Микроконтроллеры AVR: от простого к сложному

Разработка этого устройства была вызвана желанием читать книги в электронном виде не только дома, с помощью настольного компьютера, но и в прочих местах — там же, где можно прочитать и обычную бумажную книгу.

Устройство предназначено для прочтения текстовой информации, записанной по COM-порту во flash-память AT49F040, на алфавитно-цифровом индикаторе с контроллером HD44780 фирмы Hitachi и русифицированным знакогенератором. Размер памяти 1 Мбайт, это позволяет записать 8 книг с возможностью оставить закладку на каждую книгу. Также предусмотрена возможность пролистывания книги — на случай, если закладка не была положена, а питание устройства было отключено. Выбор функций и чтение происходит по нажатию трех клавиш: выбор, вверх и вниз. Размер дисплея 40 х 2 строчки, что, как показала практика, вполне достаточно для восприятия смысла написанного.

Схема устройства приведена на рис. 6.7.

Рис. 6.7.Электрическая принципиальная схема

«Сердцем» его является микроконтроллер AT90S8515, управляющий шинами адреса-данных, принимающий команды от компьютера и выводящий на индикатор. Для защелкивания младших 8 битов адреса служит регистр КР1533ИРЗЗ (аналог 74ALS573). Для преобразования уровней RS-232C служит также хорошо известная микросхема ADM202 фирмы Analog Devices.

Не связанное с компьютером устройство может только считывать записанную в него книгу. Для стирания памяти либо записи в нее надо выбрать пункт меню «Связь с ЭВМ», непосредственно затем послать либо число 0х5е, либо 0хе5. В первом случае устройство перейдет в командный режим, во втором — в отладочный, когда принимаемый от компьютера символ будет просто отображаться на экране.

Команды, подаваемые на устройство, таковы:

10 — стереть первую МС памяти;

20 — стереть вторую МС памяти;

30 — записать в память данные;

40 — считать из памяти начиная с текущего адреса;

50 — выставить текущий адрес.

Последние две команды являются также отладочными и не используются в обычном нормальном функционировании устройства. Первые две не требуют никаких дальнейших действий, кроме ожидания сообщения на экране устройства, что память стерта. Команда записи в память потребует сначала ввести заголовок данной книги (т. е. автора и название, это нужно для дальнейшей идентификации текста при использовании устройства), завершив его посылкой символа 0x07, а затем передать массив текста. После окончания цикла записи символа в память устройство подтверждает прием, посылая этот же символ в компьютер, что позволяет контролировать скорость передачи данных и не потерять данные при записи. Передача текста также финишируется посылкой кода 0x07. Этот код был выбран потому, что является управляющим и обозначает звонок, писк на динамике компьютера (bell), т. е. принципиально не может встретиться в текстовых файлах.

На компакт диске, прилагаемом к книге, имеется файл resource.zip, в котором находятся следующие файлы:

reader.asm — содержит собственно код для AT90S8515;

rus.inc — содержит эквиваленты русских букв (AVR Studio традиционно некорректно работает с неанглийскими символами);

reader.hex — откомпилированный код, прошивка того, что получилось;

reader.cpp — пример программы для компьютера, написанной на языке Си под DOS, позволяющей записывать текстовые файлы; reader.exe — это соответственно откомпилированный reader.cpp; reader.ini — файл настроек для программы. Настроек, собственно, две: это на какой порт подключено устройство (в примере поддерживаются только СОМ 1 и COM2, впрочем, легко добавить в исходник программы и остальные порты) и кодировка записываемого текста (WIN или DOS). Само устройство отображает текст, который записан в него только в кодировке WIN, но поскольку очень много текстов в Интернете, доставшихся в наследство еще от FIDO, имеют кодировку DOS, то программа позволяет перекодировать при записи, на лету, освобождая пользователя от этой предварительной процедуры. Также программа отфильтровывает «лишние» пробелы, получившиеся при форматировании текста, убирает переносы, оставляя нетронутыми дефисы и тире перед фразами речи. Для программы при запуске существуют два возможных параметра — либо reader.exe е, означающий стирание памяти, либо reader.exe w <имя_файла>, позволяющее записать файл. При записи программа попросит ввести имя автора и название книги, причем для удобства выведет первые строчки текста (что, однако, удобно только для DOS-файлов. В случае win-кодировки на экран выведется бессмыслица).

И напоследок немного о кнопках. Это действительно тяжелая проблема, поскольку когда автор конструкции поставил «красивые» разноцветные кнопочки, они не выдержали интенсивного нажимания (все-таки двустрочный дисплей, нажимать где-то раз в секунду приходится), сдав за две недели, поэтому пришлось поставить произведение отечественной «оборонки» — кнопки на основе концевиков — КМ1-1. И в итоге ни дребезга, ни залипания. Уже полгода успешно работают в довольно интенсивном режиме.

Автор: Александр Корниленко (E-mail: [email protected]).