WebSVN – MLAB – Rev 211 – Blame – /Designs/MB01B/DOC/HTML/MB01B.cs.html

202

miho

1

<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.01//EN" "http://www.w3c.org/TR/html4/strict.dtd">

2

<html>

3

<head>

4

<meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=utf-8">

5

<title> MB01B </title>

6

<meta name="keywords" content="stavebnice MLAB melodický zvonek">

7

<meta name="description" content="Projekt MLAB, Programovatelný melodický zvonek">

8

9

<link rel="StyleSheet" href="../../../../Web/CSS/MLAB.css" type="text/css" title="MLAB základní styl">

202

miho

11

<script type="text/javascript" src="../../../../Web/JS/MLAB_Menu.js"></script>

12

13

</head>

14

15

<body lang="cs">

16

17

18

19

<div class="Header">

20

<script type="text/javascript">

21

<!--

22

SetRelativePath("../../../../");

23

DrawHeader();

24

// -->

25

</script>

26

<noscript>

27

<p><b> Pro zobrazení (vložení) hlavičky je potřeba JavaScript </b></p>

28

</noscript>

29

</div>

30

31

32

33

34

<div class="Menu">

35

<script type="text/javascript">

36

<!--

37

SetRelativePath("../../../../");

38

DrawMenu();

39

// -->

40

</script>

41

<noscript>

42

<p><b> Pro zobrazení (vložení) menu je potřeba JavaScript </b></p>

43

</noscript>

44

</div>

45

46

47

48

<div class="Text">

49

<p class="Title">

50

Melodický zvonek

51

</p>

52

<p class=Autor>

53

Milan Horkel

54

</p>

55

<p class="Subtitle">

56

Melodický zvonek MB01 používá pro generování hudebních

57

tónů procesor PIC16F819 a umožňuje snadné přeprogramování melodií. Zvonek je

58

možno napájet z baterie, protože v klidu neodebírá prakticky žádný

59

proud. Na výstup je možné připojit reproduktor.

60

</p>

61

<p class="Subtitle">

62

<img width=290 height=235 src="Pictures/image001.jpg"

63

alt="Obrázek melodického zvonku">

64

</p>

65

<p>

66

<a href="../MB01B.cs.pdf"><img class="NoBorder"

67

src="../../../../Web/PIC/FileIco_PDF.ico"

68

alt="Acrobat"> PDF verze</a>

69

</p>

70

71

<h1> Technické parametry </h1>

72

73

<table>

74

<tr>

75

<th> Parametr </th>

76

<th> Hodnota </th>

77

<th> Poznámka </th>

78

</tr>

79

<tr>

80

<td> Napájení </td>

81

<td> 9V </td>

82

<td> Asi od 4V, maximum 12V </td>

83

</tr>

84

<tr>

85

<td> Spotřeba v klidu </td>

86

<td> ≈0 </td>

87

<td> Dáno zbytkovým proudem tranzistorů Q2 a Q3 </td>

88

</tr>

89

<tr>

90

<td> Spotřeba při běhu (potichu) </td>

91

<td> 20mA / 30mA </td>

92

<td> Při 9V / 12V </td>

93

</tr>

94

<tr>

95

<td> Spotřeba maximálně (nahlas) </td>

96

<td> 150mA </td>

97

<td> Při 12V </td>

98

</tr>

99

<tr>

100

<td> Počet melodií </td>

101

<td> Max 15 </td>

102

<td> Všechny možné kombinace 4 tlačítek </td>

103

</tr>

104

<tr>

105

<td> Délka skladeb celkem </td>

106

<td> 512 </td>

107

<td> Počítají se noty, mezery a změny parametrů (například tempa) </td>

108

</tr>

109

<tr>

110

<td> Spouštění skladeb </td>

111

<td> 4 tlačítka </td>

112

<td> Skladby od páté výše se spouštějí stiskem více tlačítek najednou </td>

113

</tr>

114

<tr>

115

<td> Rozměry </td>

116

<td> 61x71x20mm </td>

117

<td> Bez přečnívajícího konektoru a šroubů </td>

118

</tr>

119

</table>

120

121

<h1> Popis konstrukce </h1>

122

123

<h2> Slovo úvodem </h2>

124

125

<p>

126

Cílem návrhu tohoto melodického zvonku bylo navrhnout moderní řešení,

127

se kterým i méně vybavený amatér může něco dále dělat. Díky pokroku

128

v technologii výroby integrovaných obvodů se v poslední době

129

začínají objevovat velmi zajímavé mikrořadiče (jednočipové mikropočítače)

130

za velmi rozumnou cenu. Zde byl použit jeden z nich, jmenuje se

131

PIC16F819 a vyrábí jej firma MICROCHIP.

132

</p>

133

134

<p>

135

Procesor je poměrně rychlý (5 miliónů instrukcí za sekundu), má malou

136

spotřebu (cca 2mA za plného běhu) a funguje v širokém rozsahu napájení

137

(od 2V do 5.5V). Je tedy velmi vhodný pro zařízení napájené z baterie.

138

Kromě toho má FLASH paměť programu (2048 slov po 14 bitech), kterou je

139

možné mnohokrát přeprogramovat. Procesor může tuto paměť FLASH sám

140

přeprogramovat.

141

</p>

142

143

<p>

144

Část paměti programu je vyhrazena pro uložení melodií a je tak možné

145

dodatečně melodie měnit. Není k tomu potřeba žádný speciální

146

programátor, stačí připojit obyčejné PC. Nové definice skladeb se

147

přenášejí do melodického zvonku prostřednictvím sériové linky RS232.

148

Aby nemohlo dojít k nechtěnému smazání programu, je část paměti

149

FLASH procesoru uzamčena, aby ji procesor nemohl přepsat.

150

</p>

151

152

<h2> Zapojení melodického zvonku </h2>

153

154

<p>

155

<img width=486 height=888 src="Pictures/image003.gif"

156

alt="">

157

</p>

158

159

<h3> Procesor a obvody jeho napájení</h3>

160

161

<p>

162

Srdcem zvonku je procesor U1. Časování je řízeno krystalem X1. Aby bylo

163

možno procesor naprogramovat přímo v zapojení, je zde programovací

164

konektor J6, který slouží pro naprogramování programu.

165

V běžném provozu ani při přeprogramovávání melodií již není třeba.

166

</p>

167

168

<p>

169

Zvonek začíná hrát po stisku některého tlačítka (nebo více najednou).

170

Při stlačení tlačítka se přes diody D3 až D6 přivede zemní potenciál

171

na vstupy procesoru. Vstupní nožičky procesoru jsou opatřeny ochrannými

172

diodami (jsou uvnitř procesoru) a přes tyto diody dojde k připojení

173

zemního potenciálu i signálu GND_PIC. Tím dojde k tomu, že procesor

174

je napájen (přes odpor R1) a jeho program se rozběhne. Protože procesor

175

snese maximálně 5.5V, je velikost napájecího napětí mezi vývody GND a VDD

176

procesoru omezeno Zenerovou diodou D2 na cca 5V.

177

</p>

178

179

<p>

180

Po rozběhu programu se nejdříve aktivuje signál POWER_ON# (do stavu L)

181

a přes Q1 a Q2 se připojí GND_PIC na zem. Po skončení melodie se signál

182

POWER_ON# deaktivuje (přejde do třetího stavu) a procesor tak sám sobě

183

vypne napájení. Tím je zajištěna prakticky nulová klidová spotřeba.

184

</p>

185

186

<p>

187

Na vývodu RB3 procesoru generuje program výstupní signál (ať už přímo

188

digitálně nebo pomocí PWM) a na vstupu RB1 očekává sériová data

189

z počítače při přeprogramovávání melodií. Přestože RS232 signály jsou

190

v rozsahu +/- 5 až +/-15V, je možné tyto signály připojit přímo

191

ke vstupu pouze přes omezovací odpor R7. Ochranné diody na vstupu procesoru

192

ochrání vstupní tranzistory před napětím nad a pod napájecím napětím

193

procesoru. Odpor R8 zajišťuje definovanou úroveň na vstupu, pokud není

194

nic připojeno.

195

</p>

196

197

<p>

198

Propojka PGM MODE (J5) slouží k vynucenému zapnutí napájení

199

v době programování nových melodií i v době programování

200

programu do procesoru přes ISP konektor (J6) . Program před vlastním

201

programováním paměti FLASH kontroluje, že je tato propojka nasunuta,

202

a je tak zajištěno, že ani při vybité baterii nemůže prakticky dojít

203

ke smazání melodie. Ke smazání programu nemůže dojít nikdy, protože tato

204

část paměti programu je chráněna nastavením ochranných bitů konfiguračního

205

slova a procesor sám sobě tuto paměť nemůže přepsat.

206

</p>

207

208

<h3> NF Zesilovač </h3>

209

210

<p>

211

Jako koncový zesilovač byl použit obvod LM386 v klasickém zapojení.

212

Jeho napájení je spínáno tranzistorem Q3 jen po dobu hraní melodie.

213

Tranzistor Q3 je buzen vývodem RA4 procesoru PIC.

214

</p>

215

216

<h2> Mechanická konstrukce </h2>

217

218

<p>

219

Melodický zvonek je sestaven na jednostranném plošném spoji se čtyřmi

220

upevňovacími otvory v rozích. Podél kratší strany jsou 4 tlačítka

221

pro spouštění melodií. Ke konektoru J3 je možné připojit vnější tlačítka.

222

Místo odporového trimru P1 je možné připojit (logaritmický) potenciometr

223

jako regulátor hlasitosti.

224

</p>

225

226

<h2> Osazení a oživení </h2>

227

228

<h3> Osazení </h3>

229

230

<p>

231

Při osazování je třeba dodržet polarity diod, tranzistorů a elektrolytických

232

kondenzátorů. Pokud jsou použity funkční součástky a jsou správně osazeny,

233

mělo by zařízení fungovat na první pokus. Podmínkou je použití naprogramovaného

234

procesoru.

235

</p>

236

237

<h3> Oživení </h3>

238

239

<p>

240

Nejprve zkontrolujeme polaritu ochranné diody D1 a vizuálně zkontrolujeme

241

zejména zkraty. Procesor i zesilovač můžeme zasunout do patic. Pokud si

242

troufáme, můžeme je připájet přímo do desky.

243

</p>

244

245

<p>

246

Pokud máme procesor předem naprogramovaný, je oživení snazší, protože by

247

zvonek měl rovnou začít fungovat. Nejprve připojíme zdroj o napětí cca 5V

248

s omezením proudu (asi na 100mA). Ujistíme se, že <b>není</b>

249

nasunuta propojka na J5. V klidu by zvonek neměl odebírat prakticky

250

žádný proud. Po stisku tlačítka by měl zvonek hrát některou

251

z předprogramovaných melodií. Pokud hraje, postupně zvyšujeme napájecí

252

napětí až na cca 10V a přitom kontrolujeme, zda napájecí napětí procesoru

253

(nejsnáze se měří na Zenerově diodě D2) nepřekročí 5.5V.

254

</p>

255

256

<p>

257

Pokud nehraje je třeba zkontrolovat toto:

258

</p>

259

260

<ul>

261

<li> napájení na procesoru při stisku tlačítka (dioda D2) – cca 3 až 5V, </li>

262

<li> zda kmitá oscilátor procesoru – logickou sondou na vývodu CLKO procesoru, </li>

263

<li> zda fungují tlačítka – napětí na RB4 a RB7 klesá k nule při stisku tlačítka, </li>

264

<li> zda spínají tranzistory Q1 a Q2 – při nasunuté propojce na J5, </li>

265

<li> zda procesor generuje zvuk - na RB3 telefonním sluchátkem nebo piezoelementem proti zemi, </li>

266

<li> zda spíná Q3 napětí pro zesilovač U2. </li>

267

</ul>

268

269

<p>

270

Po skončení skladby by se zvonek měl opět vypnout a neměl by odebírat žádný proud.

271

</p>

272

273

<p>

274

Pokud procesor nemáme nahraný, osadíme jej do zvonku, <b>nasuneme</b>

275

propojku na J5 a zkontrolujeme při postupném zvyšování napájecího napětí,

276

zda na procesoru (D2) je napětí cca 5V. Pokud ano, je možno ke konektoru J6

277

připojit programátor a nahrát do procesoru program. Propojku J5 opět vyjmeme.

278

Zbytek oživování je stejný.

279

</p>

280

281

<p>

282

<img width=432 height=346 src="Pictures/image002.jpg"

283

alt="Osazovák">

284

</p>

285

286

<table class="Soupiska">

287

<tr>

288

<th> Reference </th>

289

<th> Hodnota </th>

290

<th> Reference </th>

291

<th> Hodnota </th>

292

</tr>

293

<tr>

294

<th colspan="2"> Odpory </th>

295

<th colspan="2"> Polovodiče a krystaly </th>

296

</tr>

297

<tr>

298

<td> R15 </td>

299

<td> 10 </td>

300

<td> D1 </td>

301

<td> 1N4005 </td>

302

</tr>

303

<tr>

304

<td> R4,R1 </td>

305

<td> 680 </td>

306

<td> D3,D4,D5,D6 </td>

307

<td> 1N4148 </td>

308

</tr>

309

<tr>

310

<td> R11 </td>

311

<td> 2k2 </td>

312

<td> D2 </td>

313

<td> BZX83V005.1 </td>

314

</tr>

315

<tr>

316

<td> R2,R3,R5,R6,R9,R10,R13,R14 </td>

317

<td> 10k </td>

318

<td> Q1 </td>

319

<td> BC327 </td>

320

</tr>

321

<tr>

322

<td> R7,R12 </td>

323

<td> 27k </td>

324

<td> Q2 </td>

325

<td> BC337 </td>

326

</tr>

327

<tr>

328

<td> R8 </td>

329

<td> 100k </td>

330

<td> Q3 </td>

331

<td> BC640 </td>

332

</tr>

333

<tr>

334

<th colspan="2"> Odporové trimry </th>

335

<td> U1 </td>

336

<td> PIC16F819-I/P </td>

337

</tr>

338

<tr>

339

<td> P1 </td>

340

<td> 10k </td>

341

<td> U2 </td>

342

<td> LM386 </td>

343

</tr>

344

<tr>

345

<th colspan="2"> Kondenzátory </th>

346

<td> X1 </td>

347

<td> 20MHz </td>

348

</tr>

349

<tr>

350

<td> C4,C5 </td>

351

<td> 22pF </td>

352

<th colspan="2"> Mechanické součásti </th>

353

</tr>

354

<tr>

355

<td> C14 </td>

356

<td> 4n7 </td>

357

<td> SW1,SW2,SW3,SW4 </td>

358

<td> P-B1720 </td>

359

</tr>

360

<tr>

361

<td> C3,C6,C7,C8,C9 </td>

362

<td> 10nF </td>

363

<td> J1,J2 </td>

364

<td> JUMP3 </td>

365

</tr>

366

<tr>

367

<td> C15,C16 </td>

368

<td> 33nF </td>

369

<td> J3 </td>

370

<td> JUMP5 </td>

371

</tr>

372

<tr>

373

<td> C1,C2,C10 </td>

374

<td> 100nF </td>

375

<td> J5 </td>

376

<td> JUMP2 </td>

377

</tr>

378

<tr>

379

<td> C13 </td>

380

<td> 1M/63V </td>

381

<td> J6 </td>

382

<td> PIC_ISP </td>

383

</tr>

384

<tr>

385

<td> C12 </td>

386

<td> 47uF/16V </td>

387

<td> J4 </td>

388

<td> DB9M_90 </td>

389

</tr>

390

<tr>

391

<td> C11,C17 </td>

392

<td> 330uF/16V </td>

393

<td> </td>

394

<td> </td>

395

</tr>

396

</table>

397

398

<h1> Trocha hudební teorie </h1>

399

400

<p>

401

Aby hudba zněla libozvučně (příjemně), je třeba, aby používané tóny

402

ve stupnicích splňovaly podmínku, že jejich frekvence mají (malý)

403

společný násobek. Například dvojnásobek jednoho tónu aby byl

404

trojnásobkem jiného tónu. Takových stupnic lze skonstruovat mnoho.

405

Aby bylo možné na klavír (nebo podobný nástroj, který umí vyrábět

406

jen určité konkrétní tóny) hrát skladby komponované v různých

407

stupnicích bez přelaďování nástroje, používá se tzv. temperované ladění.

408

Temperované ladění není ideální, jedná se o kompromis hřešící na to,

409

že lidský sluch není dokonalý.

410

</p>

411

412

<p>

413

Temperované ladění spočívá v tom, že se oktáva rozdělí na 12 stejných

414

dílů, které mají geometrický odstup frekvencí tónů. Oktáva zahrnuje frekvence

415

v rozsahu 1:2 a je v ní celkem 7 tónů a 5 půltónů.

416

Z toho vyplývá, že poměr sousedních tónů a půltónů je vždy stejný a je

417

roven 2<sup>1/12</sup>, tedy přibližně 1:1.06 .

418

</p>

419

420

<p>

421

Následující tabulka uvádí pro jednotlivé tóny jejich frekvence.

422

Vychází se z frekvence komorního A, která je 440Hz. Tóny o

423

oktávu výš mají frekvence dvakrát vyšší, a naopak tóny o oktávu níž mají

424

frekvence poloviční.

425

</p>

426

427

<table>

428

<tr>

429

<th> ↓ Tón </th>

430

<th colspan="8" class="Center"> Frekvence [Hz]</th>

431

</tr>

432

<tr>

433

<th> Oktáva →</th>

434

<th class="Center"> 0 </th>

435

<th class="Center"> 1 </th>

436

<th class="Center"> 2 </th>

437

<th class="Center"> 3 </th>

438

<th class="Center"> 4 </th>

439

<th class="Center"> 5 </th>

440

<th class="Center"> 6 </th>

441

<th class="Center"> 7 </th>

442

</tr>

443

<tr>

444

<th> C </th>

445

<td> 32,70 </td>

446

<td> 65,41 </td>

447

<td> 130,8 </td>

448

<td> 261,6 </td>

449

<td> 523,3 </td>

450

<td> 1046,5 </td>

451

<td> 2093,0 </td>

452

<td> 4186,0 </td>

453

</tr>

454

<tr>

455

<th> Cis </th>

456

<td> 34,65 </td>

457

<td> 69,30 </td>

458

<td> 138,6 </td>

459

<td> 277,2 </td>

460

<td> 554,4 </td>

461

<td> 1108,7 </td>

462

<td> 2217,5 </td>

463

<td> 4434,9 </td>

464

</tr>

465

<tr>

466

<th> D </th>

467

<td> 36,71 </td>

468

<td> 73,42 </td>

469

<td> 146,8 </td>

470

<td> 293,7 </td>

471

<td> 587,3 </td>

472

<td> 1174,7 </td>

473

<td> 2349,3 </td>

474

<td> 4698,6 </td>

475

</tr>

476

<tr>

477

<th> Dis </th>

478

<td> 38,89 </td>

479

<td> 77,78 </td>

480

<td> 155,6 </td>

481

<td> 311,1 </td>

482

<td> 622,3 </td>

483

<td> 1244,5 </td>

484

<td> 2489,0 </td>

485

<td> 4978,0 </td>

486

</tr>

487

<tr>

488

<th> E </th>

489

<td> 41,20 </td>

490

<td> 82,41 </td>

491

<td> 164,8 </td>

492

<td> 329,6 </td>

493

<td> 659,3 </td>

494

<td> 1318,5 </td>

495

<td> 2637,0 </td>

496

<td> 5274,0 </td>

497

</tr>

498

<tr>

499

<th> F </th>

500

<td> 43,65 </td>

501

<td> 87,31 </td>

502

<td> 174,6 </td>

503

<td> 349,2 </td>

504

<td> 698,5 </td>

505

<td> 1396,9 </td>

506

<td> 2793,8 </td>

507

<td> 5587,7 </td>

508

</tr>

509

<tr>

510

<th> Fis </th>

511

<td> 46,25 </td>

512

<td> 92,50 </td>

513

<td> 185,0 </td>

514

<td> 370,0 </td>

515

<td> 740,0 </td>

516

<td> 1480,0 </td>

517

<td> 2960,0 </td>

518

<td> 5919,9 </td>

519

</tr>

520

<tr>

521

<th> G </th>

522

<td> 49,00 </td>

523

<td> 98,00 </td>

524

<td> 196,0 </td>

525

<td> 392,0 </td>

526

<td> 784,0 </td>

527

<td> 1568,0 </td>

528

<td> 3136,0 </td>

529

<td> 6271,9 </td>

530

</tr>

531

<tr>

532

<th> Gis </th>

533

<td> 51,91 </td>

534

<td> 103,83 </td>

535

<td> 207,7 </td>

536

<td> 415,3 </td>

537

<td> 830,6 </td>

538

<td> 1661,2 </td>

539

<td> 3322,4 </td>

540

<td> 6644,9 </td>

541

</tr>

542

<tr>

543

<th> A </th>

544

<td> 55 </td>

545

<td> 110 </td>

546

<td> 220 </td>

547

<td> <b>440</b> </td>

548

<td> 880 </td>

549

<td> 1760 </td>

550

<td> 3520 </td>

551

<td> 7040 </td>

552

</tr>

553

<tr>

554

<th> Ais </th>

555

<td> 58,27 </td>

556

<td> 116,54 </td>

557

<td> 233,1 </td>

558

<td> 466,2 </td>

559

<td> 932,3 </td>

560

<td> 1864,7 </td>

561

<td> 3729,3 </td>

562

<td> 7458,6 </td>

563

</tr>

564

<tr>

565

<th> H </th>

566

<td> 61,74 </td>

567

<td> 123,47 </td>

568

<td> 246,9 </td>

569

<td> 493,9 </td>

570

<td> 987,8 </td>

571

<td> 1975,5 </td>

572

<td> 3951,1 </td>

573

<td> 7902,1 </td>

574

</tr>

575

<tr style='color:gray'>

576

<th> ( C ) </th>

577

<td> 65,41 </td>

578

<td> 130,81 </td>

579

<td> 261,6 </td>

580

<td> 523,3 </td>

581

<td> 1046,5 </td>

582

<td> 2093,0 </td>

583

<td> 4186,0 </td>

584

<td> 8372,0 </td>

585

</tr>

586

</table>

587

588

<h1> Programové vybavení </h1>

589

590

<h2> Uživatelský návod </h2>

591

592

<h3> Přehrávání skladeb </h3>

593

594

<p>

595

Při přehrávání není na J5 propojka. Hlasitost se nastavuje trimrem P1.

596

</p>

597

598

<p>

599

Melodický zvonek začne hrát stiskem libovolného tlačítka (tlačítek).

600

Přestože jsou na desce jen 4 tlačítka, je možné do zvonku naprogramovat

601

až 15 skladeb. První čtyři jsou spuštěny přímo při stlačení jednoho

602

ze čtyř tlačítek, pro aktivaci dalších skladeb je nutné stisknout

603

několik tlačítek najednou dle následující tabulky.

604

</p>

605

606

<table>

607

<tr>

608

<th> Číslo skladby </th>

609

<th> Kombinace tlačítek </th>

610

<th> Číslo skladby </th>

611

<th> Kombinace tlačítek </th>

612

</tr>

613

<tr>

614

<td> 1 </td>

615

<td> • o o o </td>

616

<td> 9 </td>

617

<td> o • o • </td>

618

</tr>

619

<tr>

620

<td> 2 </td>

621

<td> o • o o </td>

622

<td> 10 </td>

623

<td> o o • • </td>

624

</tr>

625

<tr>

626

<td> 3 </td>

627

<td> o o • o </td>

628

<td> 11 </td>

629

<td> • • • o </td>

630

</tr>

631

<tr>

632

<td> 4 </td>

633

<td> o o o • </td>

634

<td> 12 </td>

635

<td> • • o • </td>

636

</tr>

637

<tr>

638

<td> 5 </td>

639

<td> • • o o </td>

640

<td> 13 </td>

641

<td> • o • • </td>

642

</tr>

643

<tr>

644

<td> 6 </td>

645

<td> • o • o </td>

646

<td> 14 </td>

647

<td> o • • • </td>

648

</tr>

649

<tr>

650

<td> 7 </td>

651

<td> • o o • </td>

652

<td> 15 </td>

653

<td> • • • • </td>

654

</tr>

655

<tr>

656

<td> 8 </td>

657

<td> o • • o </td>

658

<td colspan="2"> • znamená stisknuto, o znamená v klidu </td>

659

</tr>

660

</table>

661

662

<h3> Programování skladeb </h3>

663

664

<p>

665

Při programování se používá propojka na J5 a definice skladeb se přivádí

666

z počítače ze sériové linky na konektor J4. Při rozběhu otestuje

667

program, zda je na J5 propojka a zda je připojen počítač ke konektoru J4.

668

Pokud ano, přejde do režimu programování. To se projeví zacvrdlikáním. Aby

669

se program správně spustil při připojení napájení, musí být napájení

670

odpojené alespoň 10 sekund. Pokud je nasazena propojka na J5 a nedojde

671

ke správnému zresetování procesoru, může dojít k poškození obsahu

672

paměti skladeb a skladby bude třeba znovu nahrát.

673

</p>

674

675

<p>

676

Postup pro přechod do programovacího režimu:

677

</p>

678

679

<ul>

680

<li> Odpojíme baterii a počkáme alespoň 10 sekund </li>

681

<li> Připojíme kabel RS232 k počítači </li>

682

<li> Připojíme baterii </li>

683

<li> Nasadíme propojku J5 </li>

684

<li> Stiskneme některé tlačítko a mělo by se ozvat zacvrdlikání</li>

685

</ul>

686

687

<p>

688

Pro přenos dat do zvonku je možné použít téměř libovolný terminálový program.

689

Parametry přenosu dat do zvonku jsou 9600Bd, 8bitů, 1stopbit, žádná parita.

690

Řízení přenosu se nepoužívá. Protože data procesor zapisuje do své paměti

691

programu, nemůže číst další data, než dokončí zápis předchozích. Proto

692

je nutné nastavit časovou prodlevu mezi řádky na cca 100ms.

693

Přenos je jen jednosměrný, zvonek neumí odesílat žádné informace sériovou

694

linkou směrem k počítači. Má pouze propojené signály RX a TX tak, aby

695

znaky odesílané do zvonku byly zobrazované na displeji terminálu.

696

</p>

697

698

<p>

699

Pro propojení s počítačem se používá nulmodemový kabel (tedy křížený,

700

spojení RX-TX, TX-RX).

701

</p>

702

703

<p>

704

V prostředí Windows 98 je k dispozici program Hyperterminál

705

(Start/Programy/Příslušenství/Komunikace/Hyperterminál). Pokud není,

706

znamená to, že nebyl nainstalován, a je možné nainstalovat jej dodatečně

707

nebo použít nějaký jiný terminálový program. Hyperterminál nás na úvod

708

vyzve k nastavení základních komunikačních parametrů (9600Bd, 8,

709

žádná, 1, žádné). Dále je třeba nastavit

710

(Soubor/Vlastnosti/Nastavení/Nastavení ASCII)

711

zpoždění řádků 100ms.

712

</p>

713

714

<p>

715

V této chvíli bychom měli vidět znaky psané na klávesnici v okně

716

terminálu. Pokud je zvonek v režimu programování, měl by krátce pípnout

717

při každém stisku odřádkování. Znamená to, že reaguje na posílaná data.

718

Nyní již nic nebrání ručnímu ovládání.

719

</p>

720

721

<p>

722

Větší množství dat (například celou melodii) je vhodné připravit

723

do samostatného souboru a ten pak přes schránku vložit do terminálu

724

(u Hyperterminálu pravé tlačítko, funkce Vložit k hostiteli). Většina

725

terminálových programů umí i přímo odeslat textový soubor protistraně, ale

726

Hyperterminál to neumí.

727

</p>

728

729

<h3> Příkazy a formát dat pro programování skladeb </h3>

730

731

<p>

732

Procesor vždy nejprve převezme celou řádku a poté se ji snaží zpracovat.

733

Pokud řádce nerozumí, pípne odlišně. Z řádky se uvažuje jen prvních 40 znaků.

734

Text za „//“ je komentář. Komentář může být libovolně dlouhý.

735

</p>

736

737

<p>

738

Klíčová slova a jejich význam je v následující tabulce. Parametry jsou

739

malá přirozená čísla v uvedeném rozsahu. Pokud je zadáno číslo větší,

740

zvonek použije jen odpovídající spodní bity čísla.

741

</p>

742

743

<table>

744

<tr>

745

<th> Klíčová slova a parametry </th>

746

<th> Meze </th>

747

<th> Význam </th>

748

</tr>

749

<tr>

750

<td> <code>PLAY <b>n</b></code> </td>

751

<td> <code><b>n</b>: 1 .. 15</code> </td>

752

<td> Zahraj skladbu <code><b>n</b></code> </td>

753

</tr>

754

<tr>

755

<td> <code>ERASE</code> </td>

756

<td> </td>

757

<td> Smaž všechny skladby </td>

758

</tr>

759

<tr>

760

<td> <code>BEGIN <b>n</b></code> </td>

761

<td> <code><b>n</b>: 0 .. 7</code> </td>

762

<td> Začátek definice skladby; číslo udává posunutí skladby o udaný počet

763

oktáv nahoru </td>

764

</tr>

765

<tr>

766

<td> <code>TEST <b>n</b></code> </td>

767

<td> <code><b>n</b>: 0 .. 7</code> </td>

768

<td> Jako <code>BEGIN</code>, ale následující noty nejsou programovány

769

do paměti, ale přehrávány </td>

770

</tr>

771

<tr>

772

<td> <code>TEMPO <b>n</b></code> </td>

773

<td> <code><b>n</b>: 1 .. 2047</code> </td>

774

<td> Délka nejkratší noty v ms; není-li použito, je nastaveno na 100ms;

775

může se použít vícekrát v jedné skladbě </td>

776

</tr>

777

<tr>

778

<td> <code>PAUSE <b>n</b></code> </td>

779

<td> <code><b>n</b>: 1 .. 2047</code> </td>

780

<td> Délka prodlevy mezi notami; není-li použito, je nastaveno na 100ms;

781

může se použít vícekrát v jedné skladbě </td>

782

</tr>

783

<tr>

784

<td> <code>[<b>a</b>]<b> C</b> [<b>b</b>]</code> </td>

785

<td> <code><b>a</b>: 0 .. 7<br></code>

786

<code><b>C</b>: C, Cis, D, Dis, E, F, Fis, <br></code>

787

<code> G, Gis, A, Ais, H, Space<br></code>

788

<code><b>b</b>: 1 .. 63</code> </td>

789

<td> Číslo oktávy (sečítá se s parametrem u <code>BEGIN</code>); není-li

790

uvedeno, použije se poslední hodnota<br>

791

Nota <code><b>C</b></code> v oktávě <code><b>a</b></code> o délce

792

<code><b>b</b></code>; Space je němá nota (mezera)<br>

793

Délka je v násobcích parametru <code>TEMPO</code>, není-li uvedena, je 1 </td>

794

</tr>

795

<tr>

796

<td> <code>END</code> </td>

797

<td> </td>

798

<td> Konec skladby, další noty již budou pouze přehrávány </td>

799

</tr>

800

<tr>

801

<td> / text </td>

802

<td> </td>

803

<td> Komentář; vše za znakem / do konce řádky se ignoruje </td>

804

</tr>

805

<tr>

806

<td colspan=3> <i>Znaky <code>[</code> a <code>]</code> znamenají volitelný parametr</i> </td>

807

</tr>

808

</table>

809

810

<h2> Program </h2>

811

812

<p>

813

Program melodického zvonku je napsaný v jazyce C firmy CCS.

814

Demoverze překladače je možné stáhnout z webu na adresa

815

<a href="http://www.ccsinfo.com/">http://www.ccsinfo.com</a>.

816

Demoverze podporuje jen vybrané procesory (obvykle několik typů)

817

a umožňuje napsat program v omezeném rozsahu (do 2048 slov).

818

</p>

819

820

<p>

821

Program je bohatě komentovaný a dostupný, je tedy snadné se s ním seznámit.

822

Vzhledem k omezeným zdrojům použitého procesoru používá program v hojné

823

míře globálních proměnných, protože to vede na kód kratší asi o 10%.

824

Některé programové konstrukce také vypadají na první pohled nelogicky,

825

ale jsou voleny s ohledem na dosažení minimální délky výsledného

826

kódu. Je třeba si uvědomit, že použitý překladač jazyka C patří k těm

827

nejlevnějším, a proto neumí generovat příliš optimalizovaný kód.

828

</p>

829

830

<h3> Hlavní program a základní procedury </h3>

831

832

<h4>main()</h4>

833

834

<p>

835

Na začátku se hlavní program rozhoduje podle přítomnosti propojky na J5

836

a podle přítomnosti klidového signálu na RS232, zda má přejít do režimu

837

programování skladeb. Pokud ano, spustí se procedura Download().

838

</p>

839

840

<p>

841

Pokud není v programovacím režimu, zapíná procesor napájení sobě a zesilovači

842

LM386 a po krátké prodlevě načítá stav tlačítek. Pak volá proceduru <code>Play()</code>,

843

která na základě čísla skladby v proměnné <code>CisloSkladby</code>

844

přehraje požadovanou skladbu.

845

</p>

846

847

<p>

848

Následuje přechod do vypnutého stavu.

849

</p>

850

851

<h4>Download()</h4>

852

853

<p>

854

Tato procedura načítá nejprve celou řádku z RS232. Znaky mezera, čárka

855

a všechny řídící znaky kromě <code>CR</code> (odřádkování) a <code>BS</code>

856

(znak zpět) se chápou jako oddělovač (mezera). Znak <code>BS</code> umožňuje

857

návrat o 1 znak zpět. Znaky za znakem lomeno se ignorují stejně, jako

858

znaky za maximální délkou řádky.

859

</p>

860

861

<p>

862

Po stisku <code>CR</code> se postupně zpracuje celá řádka. Hledají se

863

v ní klíčová slova (procedura <code>Word()</code>) a číselné parametry

864

(procedura <code>Number()</code>). Vyskytne-li se chybné slovo, dojde

865

k nastavení příznaku <code>Error</code> a na konci řádky místo krátkého

866

pípnutí dojde k chybovému pípnutí.

867

</p>

868

869

<p>

870

Klíčová slova, tak jak jsou na řádce, se ihned vykonávají. Tedy noty hrají,

871

slova <code>TEMPO</code>, <code>PAUSE</code>, <code>PLAY</code>, <code>ERASE</code>

872

a <code>TEST</code> dělají přímo to, co dělat mají. Tato vlastnost

873

slouží k testování melodií či jejich úryvků aniž by se musely zapisovat

874

do paměti FLASH.

875

</p>

876

877

<p>

878

Po slovu <code>BEGIN</code> se přejde do režimu záznamu do paměti a od

879

tohoto okamžiku se vše zaznamenává do paměti. Tento režim končí slovem <code>END</code>

880

(ale také slovy <code>ERASE</code>, <code>TEST</code> nebo <code>PLAY</code>).

881

</p>

882

883

<p>

884

Pokud se během zpracování řádky odehrála alespoň jedna nota, nedojde na konci

885

řádky k pípnutí (pokud ovšem nebyla někde na řádce chyba).

886

</p>

887

888

<h4> Play(), PlayData(), Find()</h4>

889

890

<p>

891

Tyto procedury slouží k přehrání celé skladby, jedné noty a k nalezení

892

začátku zadaného čísla skladby.

893

</p>

894

895

<h4> WriteDataInc(), WriteData, ReadData(), Erase() </h4>

896

897

<p>

898

Tyto procedury slouží k zápisu, čtení a k mazání paměti skladeb.

899

K zápisu nebo ke smazání může dojít jen pokud je nasazena propojka na J5.

900

</p>

901

902

<h4> SpecBeep()</h4>

903

904

<p>

905

Tato procedura slouží k pípnutí dle parametru v proměnných

906

<code>Beep</code> a <code>Error</code>.

907

</p>

908

909

<h3> Knihovna pro generování zvuků <code>Sound_t1.c</code> </h3>

910

911

<p>

912

Tato knihovna používá časovač T1 spolu s jednotkou CCP1 ke generování

913

přerušení dle požadované půlperiody hraného tónu. V přerušovací rutině

914

<code>IntCCP1()</code> se pak ovládá výstupní port.

915

</p>

916

917

<p>

918

Délka tónu se odměřuje pomocí přetečení časovače T0. Přetečení se zjišťuje

919

čtením příznaku T0IF, přerušení se zde nepoužívá.

920

</p>

921

922

<h3> Definice skladeb <code>Data.c</code> </h3>

923

924

<p>

925

Skladby se ukládají v poslední čtvrtině paměti FLASH a kódují se dle

926

následující tabulky.

927

</p>

928

929

<table>

930

<tr>

931

<th> Slovo </th>

932

<th> Kód </th>

933

<th> Poznámka </th>

934

</tr>

935

<tr>

936

<td> <code>BEGIN n</code> </td>

937

<td> <code>1 0 0 n n n n n n n n n n n</code> </td>

938

<td> Začátek skladby a posunutí oktávy not skladby o <code><b>n</b></code> </td>

939

</tr>

940

<tr>

941

<td> <code>TEMPO n</code> </td>

942

<td> <code>1 0 1 n n n n n n n n n n n</code> </td>

943

<td> Změna tempa na <code><b>n</b></code> milisekund </td>

944

</tr>

945

<tr>

946

<td> <code>PAUSE n</code> </td>

947

<td> <code>1 1 0 n n n n n n n n n n n</code> </td>

948

<td> Změna mezery mezi notami na <code><b>n</b></code> milisekund </td>

949

</tr>

950

<tr>

951

<td> <code>o n d</code> </td>

952

<td> <code>0 d d d d d d o o o n n n n</code> </td>

953

<td> Nota <code><b>n</b></code> v oktávě <code><b>o</b></code> délky <code><b>d</b></code> </td>

954

</tr>

955

<tr>

956

<td> <code>END</code> </td>

957

<td> <code>1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1</code> </td>

958

<td> Konec skladeb, prázdná paměť </td>

959

</tr>

960

</table>

961

962

<p>

963

Aby se dalo použít stejného souboru s definicí skladby jak pro začlenění

964

skladby do firmwaru tak i pro programování přes RS232, jsou v souboru

965

<code>Data.c</code> nadefinována makra, která toto umožňují. Definice

966

skladby, která má být začleněna do firmwaru musí, používat čárky jako

967

oddělovače jednotlivých položek a číselné parametry není možné vynechávat.

968

Příklady skladeb napoví vše.

969

</p>

970

971

</div>

972

973

974

975

<div class="Footer">

976

<script type="text/javascript">

977

<!--

978

SetRelativePath("../../../../");

979

DrawFooter();

980

// -->

981

</script>

982

<noscript>

983

<p><b> Pro zobrazení (vložení) hlavičky je potřeba JavaScript </b></p>

984

</noscript>

985

</div>

986

987

988

</body>

989

</html>

Subversion Repositories – MLAB

(root)/Designs/MB01B/DOC/HTML/MB01B.cs.html

Rev 211