. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
TV textový terminál
23. září 2009 - 10:58 | Pandatron | TV textový terminál | Komentářů: 22  

TV textový terminál

Konstrukce TV terminálu s jediným obvodem ATmega, která jednoduchým způsobem nahrazuje klasické zobrazovací prvky monitorem libovolného televizoru.

Řada aplikací využívajících mikrokontroléry řeší problémy se zobrazováním výstupních a uživatelských dat. V případě, že se jedná pouze o omezené množství zobrazovaných informací, vystačíme často i jen s konvenčními zobrazovači, jako je kupříkladu několik LED, 7-segmentový displej nebo LCD modul. Problém však nastává v případě požadavku na zobrazení většího množství informací. Velké LCD moduly jsou především v kusových množstvích poměrně drahé a grafické moduly a TFT panely například i z vyřazených notebooků zase náročné na řízení.

Možné řešení tak spočívá například ve využití staršího počítače PC, kterému se data pro zobrazení zasílají například prostřednictvím sériového portu a speciálním software nebo i obyčejným Hyperterminálem jsou následně zobrazena na monitoru. I toto řešení má však řady nevýhod. Především jmenujme například složitost a celkovou rozměrovost starších počítačů a samozřejmě nezanedbatelnou hlučnost.

Jinou možností je použití pro zobrazení informací starší televizor. Díky přechodu na digitální vysílání i modernější zobrazovací technologie je dnes možné prakticky zdarma sehnat starší televizor s libovolně velkou obrazovkou, ideální pro použití s následující konstrukcí. Jejím autorem je Stan Pechal a na originálním webu je dostupná ve dvou provedeních, určených pro použití klasických či SMD součástek pro přímé vestavění do libovolné aplikace.

TV textový terminál:
Textový terminál pro televizor tvoří jednoduše použitelnou zobrazovací jednotku, připojitelnou prakticky k libovolnému řídícímu mikrokontroléru vaší aplikace. Zobrazování probíhá prostřednictvím semigrafického režimu, který postačuje pro zobrazení textu se 40 znaky na 25 řádcích. Jeho základem je přitom pouze jediný 8-bitový mikrokontrolér řady AVR, zajišťující obsluhu všech potřebných funkcí.

Zadávání dat určených pro zobrazení terminálem může přitom probíhat dvěma způsoby. První je použitím klasické IBM PC kompatibilní klávesnice s konektorem PS2 či DIN a druhý poté klasický sériový asynchronní port RS232 s volitelnou komunikační rychlostí v rozsahu 1200 Bd až 115,2 kBd.

Základní technické parametry terminálu:

  • Režim zobrazení: černá a bílá
  • Textový režim: 40 znaků x 25 řádků
  • Semigrafický režim: 80 x 75 bodů
  • Podporované znaky: ASCII 32 až 127
  • Klávesnice: IBM PC AT kompatibilní
  • Řídících znaků: 11
  • Komunikační rychlost sériové linky: 1200 Bd až 115,2 kBd
  • Napájení: 9 – 12 V, nebo 5V (bez osazeného stabilizátoru)
  • Odběr proudu: cca. 30 mA + spotřeba klávesnice

Schéma zapojení:
Použití TV terminálu je velmi snadné a názorně ho představuje obr. 1. Použití spořívá v připojení video výstupu terminálu k AV vstupu televizoru prostřednictvím konektoru CINCH (případně s použitím redukce i SCART). Nastavení komunikační rychlosti volbou propojky J1 podle níže uvedené tabulky tab. 2. Případné připojení PS2 klávesnice a zapnutí televizoru a terminálu. Pokud vše pracuje jak má, je následně na televizoru zobrazena informace o aktuálních nastavených parametrech a terminál je v plném provozu k dispozici zhruba do 3 sekund.


Obr. 1: Možné uspořádání terminálu, televizoru a vstupních zařízení

Na následujícím obrázku je uvedeno schéma zapojení klasické samostatné verze. Schéma zapojení pro použití součástek SMD je ve svém základě totožné, pouze jsou vynechány konektory a napájecí stabilizátor, a celá konstrukce je tak primárně určena pro vestavění do libovolné aplikace.


Obr. 2: Schéma zapojení TV terminálu

Jak je ze schématu patrné, konstrukce TV terminálu je díky použití výkonného osmibitového mikrokontroléru řady AVR velice jednoduchá. Většina funkcí je řešena právě řídícím mikrokontrolérem, tvořeným obvodem s označením U1 typu ATmega8.

Tento obvod je použit k řízení celkem tří nezávislých procesů:

  • Generování video signálu
  • Příjem znaků z klávesnice, dekódování a odeslání do sériové linky
  • Příjem znaků ze sériové linky a ukládání do paměti pro zobrazení

Právě naprostá nezávislost těchto tří funkcí byla největším problémem, neboť video signál není možné pozdržet a musí být generován prakticky nepřetržitě.

Mikrokontrolér U1 je taktován krystalem XT1 o frekvenci 20 MHz. Pro ideální zobrazení by bylo vhodnější použití krystalu s frekvencí 22 MHz, avšak pro reprodukovatelnost celého zařízení musela být použita nižší hodnota. Výsledkem je poté jistý kompromis v horizontální šířce pixelů, který však nemá na samotnou funkci žádný vliv a při praktickém provozu je téměř nevšimnutelný.

Napájecí stabilizátor a převodník úrovní TTL/RS232 sériového komunikačního rozhraní jsou přítomné pouze v klasické samostatné verzi uvedené v tomto článku. Druhá SMD verze určená pro přímé vestavění do libovolných aplikací je poté včetně výrobních podkladů dostupná na webové stránce autora, uvedené na konci článku.
Jako převodník TTL/RS232 bylo použito jednoduché zapojení se dvěma NPN tranzistory. Toto řešení je vhodné pro použití s naprostou většinou počítačů PC. Pokud je však plánováno použití především delšího propojovacího kabelu mezi počítačem PC a terminálem, je vhodné zapojení upravit pro použití s integrovaným TTL/RS232 převodníkem řady MAX232.

PC klávesnice připojená prostřednictvím PS2 konektoru s označením CN4 vyžaduje pouze kontrolu vlastního příkonu. Na trhu totiž existují i klávesnice se spotřebou větší než 100 mA a v jejich případě je vhodné nahradit stabilizátor 78L05 (U2) typem 7805, případně doplněným o vhodně dimenzovaný chladič.

Konstrukce:
Konstrukce klasické verze TV terminálu je na jednostranné desce s plošnými spoji uvedené včetně rozmístění součástek na následujících obrázcích.


Obr. 3: Rozmístění součástek
 
Obr. 4: Plošný spoj (pro originál 600dpi klikněte)

Veškeré součástky jsou v této verzi klasického drátového provedení, přičemž jako první je potřeba osadit tři drátové propojky, nacházející se i pod mikrokontrolérem. Napájecí, komunikační i klávesnicový konektor jsou osazeny přímo na desce s plošnými spoji. Kdežto konektor CINCH s obrazovým výstupem je k desce připojen krátkým, nejlépe stíněným kablíkem.

Seznam součástek
R1,R2,R3,R4,R5   4k7
R6,R10,R11       10k
R7               1k
R8               82R
R9               330R
C1,C2            15p
C3               10u/16V
C4               100u/25V
C5,C6,C7,C8      100n
D1,D2,D4         1N4148
D3               BAT48
T1               BC547
T2               BC557
U1               ATmega8
U2               78L05
XT1              20MHz
CN1              CAN9V90
CN3              CINCH
CN4              PS2

Před prvním použitím je samozřejmě potřeba naprogramovat mikrokontrolér U1 typu ATmega8. Řídící program je ke stažení na konci článku, přičemž nastavení konfiguračních pojistek je uvedeno na následujícím obrázku.


Obr. 5: Nastavení konfiguračních pojistek mikrokontroléru

Správnou funkci terminálu je následně možné ověřit například osciloskopem, který by měl zobrazit průběh podobný tomu z obr. 6. Pokud je při připojení k televizoru problém se synchronizací obrazu, je možné mírně upravit hodnotu rezistoru R7.


Obr. 6: Záznam produkovaného televizního signálu terminálu

Aplikace terminálu:
TV terminál přijímá na sériové lince tři druhy povelů:

  • Řídící znaky (11 vybraných znaků podle tab. 1)
  • Zobrazované znaky ASCII 32 až 127
  • Semigrafické znaky, zastoupené znaky ASCII 128 až 191

Všechny ostatní znaky (21) jsou zobrazeny jako jednotný čtverec. Znaky v rozmezí 192 až 255 jsou ignorovány.

Aktivní řídící znaky jsou uvedeny v následující tabulce. Část z nich odpovídá zástupným znakům ASCII (například odřádkování či backspace) a zbytek jsou povely se speciálním významem.

Znak Decimální hodnota Hexadecimální Popis
SOH 1 0x01 Nastavit režim "CR nebo LF pro nový řádek" (Unix, Apple apod.)
STX 2 0x02 Nastavit režim "CR a LF pro nový řádek" (jako Microsoft)
BS 8 0x08 Backspace
TAB 9 0x09 Horizontal Tab - pohyb kurzoru na pozici modulo 8
LF 10 0x0A Řádkování (viz SOH a STX)
FF 12 0x0C Vymazání obrazovky
CR 13 0x0D Návrat kurzoru (viz SOH a STX)
DC1 17 0x11 Kurzor ON
DC2 18 0x12 Kurzor OFF
DC3 19 0x13 Další byte bude specifikovat X pozici kurzoru
DC4 20 0x14 Další byte bude specifikovat Y pozici kurzoru
Tab. 1: Řídící znaky

Pozice kurzoru jsou definovány jako 0,0 v levém horním roku a 39,24 v pravém dolním rohu.

Speciální semigrafické znaky jsou rozděleny do šesti čtverců a jejich kód je vysvětlen následujícím obrázkem:


Obr. 7: Semigrafické znaky

Již zmíněná propojka J1 je určena pro volbu požadované komunikační rychlosti sériového rozhraní a podporované hodnoty jsou uvedeny v následující tabulce.

Rychlost J1 - 2 J1 - 1 J1 - 0
115200 Bd ON ON ON
57600 Bd ON ON OFF
38400 Bd ON OFF ON
19200 Bd ON OFF OFF
9600 Bd OFF ON ON
4800 Bd OFF ON OFF
2400 Bd OFF OFF ON
1200 Bd OFF OFF OFF
Tab. 2: Volba komunikačních rychlostí

IBM PC AT kompatibilní klávesnice je pouze jako volitelný doplněk. Podle typu použitého konektoru (deska je navržena pro konektor typu PS2) je možné použití libovolné PS2 a DIN klávesnice.
Znaky přijaté z klávesnice jsou posílány na sériový port a klávesnice může být navíc použita i pro zadávání speciálních a řídících znaků. Více o této možnosti je možné nalézt na oficiálních stránkách autora konstrukce.


Obr. 8: Uvítací informační obrazovka
 
Obr. 9: Příklad textu zarovnaného do dvou sloupců

Závěr:
Uvedená konstrukce TV terminálu je velice jednoduchá a při troše pečlivosti vhodná i pro začátečníky. Zde uvedená klasická verze je koncipována pro možnost pohodlného vestavění do plastové krabičky s označením KG22M, která z terminálu vytvoří kompaktní a snadno použitelné zařízení.


Obr. 10: Ověření konstrukce v redakci

Odkazy & Download:
Domovská stránka autora
Small TV terminal with ATmega8 microcontroller
Řídící program pro mikrokontrolér - DOWNLOAD







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk

Komentáře (22):

Zobrazit starší 30 dnů (22)...

host
22. Dne 09. 07. 2012 v 04:58 zaslal host
Prosim o radu?
Mam starou TV vstup din7-převod na scart.Prosím o schéma propojení.Pokud budete moci pošlete na eamail:sima.peter@seznam.cz DĚKUJI


Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
WIZ107SR-RS232
Převodník TCP/IP <-> RS232 s RJ45 konektorem.
Skladem od 600 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007