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A nova base de elementos permite criar dispositivos compactos e econômicos que podem usar um computador pessoal para escrever texto em sua memória e depois lê-lo offline. O artigo descreve uma espécie de “caderno” no qual você pode armazenar até 64 KB de informações textuais.

O diagrama esquemático do dispositivo é mostrado na Fig. 1. Sua base é o controlador PIC PIC16F84 (DD1). O texto é armazenado no chip DS1 de memória Flash não volátil com interface serial l2C (ver artigo de A. Dolgoy “Chips de memória com interface l2C. Recursos e aplicações” em “Radio”, 2001, No. 2, pp. 24-26; nº 3, pp. 25, 26). Através desta interface de software, o microcontrolador DD1 lê as informações do DS1 e as transmite para o display de cristal líquido (LCD) HG1. Antes de cada byte ser lido ou gravado em uma célula de memória do chip DS1, o endereço dessa célula é transmitido. Isso retarda um pouco as coisas, mas evita problemas associados a diferentes tamanhos de páginas de memória que podem surgir ao usar chips de empresas diferentes.

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Além do próprio indicador LCD, o ITM-1602ATR/R (HG1) inclui um controlador HD44780, que organiza a troca de dados com o microcontrolador DD1, possui gerador de caracteres para saída de símbolos e é responsável por exibir informações na tela. Para reduzir o número de portas utilizadas do microcontrolador DD1, a troca com o HG1 é realizada por meio de uma interface de quatro bits, na qual os dados de oito bits são transmitidos em tétrades em dois estágios. Neste modo de operação, os pinos indicadores DB0-DB3 não são utilizados.

O “notebook” é controlado através dos botões SB1-SB3: os dois primeiros servem para rolar o texto e mover o cursor do menu, e o terceiro serve para acessar o menu e confirmar a seleção de seus itens. Como todas as linhas de entrada da porta B estão conectadas à fonte de alimentação através de resistores, não há necessidade de resistores externos para puxar as portas RB5-RB7 para a linha de alimentação.

Como o dispositivo não requer alta precisão nos intervalos de temporização, um circuito RC (R1C3) é usado como elemento de ajuste de frequência do gerador de clock do microcontrolador DD1. O gerador opera somente quando o microcontrolador está acessando a memória ou o indicador LCD; enquanto aguarda o pressionamento de um botão, ele é desligado e o microcontrolador fica no modo de baixo consumo de energia.

Quando você liga a energia, uma tela inicial aparece na tela do indicador por um breve período, após o qual o dispositivo entra no modo de menu. Agora, movendo o cursor com os botões SB1 ("←"), SB2 ("→") e confirmando o comando com o botão SB3 ("*"), você pode passar para o modo de leitura (item "R"), para o modo “sleep” (item “S”), coloque o cursor no início do texto (item “H”) ou no final (item “E”). Neste modo, a tela também exibe a posição atual do texto em formato hexadecimal. Durante a leitura o texto é “folheado” com os botões SB1 e SB2, o retorno ao menu é feito com o botão SB3. O resistor trimmer R5 é usado para ajustar o contraste da imagem no indicador HG1. O dispositivo sai do modo de suspensão pressionando qualquer botão.

Para trocar informações entre o “notebook” e o computador, é utilizado um programa especial, com o qual você pode transferir texto tanto do computador para o dispositivo quanto vice-versa. O programa é um editor de texto simplificado com a capacidade de carregar texto em um “caderno” e descarregá-lo dele. Para baixar o texto para o dispositivo, você precisa usar o menu “Arquivo-Abrir” para abrir um arquivo de texto no formato ASCII, e então, talvez, fazendo algumas alterações neste texto na janela do editor, usar o “E-Book → Upload” para iniciar o processo de download. O texto para download pode ser preparado em qualquer outro editor de texto e depois copiado para a janela do editor do programa usando a área de transferência do Windows. O upload do texto do “caderno” é feito através do menu “E-Book→Download”. Depois disso, o texto pode ser salvo em um arquivo ASCII ou transferido para outro programa através da área de transferência. Os parâmetros operacionais do programa (número da porta LPT e tamanho da memória do notebook) podem ser alterados através do menu “Configurações→ Opções”.

A troca é realizada através de um cabo adaptador, cujo diagrama é mostrado na Fig. 2. O plugue XP1 está conectado à porta paralela (LPT) do computador. Os transistores VT1, VT2 implementam a função de elemento coletor aberto, necessário para funcionar com o barramento l2C. As linhas SCL e SDA são conectadas às linhas de entrada da porta LPT (pinos 13 e 12, respectivamente) para monitorar o estado da primeira e receber dados da segunda do computador.

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Ao trabalhar com um computador, o barramento l2C opera no modo “Multi Master”. Para resolver conflitos, ele utiliza o seguinte algoritmo: antes que qualquer um dos dispositivos mestres esteja prestes a trocar com a memória, ele monitora o nível do sinal na linha SCL por algum tempo. Se durante esse tempo não houve nenhum nível lógico zero, o dispositivo mestre inicia a comunicação com a memória. Caso contrário, continua monitorando o estado da linha SCL. Como tal algoritmo nem sempre é capaz de eliminar conflitos, não é recomendado pressionar os botões do “notebook” durante a troca de informações com o computador.

A energia é fornecida ao chip DS1 e ao indicador HG1 através da porta RB4 do microcontrolador DD1. Isso permite que você coloque o dispositivo no modo de suspensão programaticamente. Nesse caso, a energia é fornecida apenas ao microcontrolador, que também entra em modo sleep (o gerador do relógio é desligado), e a corrente consumida pelo dispositivo é reduzida a um valor não superior a dezenas de microamperes. O retorno ao modo de leitura, conforme observado, é feito pressionando qualquer botão do aparelho. Neste caso, o controlador sai do modo sleep, fornece energia ao chip de memória e ao indicador e realiza o procedimento de inicialização deste último. Depois disso, você pode continuar lendo o “livro” a partir da posição que estava quando o dispositivo foi colocado no modo “hibernação”.

A maioria das peças do dispositivo são montadas em uma placa de circuito impresso feita de acordo com a Fig. 3.

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O dispositivo pode usar um microcontrolador PIC16F84 ou PIC16F84A em qualquer projeto. DS1 - qualquer microcircuito com interface l2C da série AT24C01-AT24C512 (capacidade de memória de 128 bytes a 64 KB) da ATMEL ou de outros fabricantes. Neste caso, cada microcircuito utiliza sua própria versão de firmware do controlador. A princípio, você pode usar de um a oito chips de memória, definindo um endereço único para cada um, dependendo do seu tipo, usando as entradas de endereço AO-A3, mas isso exigirá ajustes no programa do controlador.

Os códigos de programa do microcircuito AT24C512 são mostrados na tabela.

(clique para ampliar)

Indicador LCD HG1 - duas linhas (16 caracteres por linha) da Intech com gerador de caracteres russos. Você pode usar outros indicadores de uma e duas linhas desta empresa ou similares de outras empresas cujo controlador seja compatível com o HD44780. Neste caso, no programa do microcontrolador é necessário ajustar os valores das variáveis de largura e altura. Se forem utilizados indicadores com um grande número de linhas, será necessária uma modificação mais séria do programa.

Os indicadores com o controlador HT44780 estão disponíveis com vários geradores de caracteres. Se você não puder comprar um indicador com gerador de caracteres russos, ao inserir texto, é permitido substituir letras russas por grafias semelhantes em latim ou usar transliteração (escrever palavras russas em letras latinas). Este recurso é fornecido no programa. Ao transferir texto para o “caderno”, os caracteres são automaticamente substituídos pelos especificados pelo usuário. A tabela de substituição de caracteres pode ser alterada através do menu “Configurações→Opções” do programa.

Ao programar o microcontrolador DD1, você precisa definir os seguintes valores de bits na palavra de configuração: tipo de oscilador (OSC) - RC, temporizador watchdog (WDT) - desabilitado, atraso após ligar (PWRTE) - habilitado.

Para alimentar o dispositivo é necessária uma tensão de 4...5 V (três células galvânicas de tamanho AAA ou quatro baterias de disco D-0,1). A operação é mantida quando a tensão da bateria cai para 3 V, mas a leitura das informações do indicador LCD neste caso torna-se difícil.

Como soquete XS1 (ver Fig. 1), o aparelho utiliza um conector de fones de ouvido estéreo, usado em equipamentos importados. GarfoХР1 (ver Fig. 2) - computador DB-25M. Os transistores VT1, VT2 (qualquer estrutura npn de silício de baixa potência) e os resistores R1, R2 são montados de forma articulada dentro do plugue XP1. O comprimento do cabo de conexão não é superior a 2 m.

Arquivos de projeto: textos fonte e códigos de “firmware” para a ROM do controlador PIC para o indicador 2x16 e vários chips de memória da série especificada, bem como um programa para trabalhar com o “notebook”.

Autor: S. Kuleshov

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