometr montażowy P2: 22kΩ/B P3: 10kΩ potencjometr montażowy Kondensatory C1: 390pF C2, C3: 10µF/16V C4: 1µF unipolarny Półprzewodniki U1: UL1321 U2: 4017 Różne S1: przełącznik dwupozycyjny bistabilny S2: przełącznik dwupozycyjny bistabilny S3: dowolny przełącznik chwilowy DIP−SW1: 10−pozycyjny DIP− switch Uwaga! Linię zasilającą sterownik należy odsprzęgnąć przy pomocy kondensatorów 100nF i 100µF/25V, dołączonych pomiędzy plus i masę zasilania. W wykazie nie znalazły się elementy obwodów wyjściowych.

85

PROJEKTY CZYTELNIKÓW niÊ po³¹czenie odpowiedniego wyjúcia uk³adu z†wejúciem kasuj¹cym Reset (15). Urz¹dzenie to jest rÛwnieø wyposaøone w†rÍczne kasowanie - S3 (czÍsto przydatne w praktyce) oraz sterowanie - S2a (S2b - styk oddzielaj¹cy wejúcie 4017 od wyjúcia komparatora). Rozwi¹zania alternatywne Zastosowane w†urz¹dzeniu optotriaki s¹ niestety drogie (ok. 3,40 z³), dlatego teø na rys. 3†zamieszczony jest schemat innego modu³u wykonawczego, w†ktÛrym jako element separuj¹cy zosta³y wykorzystane transformatory. Aby wykonaÊ taki transformator, na kawa³ku rdzenia ferrytowego nawijamy dwie cewki drutem DNE 0,3mm po 50 zwojÛw. SposÛb ten wyko-

rzysta³em w†kolorofonach, ktÛre dzia³aj¹ bez zarzutu juø ponad 3†lata (do budowy transformatorÛw wykorzysta³em kubkowe rdzenie ferrytowe F1001). W†tym modelu zastosowa³em tyrystory, a†pr¹d naleøa³o wyprostowaÊ poprzez mostek prostowniczy (bez filtrowania). Dobre rezultaty przynosi zastosowanie przekaünikÛw jako modu³u wykonawczego (rys. 4)*. Montaø i†uruchomienie Zmontowanie uk³adu nie wymaga øadnych dodatkowych informacji. Naleøy postÍpowaÊ wed³ug ogÛlnych zasad przy montaøu uk³adÛw. Pod uk³ady scalone oraz optotriaki najlepiej zastosowaÊ podstawki w†zwi¹zku z†tym, øe w†uk³adzie wystÍpuje napiÍcie 220V,

Rys. 2.

Rys. 1.

86

Rys. 3.

Elektronika Praktyczna 9/98 2/98

PROJEKTY CZYTELNIKÓW

Rys. 4.

wszystkie po³¹czenia z†napiÍciem sieciowym naleøy starannie odizolowaÊ od obudowy i†radiatorÛw. Mikroprze³¹cznik MS najlepiej umieúciÊ na osobnej p³ytce i†po³¹czyÊ go ze sterownikiem cienkimi przewodami. W³¹czniki S2a i†S2b to mikrostyki, ktÛre naleøy umieúciÊ na zewn¹trz obudowy obok siebie, tak by mÛc jednym palcem trzymaÊ S2b, a†dru-

Elektronika Praktyczna 9/98

gim (tej samej rÍki) naciskaÊ S2a. Zamiast dwÛch wy³¹cznikÛw S2a i S2b moøna takøe zastosowaÊ dwusekcyjny isostat. Uruchomienie uk³adu ogranicza siÍ do regulacji potencjometrÛw P1 i†P2. Aby ustaliÊ poø¹dane wzmocnienie U1A najlepiej zrobiÊ to ìna uchoî. W†tym celu do wyjúcia U1A pod³¹czamy s³uchawkÍ (np. telefoniczn¹ CB66), przystawiamy ürÛd³o düwiÍku (magnetofon) do mikrofonu M i†regulujemy P1 tak, by uk³ad siÍ nie wzbudza³, a†düwiÍk w†s³uchawce nie by³ zniekszta³cony. P2 s³uøy do ustalenia progu zadzia³ania komparatora i†naleøy go tak ustawiÊ, aby regulacja potencjometrem P1 by³a jak najszersza.

Dobrze jest do kaødego toru oúwietlenia zastosowaÊ wy³¹cznik (zaznaczone na schemacie - rys. 2). Wy³¹czenie co drugiego (lub trzeciego) toru pozwoli uzyskaÊ efekt stroboskopowy. Najlepsze rezultaty daje zastosowanie reflektorÛw skupiaj¹cych, np. od oúwietlenia kul dyskotekowych. Teraz wystarczy wpuúciÊ trochÍ dymu, w³¹czyÊ muzykÍ i†cieszyÊ siÍ swoim ìdzie³emî. Marcin Walkowicz

Rys. 5.

* Od redakcji. Zastosowanie przekaünikÛw jako wyjúciowych elementÛw steruj¹cych wydaje siÍ nie najlepszym rozwi¹zaniem, ze

wzglÍdu na stosunkowo szybkie wypalanie siÍ stykÛw przekaünika. Nie da siÍ tego unikn¹Ê, ze wzglÍdu na zaleønoúÊ rezystancji w³Ûkna øarÛwek od temperatury.

87

F O R U M

"Forum" jest rubryką otwartą na pytania i uwagi Czytelników EP, w której chcemy pomagać w rozwiązywaniu problemów powstałych podczas uruchamiania oferowanych przez nas kitów, a także innych urządzeń elektronicznych. Drugim celem "Forum" jest korekta błędów, które pojawiły się w publikowanych przez nas artykułach. Pytania do "Forum" można zgłaszać listownie na adres redakcji lub poprzez internetową listę dyskusyjną Elektroniki Praktycznej. Szczegółowe informacje na temat tej listy można znaleźć pod adresem:

http://www.jm.com.pl/klub−ep Wskaźnik poziomu par alkoholu W†wykazie elementÛw znakit AVT−153 laz³y siÍ nastÍpuj¹ce b³Ídy: - wartoúÊ rezystancji R3 powinna wynosiÊ 5,1kΩ za-

Układ do ćwiczenia wad wymowy Na schemacie elektryczkit AVT−428 nym urz¹dzenia oraz w†wykazie elementÛw zamieniono

Automatyczny przełącznik kamer wideo Urz¹dzenie nie zawsze prakit AVT−368 cuje poprawnie w†trybie sterowania rÍcznego. Zapobiec takim k³opotom moøna poprzez zastosowanie dodatkowego

Termometr do pomiaru temperatury procesora w komputerze PC kit AVT−380

Rys. 1.

10/95 miast 51kΩ, - wartoúÊ rezystancji R7 powinna wynosiÊ 4,7kΩ zamiast 47kΩ,

6/98 miejscami oznaczenia kondensatorÛw C8 i†C9 (schmeat montaøowy jest poprawny). Tak

88

Na p³ytce drukowanej naleøy dokonaÊ poprawki, do³¹-

wiÍc kondensator C9 powinien mieÊ pojemnoúÊ 100µF, a†kondensator C8 100nF.

12/97 kondensatora o†pojemnoúci 1nF, ktÛry naleøy w³¹czyÊ pomiÍdzy wyprowadzenie 2†US10 (timer 555), a†masÍ zasilania.

W†wykazie elementÛw b³Ídnie oznaczono zaciski ARK3 jako CON1..17. Powinno byÊ CON10..17.

3/98 W†wykazie elementÛw mylnie podano wartoúÊ rezystora R2 jako 10kΩ, zamiast prawid³owej wartoúci 1kΩ. Na p³ytce drukowanej pominiÍto kondensator C9, ktÛry naleøy przylutowaÊ bezpoúrednio do punktÛw lutowniczych kondensatora C8 od spodu p³ytki. Na schemacie elektrycznym z†rys. 1†(str. 48) b³Ídnie okreúlono rozmieszczenie wy-

Przystawka do gitary “Distortion” kit AVT−303

- pominiÍto potencjometr montaøowy PR2, ktÛrego rezystancja powinna wynosiÊ 10kΩ.

prowadzeÒ uk³adu IC3 (LM35). Prawdziwe rozmieszczenie wyprowadzeÒ przedstawiono na rys. 1 (widok od spodu). Na p³ytce drukowanej i†na rys. 2†(EP3/98) dwukrotnie naniesiono oznaczenie wyprowadzeÒ segmentÛw wyúwietlacza ìF3î. Prawid³owo powinno byÊ: na wyprowadzeniu 17 IC1 ìF3î, a†na wyprowadzeniu 18 IC1 ìE3î.

6/96 czaj¹c masÍ zasilania do pinu 4†uk³adu US1.

Elektronika Praktyczna 9/98