Ru Web

С. МАКАРЕЦ, г. Киев, Украина Рассматриваемый ниже блок имеет очень малые размеры и может быть встроен в любой телевизор. Изменив программу работы используемого микроконтроллера, квждый радиолюбитель может удовлетворить все свои желания по управлению вппаратом.

Рассматриваемое устройство, собранное на микроконтроллере, было сделано автором специально для карманного телевизора, описанного в [1]. Внешний вид аппарата с таким модулем и одним из вариантов оформления передней панели показан на рис. 1 и 1 -й с. обложки. Однако этот модуль управления можно использовать и в любом другом телевизоре с аналоговым тюнером. Кроме того, разработанные три варианта программы микроконтроллера снабжены настолько подробными комментариями, что даже радио- любитель с небольшим опытом изготовления подобных устройств сможет легко изменить функционирование модуля в соответствии со своими требованиями, используя уже готовые решения.

Технические характеристики Число запоминаемых каналов…….63 Число переключаемых поддиапазонов (диапазонов) . .3 (МВ1, МВ2, ДМВ) Потребляемый ток при погашенной индикации, мА…..около 3 Прототипом модуля послужило устройство, схема и краткая аннотация которого помещены в [2]. Непосредственное использование его было невозможно по ряду причин. Во-первых, основой устройства служит микроконтроллер AT90S2313, снятый с производства и потому отсутствующий в продаже. Во-вторых, в нем запоминаются и переключаются только два диапазона. Необходимое же их число — три. В-третьих, потребляемый устройством ток (более 50 мА по цепи +5 В) слишком велик для конструкции с автономным питанием. Принципиальная схема устройства изображена на рис. 2. Все возложенные на модуль задачи решает микроконтроллер ATtiny2313 (DD2). Остальные элементы выполняют вспомогательные функции. Микросхема CD4511B (DD1) использована стандартно и служит преобразователем сигналов для семиэле-ментного индикатора с общим катодом. Динамическую индикацию на три разряда обеспечивает непосредственно микроконтроллер по выходам PD4—PD6 порта D (выводы 8, 9, 11 микроконтроллера соответственно). Сигналы двоичного кода 1-2-4-8 формируются на выходах PD0—PD3 того же порта (выводы 2, 3, 6, 7 соответственно). Применение преобразователя CD4511В вызвано необходимостью снизить потребляемый устройством ток, поскольку использованный в прототипе дешифратор К514ИД2 потребляет около 50 мА. Тем радиолюбителям, которые все же будут использовать микросхему К514ЦД2, необходимо учесть, что она предназначена для работы с индикаторами с общим анодом. Файл исходного текста варианта программы на языке ассемблера для использования дешифратора К514ИД2 назван 3dk514id2oa.asm (предусмотрены управление тремя диапазонами, индикаторы с общим анодом, она адаптирована для микроконтроллера ATtiny2313). Для переключения диапазонов в этом случае служат выходы порта В контроллера: МВ1 — РВ4 (вывод 16), МВ2 — РВ5 (вывод 17), ДМВ — РВ6

(вывод 18). На выходе выбранного диапазона формируется уровень 1, на остальных — уровень 0. Во втором варианте устройства использован преобразователь CD4511B, применены индикаторы с общим катодом, для выбора трех диапазонов служат те же три вывода микроконтроллера. Для полного гашения индикации (с целью снижения потребляемой мощности) можно включить кнопку, соединяющую вывод 4 (вход BL) преобразователя с общим проводом. Файл программы на языке ассемблера для такого варианта носит название 3dcd4511 ok.asm. В третьем окончательном варианте устройство собрано по уже упомянутой схеме на рис. 2. Для включения выбранного диапазона использованы только два выхода (РВ4, РВ5) порта В микроконтроллера (выводы 16 и 17). Это позволило освободить выход РВ6 (вывод 18) и применить его для подключения кнопки SB1 “Включить индикацию”. Узел согласования микроконтроллера с телевизором упрощен. В результате, в отличие от прототипа, в котором при двух коммутируемых диапазонах использовано восемь транзисторов, в узле применено всего пять транзисторов для трех коммутируемых диапазонов. На выходе выбранного диапазона (РВ4 — МВ1, РВ5 — МВ2) формируется уровень 0. Если на обоих выходах появляется уровень 1, то за счет собранного на диодах VD3, VD4 и резисторе R25 логического элемента “И” будет включен диапазон ДМВ. Файл с программой на языке ассемблера для окончательного варианта назван 3d2v1knlND.asm. Для этого же варианта имеется готовый для загрузки в микроконтроллер файл формата HEX с тем же названием, коды которого указаны в табл. 1. О программах. Описание устройства можно было бы и закончить, но, по мнению автора, для блока, выполненного на основе микроконтроллера, необходимо хотя бы кратко описать принципы, заложенные в программу его работы. Поэтому рассмотрим основные подходы при ее создании и работу остальных узлов и элементов. Для получения напряжения настройки использован встроенный в микроконтроллер блок широтно-импульсной (ШИ) регулировки, имеющий выход РВЗ (вывод 15). В микроконтроллере установлен десятиразрядный режим его работы. Следовательно, для хранения в памяти текущего кода необходимо десять разрядов, записываемых в младший и старший байты (OCR1AL и OCR1AH соответственно). В результате младший байт будет использован полностью (восемь разрядов), а в старшем байте — только недостающие два разряда. Так как EEPROM микроконтроллера ATtiny2313 имеет 128 байтных ячеек, оказывается возможным хранение информации о 64-х каналах. Однако устройство обеспечивает ее запоминание только для 63-х разных каналов, поскольку в нулевой ячейке хранится номер канала, на котором работал телевизор при выключении, чтобы при следующем его включении появлялся этот же канал. Кроме напряжения настройки, для каждого канала необходимо также запомнить номер диапазона. Для этого использованы два свободных разряда

старшего байта настройки. Следовательно, информация о канале выглядит так, как показано в табл. 2. В ней крестом помечены используемые разряды. С целью извлечения записанной информации применены команды ассемблера, выполняющие функцию “И”. Так, например, если значение старшего байта логически умножить на число ОЬООООПОО, будет получена информация о диапазоне, а если на число 0Ь00000011 — выделятся значения двух старших разрядов кода ШИ регулировки (0Ь перед числами означает, что они представлены в двоичном виде). Для борьбы с “дребезгом контактов” кнопок, а также для задания других временных интервалов служат подпрограммы задержек от 5 до 100 мс. Для того чтобы вывести на индикатор номер канала в десятичном (а не двоичном или шестнадцатеричном) виде, служит соответствующая подпрограмма преобразования формата. С целью снижения потребляемой устройством мощности и повышения информативности в программе реализован следующий алгоритм индикации. Номер канала высвечивается кратковременно (около 2 с) при включении телевизора и при каждом переключении каналов, а также появляется при нажатии на кнопку SB1 “Включить индикацию”. В режиме настройки (изменения принимаемой частоты) индикация постоянна, причем в старшем разряде виден номер диапазона (МВ1 — 1, МВ2 — 2, ДМВ — 3), а в младших — номер канала. В режиме запоминания настройки в старшем разряде индицируется цифра “8″, а в младших — номер каналов, причем их в этом режиме можно переключать. Изменение номера принимаемого канала закольцовано, т. е. после канала 63 будет включен канал 1. Поскольку число возможных для приема каналов в конкретной местности может быть существенно меньше 63-х, в программе реализован пропуск канала, если его напряжение настройки максимально. При первой записи программы в новый микроконтроллер содержимое всех ячеек EEPROM будет равно FF в шестнадцатеричной системе счисления, что в двоичной системе соответствует 0Ы1111111. Это означает, что, согласно табл. 2, микроконтроллер примет решение о том, что напряжение настройки максимально и такой канал при переключении должен быть пропущен, причем указанное условие выполняется для всех каналов без исключения. В результате при первом включении устройства индицируется и принимается только канал 1, и переключение на другой канал будет невозможно до тех пор, пока для других каналов, необязательно идущих подряд, не будет установлено немаксимальное значение информации о напряжении настройки. Принимаемые диапазоны переключаются автоматически по достижении максимального или минимального напряжения настройки. При минимальном напряжении настройки в диапазоне МВ1 или максимальном в диапазоне ДМВ индикация переходит в режим мерцания, сигнализируя о том, что достигнута та или иная граница возможных значений принимаемой частоты. Изменение напряжения настройки внутри каждого диапазона начинается не с нулевого уровня, а с программно заданного начального значения (константа SMESH). При переключении каналов происходит кратковременное открывание транзистора VT1 (при положительном напряжении на резисторе R18 в цепи “Блокировка”), что используют обычно для кратковременного выключения системы АПЧГ телевизора. В нашем случае это удобно применить для блокировки системы АРУ. Такое нестандартное использование цепи вызвано тем, что система АПЧГ в карманном телевизоре отсутствует из-за особенности примененного тюнера. На время действия сигнала тракт изображения заблокирован, экран телевизора становится темным. При этом полностью устраняются неприятные для глаз вспышки на экране и шум в динамической головке или головных телефонах при переключении каналов.

Подключение и порядок работы с модулем.

Подключают модуль к телевизору в соответствии с функциональным назначением его входов и выходов. Сигнал “Блокировка” для карманного телевизора [1] подают непосредственно на вывод движка подстроечного резистора R3 (или вывод 3 микросхемы УПЧ DA1). Поскольку стабильность работы ШИ регулятора определяется внешним кварцевым резонатором на 10 МГц и не зависит от напряжения питания микроконтроллера, модуль питается непосредственно от батареи телевизора. Согласно техническим условиям производителя микроконтроллер ATtiny2313 сохраняет работоспособность при изменении питающего напряжения в интервале 1,8….5,5 В. Для гарантированного снижения напряжения в случае “свежих” элементов (1,5 В х 4 = 6 В) желательно включить последовательно в цепь любой диод. Модуль не требует налаживания. При первом включении, как указано выше, будет доступен только канал 1. Нажав на кнопку SB4, переводят модуль в режим настройки (индикация постоянна, в старшем разряде высвечивается номер диапазона). Кнопками SB2 (+) и SB3 (-) настраивают на одну из принимаемых в конкретной местности программ. Затем, нажав и удерживая кнопку SB4 (в старшем разряде, как уже упоминалось, индицируется цифра “8″), теми же кнопками “+” и “-” выбирают номер канала, на котором будет находиться принимаемая программа. То же самое делают, настраивая телевизор на другие программы.

Конструкция и детали.

Модуль собран на монтажной плате размерами 60×30 мм. Внешний вид платы со стороны размещения индикатора без передней панели показан на 1 -й с. обложки. Почти все резисторы и конденсаторы применены для поверхностного монтажа, но это делать необязательно. Их распаивают с обратной стороны. Все необходимые соединения выполнены проводами. Микросхемы установлены на панелях, что повышает ремонтопригодность изделия, позволяет легко “перепрошивать” микроконтроллер. Плата помещена в отдельный корпус и подключена к телевизору проводами, выведенными через отверстие сзади. Вид на блоки телевизора с подключенным модулем представлен на рис. 3. Стабилитроны VD1, VD2, VD5 служат для защиты от ложного срабатывания узла переключения диапазонов. Все они рассчитаны на напряжение стабилизации 6,2 В. Автор использовал стабилитроны зарубежного производства, но подойдут и любые другие маломощные приборы с указанным или близким напряжением стабилизации. Диоды VD3, VD4 — любые. Программирование микроконтроллера обеспечивается программой РопуРгод с использованием самодельного программатора, описанного в [3]. Важно указать, что при этом необходимо правильно выставить так называемые FUSE-разряды микроконтроллера. С этой целью нужно отметить флажками и, тем самым, установить в 0 разряды CKDIV, SUTO, CKSEL0. “Окошки” остальных FUSE-разрядов оставляют неотмеченными. Радиолюбителям, которые хотят более подробно разобраться в особенностях работы микроконтроллеров AVR, можно посоветовать посетить сайт <http://avrfaq.narod.ru/>. Там подробно описано, со всеми необходимыми ссылками на интернет-ресурсы, как пользоваться программой-эмулятором PROTEUS. Можно проверить и модифицировать рассмотренное устройство без паяльника и микросхем. Достаточно в этой программной среде начертить схему и загрузить программу работы микроконтроллера.

ЛИТЕРАТУРА
1. Макарец С. Карманный телевизор на видоискателе. — Радио, 2007, № 2, с. 12—16.
2. ЛевенецВ. В. Электронное устройство выбора программ телевизионного приемника. — .
3. Макарец С. Программатор для PIC, AVR и микросхем памяти. — Радио, 2007, № 10, с. 31, 32.