04_11.pdf

Szkoła Konstruktorów

W poprzednim numerze EdW

przedstawiliśmy nową inicjatywę

dotyczącą Szkoły Konstruktorów.

Będziemy przedstawiać praktyczne

zadania do rozwiązania, oczekujemy

też na propozycje zadań dla

konstruktorów. Autor lub autorzy

najlepszego rozwiązania zostanią

uhonorowani wybranymi przez

siebie zestawami AVT o łącznej

wartości 100zł, a w wypadku

dzisiejszego zadania mogą to także

być układy scalone rodziny ISD.

Autorzy opublikowanych propozycji

zadań będą mogli wybrać zestaw(y)

AVT o wartości 30zł.

Rozwiązanie zadania powinno

zawierać schemat elektryczny

i dokładny opis działania; model

i schematy montażowe nie są

wymagane, choć ich obecność

zwiększa szanse na nagrodę.

Na rozwiązania czekamy do końca

miesiąca podanego na okładce EdW

(zadanie nr 2 − do 30 kwietnia).

Zadanie 2

Zastosowania układów ISD

Pierwszy artykuł tego numeru EdW

przedstawia przykład wykorzystania

“mówiących” układów ISD do budowy

sekretarki − minimagnetofonu pozwala−

jącego zapamiętać i odtworzyć dowolny

zapis dźwiękowy.

Tematem dzisiejszego zadania jest

znalezienie oryginalnego i pożytecz−

nego zastosowania układów ISD .

Układy ISD niewątpliwie ciągle są no−

wością, a ich zastosowania nie są zbyt

liczne. Możliwości są tu bardzo szerokie

− od urządzeń domowych, przez moto−

ryzacyjne, krótkofalarskie, zabawki, aż

do urządzeń przemysłowych.

Ponieważ nie wszyscy Czytelnicy są

ekspertami w stosowaniu układów ISD,

więc przy ocenianiu prac będziemy brać

pod uwagę przede wszystkim oryginal−

ność i atrakcyjność głównej idei. Oczy−

wiście, projekt będzie mieć większe

szanse na zwycięstwo, jeśli dopracowa−

ne zostaną szczegóły konstrukcyjne.

Ogólnie rzecz biorąc, kostki ISD zasi−

lane są napięciem 5V (pobór prądu max.

100mA w czasie pracy, <1µA w spo−

czynku), można w nich wielokrotnie za−

pisywać i odtwarzać jeden lub kilka ko−

munikatów. Zawierają pamięć nieulotną,

której zawartość nie ulega skasowaniu

po odłączeniu zasilania.

Być może opis sterowania układów

wydaje się nieco skomplikowany −

rzeczywiście kostki można wykorzystać

na wiele sposobów. W sumie jednak

stosowanie ich jest bardzo proste.

Aby ułatwić rozwiązanie postawione−

go dziś zadania podajemy dodatkowe

ważne informacje dotyczące poszcze−

gólnych grup kostek w rodzinie ISD.

Układy te zostały też wyczerpująco opi−

sane w Elektronice Praktycznej 5/93, 1,

2, 3/94, 12/94 i biuletynie USKA 9, 10,

11/93 oraz RTV i AV 3/94.

Układy ISD

W chwili obecnej na rynku (również

w ofercie handlowej AVT − str. 60) osią−

galne są trzy grupy układów ISD:

seria 1000 (ISD1012, 1016 i 1020)

seria 1400 (ISD1416, 1420)

seria 2500 (ISD2545, 2560, 2575,

2590).

Ostatnie dwie cyfry oznaczenia

określają maksymalny czas komunikatu

w sekundach. Mamy więc do dyspozy−

cji kostki o czasie nagrania 12...90 se−

kund.

Poszczególne grupy układów mają

podobną budowę wewnętrzną, taką sa−

mą obudowę, liczbę i układ wyprowa−

dzeń, obwody analogowe (mikrofonowe,

ARW, głośnikowe). Różnice dotyczą

sposobu sterowania, adresowania

i pracy w trybie operacyjnym. Na ry−

sunku 1 pokazano wyprowadzenia po−

szczególnych kostek.

Najłatwiejsze do sterowania są kostki

rodziny ISD14XX. Opisane są one

w tym wydaniu EdW na str. 5.

Układy serii 10XX i 25XX mają nieco

inny sposób sterowania. Posiadają prze−

de wszystkim końcówkę PowerDown

(PD − pin 24). Gdy jest na niej stan wy−

soki, kostka jest w stanie spoczynku

i praktycznie nie pobiera prądu. Stan

niski na wejściu PD umożliwia pracę, ale

zwykle jej nie rozpoczyna. Cykl odczytu

lub zapisu (zależnie od stanu końcówki

Playback/Record − pin 27) zaczyna się

w momencie pojawienia się opadające−

go zbocza na wejściu ChipEnable (CE\ −

pin 23). Opadające zbocze na wejściu

CE\ wpisuje do wewnętrznych rejestrów

stany wejść adresowych i wejścia P/R\,

więc późniejsze zmiany stanów tych

Rys. 1. Porównanie układu wyprowadzeń kostek ISD.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 4/96

Szkoła Konstruktorów

wejść nie mają wpływu na pracę układu

aż do pojawienia się następnego opada−

jącego zbocza na wejściu CE\.

Zapis trwa przez cały czas trwania

stanu niskiego na wejściu CE\, a odczyt

do napotkania pierwszego znacznika

końca komunikatu (EOM) lub do końca

pamięci.

We wszystkich układach są wyko−

rzystywane wewnętrzne znaczniki EOM:

na koniec cyklu zapisu każdego komuni−

katu, do pamięci jest wstawiany znacz−

nik końca wypowiedzi (EOM). Później

odtwarzane są fragmenty (komunikaty)

od danego adresu (ustawionego w re−

jestrze adresowym na początku cyklu

odczytu), do najbliższego znacznika

EOM.

W kostkach 10XX oraz 25XX wystę−

puje wyprowadzenie EOM\, na którym

w momencie dojścia do zapisanego

znacznika EOM (czyli do konca komuni−

katu) pojawia się ujemny impuls. Może

on informować współpracujący układ

sterujący o zakończeniu odtwarzania

komunikatu.

W kostkach 25XX jest dodatkowe

wyjście OVF\ (OVERFLOW). Stan niski

na tym wyjściu pokazuje, że w danym

cyklu pracy pamięć zapisano lub odczy−

tano do końca. Umożliwia to proste łą−

czenie większej liczby kostek dla zwięk−

szenia długości komunikatu. W takiej

sytuacji wykorzystuje się zwykle pomoc−

nicze wejście analogowe AUX IN (pin

11).

Generalnie wszystkie układy ISD mo−

gą pracować w dwóch trybach:

− adresowym

− operacyjnym.

Tryb adresowy

W trybie adresowym zapis lub od−

twarzanie rozpoczynają się od rejestru

(bloku pamięci), którego numer podany

jest w postaci dwójkowej na wejścia ad−

resowe.

W układach serii 10XX i 14XX jest

160 bloków pamięci, więc w trybie adre−

sowym dostępne są adresy 0...159 (0 do

10011111 BIN ), natomiast w 25XX wy−

stępuje większa ilość tych bloków − 600,

a więc zakres użytecznych adresów

wynosi 0...599 (0 do 1001010111 BIN ).

Umożliwia to zapis i odtwarzanie kil−

ku komunikatów w dowolnej kolejności.

Tryb operacyjny

Dla ułatwienia przewidziano też inny −

operacyjny tryb pracy. Uwaga! Kostka

pracuje w trybie operacyjnym, jeśli dwie

najstarsze linie adresowe są w stanie

wysokim (zawsze są to nóżki 9 i 10).

Wtedy młodsze linie nie kodują adre−

su, tylko sposób pracy układu.

W trybie operacyjnym odtwarzanie

i zapis po włączeniu zasilania (lub po

Rys. 2. Wykorzystanie funkcji A6 w kostce

ISD25XX.

podaniu stanu niskiego na wejście PD)

rozpoczynają się zawsze od adresu 0.

Stan wysoki na danej linii oznacza

włączenie funkcji.

A0 . Umożliwia szybkie “przewijanie”

do przodu, działa tylko przy odczycie.

Rozpoczęcie cyklu odczytu (krótki ujem−

ny impuls na wejściu CE\ lub PLAYE\)

powoduje przeskoczenie do następnego

komunikatu (najbliższego znacznika

EOM), bez potrzeby znajomości fizycz−

nego adresu tego komunikatu (!). Funk−

cja używana razem z funkcją A4.

A1 . Dopisywanie dalszej części ko−

munikatu. Funkcja stosowana tylko przy

zapisie. Umożliwia skasowanie poprzed−

niego znacznika EOM i dopisanie dal−

szej części komunikatu. Gdy A1 = L (i

A4 = H) każdy nowy zapis stanowić bę−

dzie kolejny, oddzielny komunikat.

A3 . Odtwarzanie w pętli − funkcja uży−

wana oczywiście tylko przy odczycie. Jedno−

krotne zapoczątkowanie odczytu powoduje

ciągłe powtarzanie zawartości pamięci.

A4 . Sposób zerowania rejestru (licz−

nika) adresowego − funkcja używana

przy zapisie i odczycie. Gdy A4 = L,

każdy nowy cykl pracy zapoczątkowany

zmianą stanu na wejściu CE\, PLAYL\

bądź PLAYE\ zaczyna się od odresu 0.

Gdy A4 = H, licznik nie jest zerowany, co

umożliwia odtworzenie lub zapisanie na−

stępnych komunikatów.

Uwaga! Przy użyciu tej funkcji należy

dokładnie przemyśleć sposób zerowania

licznika: przez wykonanie cyklu pracy

gdy A4=L, przez odłączenie zasilania

(ISD14XX) lub przez wykorzystanie koń−

cówki PD (ISD10XX, 25XX).

A5 . Funkcja dostępna tylko w se−

riach 10XX, 25XX − zmienia działanie

wejścia CE\ przy odczycie. Gdy A5

= H wejście CE\ jest sterowane pozio−

mem (niskim), a nie zboczem. Umożli−

wia przerwanie odtwarzania w dowol−

nym momencie przed dojściem do

znacznika EOM.

A6 . Tylko w serii 25XX. W najpros−

tszych aplikacjach znakomicie upra−

szcza sterowanie z użyciem styków−

przycisków. Gdy A6 = H, po każdym

cyklu odczytu lub zapisu kostka automa−

tycznie przechodzi do stanu uśpienia

bez użycia wejścia PD. Przy włączeniu

tej funkcji wejście CE\ pełni rolę START/

PAUSE (impuls ujemny), a wejście PD −

STOP/RESET (impuls dodatni), na wy−

jściu EOM\ przez cały czas zapisu wy−

stępuje wtedy poziom wysoki, co może

być wykorzystane do sterowania diody

sygnalizującej LED.

Przy włączonej funkcji A6 ujemne im−

pulsy na wejściu CE\ na przemian rozpo−

czynają i przerywają zapis lub odczyt,

przy czym licznik adresów nie jest zero−

wany umożliwiając kontynuowanie zapi−

su lub odczytu. Natomiast dodatni im−

puls na wejściu PD kończy aktualny cykl

zapisu czy odczytu i powoduje wyzero−

wanie licznika adresowego.

Na rysunku 2 podano najprostszy

przykład wykorzystania funkcji A6

w kostce ISD25XX.

Z kolei w tabeli 1 podano jakie

funkcje mogą być włączone jednocześ−

nie przy pracy w trybie operacyjnym.

Tabela dotyczy wszystkich kostek, choć

w układach 10XX i 14XX nie wszystkie

wymienione funkcje są dostępne.

Cd. na str. 18

Tabela 1. Wykorzystanie funkcji w trybie

operacyjnym.

Funkcja może być stosowana

jednocześnie z funkcjami

A4, A5, A6

A3, A4, A5, A6

brak

A1, A5, A6

A0, A1, A5

A0, A1, A3, A4

A0, A1, A3

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 4/96

Szkoła Konstruktorów

Wskazówki konstrukcyjne

Do sterowania można wykorzystywać

przełączniki czy przyciski, bowiem we−

jścia sterujące wyposażone są w obwo−

dy likwidujące skutki drgań zestyków.

Można też zastosować układy logiczne

TTL, CMOS, mikroprocesory.

W rozwiązaniach zaleca się używa−

nie nowszych kostek z rodzin 14XX

i 25XX.

Jakość dźwięku, choćby z uwagi na

“telefoniczne” pasmo przenoszenia

i szumy kwantowania nie jest rewela−

cyjna, więc w rozwiązaniu zadania

można wziąć pod uwagę zastosowanie

kompandora np. NE570...578.

Mogą być stosowane głośniki o re−

zystancji 8 W , przy czym praktyka poka−

zuje, iż należy stosować głośniki

o średnicy przynajmniej 10cm. Tanie

miniaturowe głośniczki z Hongkongu

nie dają zadowalającego efektu. Przy

stosowaniu dodatkowego wzmacniacza

mocy zaleca się użycie wejścia różnico−

wego dla uniknięcia stuków przy włącza−

niu (EP12/94 strony 61, 77).

Jeśli w trybie adresowym ma być za−

pisane kilka komunikatów, należy zapla−

nować ich rozmieszczenie w pamięci

i tak je zapisać, żeby każdy w całości

zmieścił się w przewidzianej części pa−

mięci − stąd w opisywanej w tym nu−

merze EP sekretarce, gdzie przeznaczo−

no 10 sekund na jeden komunikat, dla

bezpieczeństwa zastosowano timer wy−

twarzający impuls zapisu o ”bezpiecz−

nej” długości 9,5 sekundy. Chcemy na to

zwrócić uwagę, bowiem w trybie adre−

sowym właśnie tu mogą wystąpić kłopo−

ty. Mianowicie, jeśli któryś wpisany ko−

munikat będzie dłuższy niż zaplanowa−

no i jego zapis skończy się już w ob−

szarze pamięci przewidzianym dla na−

stępnego komunikatu, to na pewno spo−

woduje to niewłaściwą pracę przy odczy−

cie.

W trybie operacyjnym nie trzeba już

tak uważać na długość zapisywanych

komunikatów. Przy wykorzystaniu funk−

cji A4 (A1=0) można zapisać kolejno

wszystkie potrzebne komunikaty jeden

za drugim nie dbając o ich adresy.

Aby odczytać dowolny z zapisanych

komunikatów mamy dwie możliwości:

1. W trybie adresowym należy podać

adres początku komunikatu i odtworzyć

go. Metoda jest prosta, wymaga jednak

wcześniejszego “znalezienia” adresów

początków komunikatów metodą prób

i błędów.

2. W trybie operacyjnym należy wy−

korzystać funkcje A0=H, A4=H i podać

na PLAYE\ lub CE\ odpowiednią ilość

krótkich ujemnych impulsów, żeby “prze−

skoczyć” do potrzebnego komunikatu.

Potem po zmianie na A0=L można od−

czytać potrzebny komunikat. Tym razem

nie trzeba znać fizycznego adresu po−

czątku komunikatu, wystarczy znać ko−

lejność ich umieszczenia w pamięci.

Sposób ten wymaga jednak dość złożo−

nego układu sterującego, może nawet

sensowne byłoby użycie mikroproceso−

ra.

Piotr Górecki

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 4/96

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: