PE Nr 02-99.pdf

nr 299 79

CENA 3,60 PLN

ISSN 1232-2628

Generator obrazu

testowego PAL

P³ytka mikrokon-

trolera AVR

Zdalne sterowanie

ze zmiennym kodem

Wzmacniacz wejcio-

wy do oscyloskopu

Diskob³ysko

( )

Rozwi¹zanie

konkursu dla

prenumerator

ów na 1999

rok

Oscyloskop wylosowa³:

RYSZARD BISKUPSKI

ul. Chopina KRAKÓW

Mierniki wylosowali:

BOGDAN MAJEWSKI

ul. Warszawska

NIDZICA

JERZY MICHALEWICZ

ul. G³ogowska

WROC£AW

ADAM WI¥CEK

ul. Wroc³awska

LUBLIN

EWA DZI¥BKOWSKA

ul. Grota Roweckiego

MALBORK

JAN HUMEÑCZUK

MARKOWA

STEFAN CEG£A

ul. Nowogrodzka

WARSZAWA

MAREK HENDEL

¯d¿ary

ZENON BIELERZEWSKI

ul. £ukasiewicza

POZNAÑ

MAREK MINC

ul. Chwarznieñska

GDYNIA

TOMASZ TYLUS

Wolica

Nagrody przelemy poczt¹

ZAPRASZAMY NA NASZ¥ STRONÊ W INTERNECIE

W W W . P E . C O M . P L

BEZP£ATNE OG£OSZENIA DROBNE

PATRZ INFORMACJE

PATRZ INFORMACJE NA STR. 19

NA STR. 19

Nowe zasady sprzeda¿y p³ytek drukowanych

co miesi¹c 3 wysy³ki za darmo !!!

Osoby, które w miesi¹cu wylosowa³y bezp³atn¹ wysy³kê

otrzymaj¹ informacje poczt¹ !!!

Uzupe³nienie do sterownika modu³u LCD

W poprzednim numerze zamiecilimy opis uniwersalnego sterownika modu³u alfanumerycznego wywietlacza LCD. Przez nasz¹ nieuwa-

gê zabrak³o zakoñczenia artyku³u wraz z cen¹ p³ytki oraz zaprogramowanego mikrokontrolera. Niedopatrzenie to naprawiamy w bie¿¹-

cym numerze.

Parametry transmisji szeregowej RS-232: prêdkoæ 2400 baudów, 8 bitów danych, 1 bit stopu, parzystoæ - brak, kontrola transmisji - brak.

P³ytki drukowane wysy³ane s¹ za zaliczeniem pocztowym. P³ytki i zaprogramowane uk³ady AT 89C2051 z dopiskiem LCD mo¿na zama-

wiaæ w redakcji PE. Cena: p³ytka numer 439 - 2,00 z³

AT 89C2051 LCD - 30,00 z³

+ koszty wysy³ki.

Redakcja

BEZP£ATNE OG£OSZENIA DROBNE

Byæ na fali

My elektronicy jestemy jak lekarze - nieustannie musimy siê

dokszta³caæ, ¿eby nasze wiadomoci nie straci³y na aktualnoci. Nie

jeden z nas wypad³ z obiegu bo zagapi³ siê, a nowoci w tym cza-

sie przyby³o... Na szczêcie nasza odpowiedzialnoæ nie jest tak

wielka jak lekarzy.

Elektronika, szczególnie cyfrowa, szybkim tempem wkracza

w nasze ¿ycie. Obejmuje coraz wiêcej dziedzin. Kojarzy siê ju¿ nie

tylko z przetwarzaniem sygna³ów i komunikacj¹, lecz tak¿e jest obe-

cna wszêdzie tam, gdzie trzeba mierzyæ, sterowaæ lub regulowaæ.

Id¹c z duchem czasu powiêcany na ³amach Praktycznego Elek-

tronika coraz wiêcej miejsca opracowaniom z zakresu techniki cyfro-

wej, a tak¿e mikroprocesorowej. W ten sposób przybli¿amy nowo-

czesn¹ elektronikê Czytelnikom, którzy chc¹ byæ na fali. W bie¿¹-

cym numerze interesuj¹ca pod tym wzglêdem jest na przyk³ad dy-

daktyczna p³ytka uruchomieniowa mikrokontrolera AVR.

Mamy jednak¿e wiadomoæ, ¿e tym sposobem nie trafiamy

w gusta, zainteresowania, a tak¿e mo¿liwoci wszystkich Czytelni-

ków. Staramy siê jednak, ¿eby zawsze w Praktycznym Elektroniku

ka¿dy móg³ znaleæ co dla siebie. Zg³aszajcie wiêc swoje problemy,

propozycje nowych urz¹dzeñ, itp. Pomys³y wyp³ywaj¹ce z Waszych

potrzeb oraz spostrze¿enia bêd¹ dla nas niew¹tpliwie silnym impul-

sem do dzia³ania. Jako przyk³ad podajê prezentowany w tym nu-

merze generator obrazu testowego PAL. Inspiracj¹ do jego wykona-

nia by³y listy od Czytelników.

Pracujemy nad ankiet¹, która pomo¿e nam poznaæ Wasze ocze-

kiwania odnonie tematów, profilu i charakteru czasopisma. Zamie-

cimy j¹ w jednym z najbli¿szych numerów czasopisma.

Na koniec kilka s³ów na temat naszych pocz¹tków w Internecie.

W chwili, gdy piszê te s³owa (w dwa tygodnie po otwarciu strony

www.pe.com.pl) ju¿ ponad pó³ tysi¹ca osób odwiedzi³o nasz¹ stro-

nê. Nie jest jeszcze kompletna - ci¹gle nad ni¹ pracujemy. Mamy

nadziejê, ¿e i ta nasza dzia³alnoæ przys³u¿y siê Wam. Oczywicie

o ile po³¹czenie z Internetem umo¿liwi Telekomunikacja Polska S.A.

Spis treci

Wzmacniacz wejciowy

oscyloskopu cyfrowego ...................24

Systemy komputerowe

dla ka¿dego ......................................4

Szaleñstwa CMOS-ów ......................10

Uk³ady zdalnego sterowania

ze zmiennym kodem

dynamicznym KeeLoq ................15

Generator telewizyjnego

obrazu testowego PAL ....................11

Scalony generator funkcyjny ...........29

Elektronika inaczej cz. 37

pamiêci pó³przewodnikowe ..........21

Diskob³ysko ...................................32

Gie³da PE ........................................19

Elektronika w Internecie .................35

Z-ca Redaktora Naczelnego

P³ytki drukowane wysy³ane s¹ za zaliczeniem pocztowym. Orientacyjny czas oczekiwania na realizacjê zamówienia wynosi trzy tygodnie. Nie przyj-

mujemy zamówieñ telefonicznych. Zamówienia na p³ytki drukowane prosimy przesy³aæ na kartach pocztowych, lub kartach zamówieñ zamieszcza-

nych w PE. Koszt wysy³ki 8,00 z³ bez wzglêdu na kwotê pobrania. W sprzeda¿y wysy³kowej dostêpne s¹ archiwalne numery Praktycznego Elektro-

nika: 3/92, 8÷11/95, 3÷4, 6÷10, 12/96, 1÷8, 10÷12/97, 1÷6, 8÷12/98. Cena detaliczna jednego egzemplarza wynosi 3,00 z³ plus koszty

wysy³ki. Kserokopie artyku³ów i ca³ych numerów, których nak³ad zosta³ wyczerpany, wysy³amy w cenie 1,75 z³ za pierwsz¹ stronê, za ka¿d¹ nastêpn¹

0,25 z³ plus koszty wysy³ki. Kupony prenumeraty zamieszczane s¹ w numerach 11/98, 12/98, 2/99, 5/99, 8/99.

Adres Redakcji:

Praktyczny Elektronik

ul. Jaskó³cza 2/5

65-001 Zielona Góra

tel/fax.:

(0-68) 324-71-03 w godzinach 8 00 -10 00

e-mail: artkele@kor.com.pl

Redaktor Naczelny:

mgr in¿. Dariusz Cichoñski

Z-ca Redaktora Naczelnego:

mgr in¿. Tomasz Kwiatkowski

©Copyright by Wydawnictwo Techniczne ARTKELE Zielona Góra, 1998r.

Zdjêcie na ok³adce: J. Bro¿yna

Druk: Zielonogórskie Zak³ady Graficzne ATEXT sp. z o.o.

Plac Pocztowy 15 65-958 Zielona Góra

Artyku³ów nie zamówionych nie zwracamy. Zastrzegamy sobie pra-

wo do skracania i adjustacji nades³anych artyku³ów.

Opisy uk³adów i urz¹dzeñ elektronicznych oraz ich usprawnieñ za-

mieszczone w Praktycznym Elektroniku mog¹ byæ wykorzystywane

wy³¹cznie do potrzeb w³asnych. Wykorzystanie ich do innych celów,

zw³aszcza do dzia³alnoci zarobkowej wymaga zgody redakcji Praktycz-

nego Elektronika. Przedruk lub powielanie fragmentów lub ca³oci pu-

blikacji zamieszczonych w Praktycznym Elektroniku jest dozwolony

wy³¹cznie po uzyskaniu zgody redakcji.

Redakcja nie ponosi ¿adnej odpowiedzialnoci za treæ reklam

i og³oszeñ.

2/99

Systemy komputerowe dla

ka¿dego

ciowy wzmacniacz mocy. Do celów

obróbki dwiêku mikrokontroler zosta³

wyposa¿ony tak¿e w zewnêtrzn¹ pamiêæ

RAM o pojemnoci 32 kB. Do komuni-

kacji z u¿ytkownikiem s³u¿¹ cztery wy-

wietlacze siedmiosegmentowe oraz

dziewiêæ klawiszy. P³ytkê wyposa¿ono

równie¿ w interfejs RS-232, który mo¿e

s³u¿yæ do wymiany informacji pomiêdzy

komputerem PC a mikrokontrolerem.

No i ostatni element systemu - progra-

mator. Za jego pomoc¹ bêdziemy mogli

³adowaæ do pamiêci mikrokontrolera

kolejne wersje najrozmaitszych za-

wartych na dyskietce lub stworzonych

samodzielnie programów. Poni¿ej opi-

sujemy programator w³asnej konstrukcji

wykorzystuj¹cy równoleg³y interfejs

komputera.

Schemat ideowy dydaktycznej p³yt-

ki uruchomieniowej mikrokontrole-

ra AVR przedstawiono na rysunku 2.

Funkcjê wzmacniacza wejciowego spe³-

nia operacyjka US3A pracuj¹ca

w konfiguracji odwracaj¹cej polary-

zacjê. Na jej wyjciu umieszczony zosta³

filtr dolnoprzepustowy 3 rzêdu o na-

chyleniu 18 dB/oktawê. Takie nachy-

lenie charakterystyki uzyskano ³¹cz¹c

pasywny filtr RC pierwszego rzêdu

z aktywny filtrem drugiego rzêdu But-

terwortha (US3B). Uzyskany w ten spo-

sób filtr wprowadza t³umienie czêstotli-

woci próbkowania na poziomie oko³o

20 dB.

W uk³adzie wykorzystano przetwa-

rzanie A/C metod¹ przyrostow¹. Polega

ona na porównywaniu napiêcia na kon-

densatorze ³adowanym sta³ym pr¹dem

z nieznanym napiêciem wejciowym.

Czas, w którym napiêcie na kondensato-

rze na³aduje siê do takiego samego po-

ziomu jak napiêcie wejciowe bêdzie je-

go dyskretn¹ reprezentacj¹.

Na rysunku 3 przedstawiono upro-

szczony schemat blokowy przetwornika

A/C. Przetwarzanie analogowo-cyfrowe

zosta³o zrealizowane przy wykorzysta-

niu elementów architektury mikrokon-

trolera AT90S8515 - komparatora ana-

logowego P, licznika omiobitowego L,

klucza tranzystorowego K i generatora

zegarowego. Na zewn¹trz umieszczono

jedynie ród³o pr¹dowe oraz kondensa-

tor C. Funkcjê ród³a pr¹dowego spe³-

niaj¹ tranzystory T5 i T6 wraz z otacza-

j¹cymi je elementami. Zastosowanie

dwóch tranzystorów pozwoli³o skom-

pensowaæ wp³yw temperatury na wy-

dajnoæ pr¹dow¹ ród³a.

W tej czêci cyklu powiêconego mikrokontrolerom i przetwarza-

niu sygna³ów montujemy i uruchamiamy p³ytkê testow¹. Za jej

pomoc¹ ka¿dy posiadacz komputera PC bêdzie móg³ wkroczyæ

w magiczny wiat mikrokontrolerów. Udostêpniamy kompletne

narzêdzie s³u¿¹ce do pisania, uruchamiania i testowania w³a-

snych programów. Na p³ytce umieszczony zosta³ rozbudowany,

nowoczesny mikrokontroler rodziny AVR firmy Atmel.

Na wstêpie podajemy krótk¹ charak-

terystykê p³ytki uruchomieniowej:

Czêæ analogowa

Wzmocnienie wzmacniacza

wejciowego regulowane

Konstrukcja

0÷20 dB

Schemat blokowy p³ytki uruchomie-

niowej przedstawiony zosta³ na rysunku 1.

Jak widaæ centraln¹ funkcjê spe³nia

uk³ad mikrokontrolera. Za spraw¹ znaj-

duj¹cych siê w strukturze uk³adu

AT90S8515 urz¹dzeñ peryferyjnych

mo¿liwe by³o uproszczenie konstrukcji

p³ytki demonstracyjnej przy jednocze-

snym zachowaniu szerokiego spektrum

jej zastosowañ. Do eksperymentów

z przetwarzaniem sygna³ów nasz mikro-

kontroler zosta³ wyposa¿ony w wejcie

i wyjcie sygna³u analogowego. Wej-

ciowy tor akustycznego sk³ada siê ze

wzmacniacza wstêpnego o regulowa-

nym wzmocnieniu, filtru dolnoprzepu-

stowego oraz przetwornika A/C zrealizo-

wanego w znacznej czêci na wewnêtrz-

nych uk³adach mikrokontrolera.

Tor wyjciowy to przetwornik C/A,

którym w tym przypadku jest generator

PWM, filtr dolnoprzepustowy oraz wyj-

Przetwarzanie A/C i C/A:

rozdzielczoæ

8 bitów

próbkowanie

ok.16 kHz

pasmo

ok. 8 kHz

stosunek sygna³/szum

20 dB

Maksymalna moc wyjciowa

dla R L = 16 W:

500 mW

Czêæ cyfrowa

Wywietlacz

4 cyfry

Klawiatura

9 klawiszy

Interfejs

RS-232

Interfejs programatora

SPI

Pamiêæ danych (RAM)

32 kB

Pamiêæ programu

(FLASH EPROM)

8 kB

Wydajnoæ obliczeniowa

(zegar 8 MHz)

do 8 MIPS

Zasilanie

Napiêcie

6 VAC

Pobór pr¹du

ok. 300 mA

2/99

Vcc

Zeruj

Licznik

U c

AT90S8515

U max

Zród³o

pr¹dowe

Roz³aduj C

Przerwanie

U we

Start

Licznika

Licznik

Przerwanie

t p

255tc

8 bitów

Przerwanie

(t o )

(t max )

U we

START

od komparatora?

NIE

Generator

8 MHz

TAK

Przepe³nienie

licznika ?

Rys. 5 Napiêcie na kondensatorze

w funkcji czasu

Zatrzymaj

woæ przetwarzanego sygna³u bêdzie

równa 7843 Hz. Jest to wartoæ w zu-

pe³noci wystarczaj¹ca do naszych po-

trzeb. Na wyjciu uk³adu PWM pe³ni¹-

cego funkcjê przetwornika C/A zastoso-

wany zosta³ filtr pierwszego rzêdu (ele-

menty R26÷R28 oraz C32). Do jego

wyjcia do³¹czono aktywny filtr drugie-

go rzêdu Butterwortha zrealizowany

w oparciu o wzmacniacz operacyjny

US8. Wyjciowy wzmacniacz mocy to

uk³ad TDA 2822M. Uk³ad po³¹czony zo-

sta³ w konfiguracji mostkowej dziêki

czemu mo¿liwe by³o uzyskanie dwu-

krotnie wiêkszej mocy przy zasilaniu po-

jedynczym napiêciem +5 V.

Pozosta³e czêci sk³adowe p³ytki

uruchomieniowej to klawiatura, wy-

wietlacz, uk³ad interfejsu RS-232 oraz

zewnêtrzna pamiêæ danych. Za odczyt

stanu klawiszy W£1÷W£8 odpowie-

dzialny jest rejestr US1. Posiada on 8

równoleg³ych linii wejciowych i szere-

gowe wyjcie danych. Do sterowania

wywietlaczami przewidziane

zosta³y: rejestr przesuwny US2

posiadaj¹cy szeregowe wejcie

danych i osiem linii wyjcio-

wych oraz tranzystory T1÷T4

steruj¹ce anodami wywietla-

czy. Zastosowanie uk³adów re-

jestrów przesuwnych US1 i US2

pozwoli³o zredukowaæ liczbê

niezbêdnych linii portu mikro-

kontrolera s³u¿¹cych do stero-

wania wywietlaczem

i odczytywania stanu klawiszy.

Czêæ z wykorzystanych wypro-

wadzeñ ma podwójne znacze-

nie, co jednak nie wp³ywa ne-

gatywnie na spe³niane przez

nie funkcje. Klawisz W£9 nie

spe³nia ¿adnej specjalnej funk-

cji i s³u¿y tym samym celom co

pozosta³e klawisze. Dioda D1

zosta³a do³¹czona do wyjcia

drugiego generatora PWM po-

Rys. 3 Zasada dzia³ania przetwornika A/C

Licznik

TAK

Przetwarzanie analogowo-cyfrowe

rozpoczyna siê od roz³adowania konden-

satora (zwarcie klucza K) i wyzerowania

licznika (por. rys. 4). Po dostatecznie d³u-

gim czasie roz³adowania (gdy napiêcie na

kondensatorze C osi¹gnie wartoæ blisk¹

0 V) nastêpuje rozwarcie klucza K i uru-

chomienie licznika L. Od tej chwili napiê-

cie na kondensatorze narasta liniowo

(rys. 5) do wartoci równej napiêciu wej-

ciowemu U we . Po zrównaniu obu napiêæ

wyjcie komparatora analogowego zmie-

nia swój stan wywo³uj¹c przerwanie.

W programie obs³ugi przerwania mi-

krokontroler zatrzymuje licznik i odczytu-

je jego zawartoæ t p (iloæ zliczonych im-

pulsów jest wprost proporcjonalna do

wartoci napiêcia wejciowego U we ).

W przypadku gdy napiêcie wejciowe bê-

dzie za wysokie nie nast¹pi zg³oszenie

przerwania od komparatora - nast¹pi

Odczytaj

Przekroczenie

wartoæ

zakresu

Rys. 4 Algorytm przetwarzania analogowo-

cyfrowego

przepe³nienie licznika i zg³oszenie prze-

rwania interpretowanego jako przekro-

czenie zakresu. Jak wiêc widaæ, dla po-

prawnego funkcjonowania przetwornika,

wa¿ne jest w³aciwe ustawienie nachyle-

nia prostej narostu napiêcia oraz brak

przesuniêcia w pionie. Poprawnie zestro-

jony obwód przetwarza napiêcia z za-

kresu od 0 V do U max (por. rys. 5).

Przetwarzanie cyfrowo-analogowe

zrealizowano równie¿ z wykorzystaniem

elementów architektury mikrokontrole-

ra US4. Posiada on sprzêtowy generator

PWM, który dla rozdzielczoci 8 bitów

pracuje z czêstotliwoci¹ f clk /510. Czyli

dla zegara 8 MHz maksymalna czêstotli-

1/2 US3

US4

US5

US6

FILTR

DOLNOPRZEPUSTOWY

ZATRZASK

PAMIEÆ

RAM

32kB

US9

1/2 US8

FILTR

DOLNOPRZEPUSTOWY

US7

MIKROKONTROLER

US2

WYWIETLACZ

RS-232

KONWERTER

REJESTR

NAPIÊÆ

US1

KLAWIATURA

CENTRONICS

PROGRAMATOR

REJESTR

Rys. 1 Schemat blokowy p³ytki uruchomieniowej

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: