Универсальный микроконтроллерный модуль с графическим ЖКИ

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: схемы на PIC

Опубликовано: 25.03.2017 09:50

Просмотров: 4146

в. КИБА, г. Каменск-Шахтинский Ростовской обл.
При разработке различных микроконтроллерных устройств радиолюбителю приходится каждый раз разрабатывать новую схему, выбирать микроконтроллеру удовлетворяющий поставленным требованиям, и индикатор для вывода информации. Автор разработал универсальный модуль на микроконтроллере PIC16F877A с широкими возможностями.

Все свободные выводы этого микроконтроллера выведены на разъемы. Приступая к разработке нового устройства, он берет за основу этот модуль и добавляет к нему нужные периферийные устройства, в том числе графический ЖКИ, средства для подключения которого в универсальном модуле предусмотрены. Все остальное время уходит только на разработку и отладку программы.
На предлагаемом вниманию читателей модуле были построены, например, двухлучевой осциллограф-мультиметр (по описанию из [1 ]) и блок управления УМЗЧ с предварительным усилителем на микросхеме TDA7313.
Схема универсального модуля показана на рис. 1.
 
 В нем установлен микроконтроллер PIC16F877A-20PU, работающий с тактовой частотой 20 МГц. Почти все его выводы соединены с контактами разъемов Х1—Х4, что позволяет подключать к ним различные внешние устройства, подающие сигналы на входы микроконтроллера или управляемые сигналами с его выходов.
Разъем Х4 может быть использован для подключения к нему, как показано на схеме, графического ЖКИ HG1 с разрешением 128*64 пкс и встроенным контроллером. Для экономии выводов микроконтроллер выдает информацию для отображения на ЖКИ последовательным кодом, который с помощью сдвигового регистра DD2 преобразуется в параллельный, подаваемый на шину данных индикатора. Регулировка контрастности изображения на ЖКИ производится резистором R15 Транзистор VT3 по сигналам микроконтроллера включает и выключает подсветку.
Если в ЖКИ нет необходимости, на те контакты разъема Х4, что соединены непосредственно с выводами микроконтроллера, можно подавать или снимать с них сигналы стандартных логических уровней. Это же относится к соединенным таким же образом контактам других разъемов модуля. Показанное на схеме функциональное назначение некоторых из них действительно только при работе микроконтроллера по программе управления УМЗЧ. о которой будет рассказано ниже.
При обычной работе модуля между контактами 1, 2 и 8, 9 разъема Х2 должны быть установлены показанные на схеме перемычки S1 и S2. Для внутрисхемного программирования микроконтроллера DD1 к этому разъему можно подключить программатор, его контакты в этом случае имеют следующее назначение:
1  — плюс напряжения питания программатора от модуля, перемычка S1 в этом случае должна оставаться установленной;
2  — плюс напряжения питания микроконтроллера DD1 от программатора перемычка S1  в этом случае должна быть снята, а напряжение +5 В на модуль можно не подавать;
4 — общий провод;
6 — цепь CLK;
7 — цепь DAT;
9 — цепь VPP, перемычка S2 должна быть снята.
Для питания модуля на контакт 11 разъема Х1 подают от внешнего источника напряжение не менее +5 В. Максимальное значение этого напряжения ограничено возможностями транзистора VT2, который вместе с транзистором VT1 и микросхемой DA1 образуют стабилизатор, понижающий напряжение до 4,6 В, что несколько ниже номинала, но вполне достаточно для питания микросхем DD1, DD2 и ЖКИ HG1. Стабилизированное напряжение выведено
также на контакт 9 этого разъема, а его контакты 8, 12, 13 — на общий провод. Через цепь R1 R2 часть поданного на модуль напряжения питания поступает на аналоговый вход микроконтроллера, что позволяет при необходимости измерить его с помощью встроенного АЦП. Все детали универсального модуля смонтированы на односторонней печатной плате из фольгированного стеклотекстолита, чертеж которой показан на рис. 2.
 
  Файл печатной платы модуля в формате Sprint Layout 50 и программа управления УМЗЧ скачать
 Плата рассчитана на установку постоянных резисторов МЛТ, конденсаторов С1, С2, С4 — К10-17 или других керамических, С6 — пленочного К73-17, оксидных конденсаторов СЗ, С7 — К50-35 или импортных. Подстроечный резистор R15 — СП5-2. Для микросхем DD1, DD2 предусмотрены панели. Все разъемы Х1—ХЗ — штыревые колодки PLS-R (угловые) с соответствующим числом контактов. Установленная на плате модуля часть разъема Х4 — гнездовая колодка BLS-20. В ее гнезда входят штыри колодки PLS-20, впаянные в отверстия соответствующих контактных площадок
платы ЖКИ. Таким образом, ЖКИ размещается над платой модуля, и они скрепляются вместе резьбовыми стойками. Внешний вид смонтированного модуля (без индикатора) показан на рис. 3.
 
Для демонстрации универсального модуля в действии предлагается программа управления УМЗЧ, предварительный усилитель и блок регулировок которого построен на микросхеме TDA7313, включенной по типовой схеме, приведенной в [2]. Эта микросхема преобразует входной стереосигнал в четырехканальный (для фронтальных и тыловых громкоговорителей).
Универсальный модуль соединяют с установленной в УМЗЧ микросхемой TDA7313 в соответствии со схемой рис. 4.
 
 Здесь же показан модуль ИК приемника В1, принимающий команды, подаваемые обычным ИК пультом дистанционного управления (ПДУ) стандарта RC-5. Далее эти команды обрабатывает микроконтроллер универсального модуля.
Все управление предварительным усилителем — выбор одного из трех стереовходов, регулировки громкости, баланса по четырем каналам (двум фронтальным и двум тыловым), тембра по верхним и нижним частотам — производится по интерфейсу I2C (линиям SCL и SDA). Кроме того, модуль формирует сигнал, подаваемый на блок питания УМЗЧ и переводящий его в экономичный дежурный или в рабочий режим. О переводе УМЗЧ в дежурный режим сигнализирует светодиод HL1.
Коды из находящегося в приложении к статье фай-ла U_М.hex необходимо загрузить в микроконтроллер универсального модуля. Программа написана на языке С и отлажена в MPLAB IDE с плагином CCS-PIC. Она работает следующим образом. При включении питания модуля читаются сохраненные в EEPROM сведения о режиме работы УМЗЧ. При первом включении такой информации в EEPROM еще нет, поэтому автоматически устанавливается и записывается в EEPROM режим, заданный в программе по умолчанию. Далее производятся инициализация микросхемы TDA7313 и загрузка в нее параметров заданного режима.
 
В верхней части табло ЖКИ (рис. 5) выводится название регулируемого параметра и его значение в децибелах. В нижней части табло имеется псевдоаналоговая линейная шкала, на которой это значение отмечено маркером. Регулируемый параметр выбирают нажатиями на кнопки ПДУ "Канал +", "Канал -", а для его изменения нажимают на кнопки "Громкость +", "Громкость -". Сохранение всех установленных значений в EEPROM — кнопка ">", восстановление раннее сохраненных — кнопка "Р>Р". Приблизительно через 20 с после любой регулировки модуль автоматически переходит в режим регулирования уровня громкости.
Кнопкой "Power" включают и выключают УМЗЧ. Кнопками "1", "2", "3" выбирают один из трех источников звукового сигнала. Кнопкой "<" включают и выключают подсветку ЖКИ. Она включается автоматически при приеме от ПДУ любой команды.
литература
1 Кичигин А. Малогабаритный двухлуче-вой осциллограф-мультиметр — Радио. 2004. № 6, с. 24—26
2. TDA7313 Digital Controlled Stereo Audio Processor     with     Loudness.      —      http-. www.opatnet.cz. elektronika datasheet/T/ TDA7313.pdf
От редакции. Файл печатной платы модуля в формате Sprint Layout 50 и программа управления УМЗЧ находятся на нашем FTP-сервере в архиве по адресу ftp://ftp.Radio.ru/pub/2010/03/um.zip.