Rejestrator przebiegu
P R O J E K T Ycyfrowego - przystawka do TV
Rejestrator przebiegu
cyfrowego
- przystawka do TV
AVT-831
W dobie wszechobecnych
komputer�w pomysł
konstruowania przyrządu
pomiarowego jako przystawki
do telewizora mołe
wydawaĘ si� anachronizmem.
Nie zapominajmy jednak, łe
odbiornik telewizyjny jest
�Normalne� przyrządy, kt�re P�ki co, zaczniemy od przyrządu,
"meblem" wyst�pującym bodaj
muszą byĘ wyposałone w ekran, kt�ry przyda si� kałdemu elektro-
najcz�ściej w naszych
czy to na lampie obrazowej, czy nikowi uruchamia-jącemu układy
mieszkaniach.
na ciekłych kryształach, są stosun- cyfrowe, a �analogowcy� b�dą mu-
Skoro niemal kałdy ma
kowo drogie. Z kolei, korzystanie sieli troch� poczekaĘ.
telewizor w domu, dlaczeg�ł
z �przyrząd�w wirtualnych� na Proponuj� budow� bardzo pros-
by nie wykorzystaĘ go do
komputerze wiąłe si� z kilkoma tego w konstrukcji rejestratora
czegoś połytecznego? Wszak
niedogodnościami. Pierwsza, to przebieg�w cyfrowych o całkiem
zapalony elektronik zwykle
oczywiście koniecznośĘ posiadania przyzwoitych parametrach. Dobre
najdłułej ogląda program
komputera. Drugi problem pojawia parametry osiągni�to dzi�ki zasto-
telewizyjny, gdy si�, gdy uruchamiamy urządzenie sowaniu szybkiego mikroproceso-
sterowane przez komputer. Mamy ra o architekturze RISC, pocho-
naprawia telewizor.
wtedy do wyboru: albo komputer dzącego z rodziny AVR firmy At-
steruje naszym urządzeniem, albo mel. Uproszczenie konstrukcji
obsługuje np. kart� oscyloskopową. mołliwe było właśnie dzi�ki wy-
Nie zawsze te dwie rzeczy mogą korzystaniu telewizora jako wy-
byĘ obsługiwaner�wnocześnie. Kar- świetlacza. Najlepszy do naszych
ty oscyloskopowe, zwłaszcza te cel�w byłby telewizor czarno-
ta�sze, mają cz�sto t� przypadłośĘ, biały, ale mołe to byĘ praktycznie
łe znacznie obciąłają procesor kom- kałdy odbiornik telewizyjny wy-
putera, a ich oprogramowanie nie posałony w wejście wideo.
pozwala na skuteczną prac� w tle. Nadszedł juł czas, aby wyjaś-
Tab. 1. Podstawowe cechy rejestratora.
Oczywiście, w takim przypadku niĘ nieco przydługi tytuł niniej-
jeden kanał wejściowy,
wystarczy drobiazg - drugi kompu- szego projektu. �Rejestrator...�, bo
pojemność pamięci: 960 próbek,
ter. Pami�tajmy jednak, łe nie nasze urządzenie nie wyświetla
możliwość zapisania przebiegu w pamięci
nieulotnej, zawsze łatwo o ten pierwszy. biełącego stanu na wejściu, tylko
odstęp próbkowania: 1, 10, 100[�s], 1, 10,
Jeśli zgodzimy si�, łe taki duły zapisuje ten stan do pami�ci,
100[ms],
ekran nie powinien si� marnowaĘ, �...przebiegu cyfrowego...�,
wyzwalanie: ręczne, zboczem narastającym
to spr�bujmy wymyśliĘ coś, do poniewał układ rozr�łnia tylko
lub opadającym,
czego dałoby si� go wykorzystaĘ dwa stany logiczne: niski i wyso-
prąd wejściowy: mniejszy od ą8�A,
zobrazowanie dwóch stanów logicznych:
w pracowni elektronika. ki oraz ma jedno wejście, a �...-
niskiego (Uwe<2,2V) i wysokiego
Pierwsze, co si� nasuwa, to przystawka do TV� - bo do
(Uwe>2,2V) przy Uzas=5V,
oscyloskop. Sam o tym pomyślałem wyświetlania nastaw i zapami�ta-
zasilanie: 4,5..5,5V,
i nie wykluczone, łe jeśli ten temat nych przebieg�w słuły odbiornik
pobór prądu: około 14mA przy Uzas=5V,
układ dołączany do wejścia wideo telewizora, spotka si� z Waszym zainteresowa- telewizyjny.
zabezpieczenie przed odwrotną polaryzacją
niem, to taki projekt powstanie. Rejestrator przebieg�w nie jest
napięcia zasilającego.
A mołe macie inne propozycje? mołe tak niezb�dnym narz�dziem
Elektronika Praktyczna 10/99
50
Rejestrator przebiegu cyfrowego - przystawka do TV
piĘ sond� logiczną, cz�stościo-
mierz, a czasem nawet i oscylo-
skop z pami�cią.
Najwałniejsze parametry rejes-
tratora przedstawiono w tab. 1.
Przyjrzyjmy si� im bliłej.
Jeden kanał wejściowy, to
w wielu przypadkach za mało, ale
co zrobiĘ, gdy procesor ma rap-
tem trzy wyprowadzenia wejścio-
wo-wyjściowe i musi nimi obsłu-
łyĘ cały przyrząd.
Rejestrator umołliwia zapami�-
tanie 960 pr�bek. To troch� mało,
zwłaszcza przy podstawie czasu
zmienianej co dekad�. Mog� jed-
nak zapewniĘ, łe analiza prawie
tysiąca pr�bek potrafi zająĘ par�
godzin i dostarczyĘ wielu nieza-
pomnianych wrałe�.
Aktualną zawartośĘ pami�ci pr�-
Rys. 1. Ekran TV w czasie pracy rejestratora.
bek mołemy zapami�taĘ w pami�ci
EEPROM. Umołliwia to zachowanie
w pracy z układami cyfrowymi jak początu łączymy masy obu ukła- interesującego nas przebiegu na
sonda logiczna, ale mołliwośĘ d�w: rejestratora i generatora. Prze- praktycznie dowolny czas. Ta właś-
zapami�tania przebieg�w w celu w�d zasilający rejestratora podłą- ciwośĘ rejestratora pozwala wyeli-
ich p��niejszej analizy trudno czamy do +5V w generatorze. Na minowaĘ podstawową wad� telewi-
przeceniĘ. koniec łączymy wejście rejestratora zora jako wyświetlacza. Ot�ł jest
C�ł to jest zatem ten rejest- z wyjściem generatora. Teraz pozo- prawie pewne, łe pozostali domow-
rator w naszym wykonaniu? Naj- staje juł tylko włączyĘ telewizor nicy nie pozwolą nam zapomnieĘ,
kr�cej m�wiąc jest to urządzenie, i rozpoczynamy strojenie. Zał�łmy, łe nie jesteśmy jedynymi ułytkow-
kt�re podłączamy do badanego łe cz�stotliwośĘ nominalna odbior- nikamitelewizorai w najmniej ocze-
punktu układu cyfrowego jak os- nika podczerwieni wynosi 36kHz. kiwanym momencie zostaniemy
cyloskop. Rejestrator odczytuje Zatem okres przebiegu z generatora zmuszeni do obejrzenia �dwa ty-
stan logiczny w tym miejscu i co powinien trwaĘ 1/36000=27,8�s. siące sto osiemdziesiątego trzeciego�
określony czas zapisuje go Ustawiamy w rejestratorze odst�p odcinkatelenoweli, zanim b�dziemy
DO swojej pami�ci. Powstały pr�bkowania na 1�s i wyzwolenie mogli kontynuowaĘ prac�.
w ten spos�b rejestr zmian stanu �z r�ki�. W dowolnym momencie Okres pr�bkowania, czyli czas
logicznego na wejściu mołemy uruchamiamy pr�bkowanie i po jaki upływa mi�dzy dwoma ko-
p��niej poddaĘ spokojnej analizie. chwili widzimy na ekranie telewi- lejnymi odczytami wejścia, mołna
Zapewne wielu z Was stoso- zora przebieg wyjściowy z genera- ustawiaĘ w zakresie od 1 mikro-
wało komunikacj� szeregową mi�- tora. Liczymy ile pr�bek zajmuje sekundy do 100 milisekund. Tych
dzy np. komputerem i jakimś jeden okres sygnału z generatora. parametr�w rejestrator nie musi
swoim urządzeniem. Nie? No to W naszym przypadku powinno to
we�my prostszy przykład. Przy byĘ 28 pr�bek, a wsp�łczynnik wy-
budowie toru podczerwieni w opar- pełnienia wcale nie musi wynosiĘ
ciu o standardowe odbiorniki, mu- 50%. Oznacza to, łe stan niski nie
simy dostroiĘ generator do okreś- musi trwaĘ tyle samo co stan
lonej cz�stotliwości. Zwykle jest to wysoki, a istotna jest tylko suma
32, 36 albo 38kHz. Jeśli nie mamy obu czas�w. Jeśli po kilku pr�bach
do dyspozycji cz�stościomierza lub uda nam si� uzyskaĘ owe 28
dobrego oscyloskopu, pozostaje nam pr�bek, to oznacza, łe dostroiliśmy
tak długo regulowaĘ cz�stotliwośĘ generator z dokładnością czterech
nadawania, ał odbiornik zareaguje. procent. Jeśli mamy duło czasu
Cz�sto taki spos�b post�powania i cierpliwości, mołemy tak długo
wystarczy, ale co zrobiĘ, jeśli za- stroiĘ generator, ał otrzymamy do-
leły nam na jak najwi�kszym za- kładnie liczb� 278 pr�bek w dzie-
si�gu? Z danych katalogowych wy- si�ciu kolejnych okresach. W ten
nika, łe czułośĘ odbiornika spada spos�b zapewnimy dziesi�ciokrot-
o ponad połow�, gdy cz�stotliwośĘ nie wi�kszą precyzj�.
odbieranej fali r�łni si� od cz�s- Jak widaĘ z powyłszego przy-
totliwości nominalnej o 10 procent. kładu rejestrator jest nie tylko
Dysponując rejestratorem mołemy efektowny w działaniu, ale mołe
Rys. 2. Schemat wybierania
postąpiĘ bardziej profesjonalnie. Na w warunkach amatorskich zastą-
międzyliniowego.
Elektronika Praktyczna 10/99
51
Rejestrator przebiegu cyfrowego - przystawka do TV
Biełące ustawienia rejestratora
pokazane są w dolnej cz�ści ek-
ranu. Pierwsza od lewej to pod-
stawa czasu, czyli odst�p czasu
mi�dzy dwoma kolejnymi pr�bko-
waniami wejścia. Mołliwe wartoś-
ci to 100ms, 10ms, 1ms, 100�s,
10�s i 1�s.
Duła litera M symbolizuje pa-
mi�Ę nieulotną. Wskazanie kurso-
rem tego pola i zatwierdzenie kr�t-
kim klikni�ciem spowoduje prze-
Rys. 3. Sygnał wizyjny jednej linii.
pisanie aktualnej zawartości pa-
mi�ci pr�bek do EEPROM-u i r�w-
si� "wstydziĘ". Jedna mikrosekun- Parametry rejestratora raczej ni- noczesne przepisanie zawartości
da daje cz�stotliwośĘ pr�bkowa- kogo nie zaszokują. Jeśli jednak EEPROM-u do pami�ci pr�bek.
nia 1MHz(!). Dodam od siebie, łe wziąĘ pod uwag� relacj� mołli- Razem z zawartością pami�ci �w�-
op��nienia w programie są wycy- wości przyrządu do kosztu budo- druje� nastawa podstawy czasu,
zelowane z dokładnością do jed- wy, to sprawa zaczyna wyglądaĘ kt�ra obowiązywała w momencie
nego taktu zegara i ich precyzja nader interesująco. pobierania pr�bek.
zaleły praktycznie tylko od rezo- Obsług� rejestratora zapewnia W kolejnym polu mogą wystąpiĘ
natora kwarcowego. jeden przełącznik monostabilny, symbole narastającego lub opadają-
Zapoczątkowanie zapisu pami�ci co, jak nietrudno si� domyśliĘ, cego zbocza lub litera �X� oznacza-
pr�bek mołna ustawiĘ na r�czne, wcale nie ułatwia sprawy. Dłuł- jąca wyzwolenie �z r�ki�. Tutaj
zboczem narastającym lub opadają- sze naciśni�cie przycisku zmienia mołemy odczytaĘ i ewentualnie
cym. Przy sygnałach okresowych pozycj� �kursora�. Kr�tkie naciś- zmieniĘ warunek, po spełnieniu
wystarczyłaby mołliwośĘ wyzwala- ni�cie zmienia zawartośĘ pola kt�rego nastąpi start pr�bkowania.
nia �z r�ki�, jednak przy sygnałach aktualnie wskazywanego przez Przedostatnie pole mołe przy-
nieokresowych i przy cz�stotliwości kursor. Na podstawie dwutygo- jąĘ wartości �1� lub �2� i jest to
pr�bkowania si�gającej 1MHz wpro- dniowej eksploatacji, mog� stwier- numer aktualnie wyświetlanej
wadzenie dodatkowych warunk�w dziĘ, łe taki spos�b obsługi jest strony. Na stronie pierwszej wy-
wyzwolenia było niezb�dne. Czas w miar� efektywny i nie sprawia świetlane są pr�bki o numerach
zapisu pami�ci pr�bek przy naj- wi�kszych problem�w. Na rys. 1 od 1 do 480, natomiast na stronie
mniejszym odst�pie pr�bkowania przedstawiono widok ekranu tele- drugiej od 481 do 960.
wynosi 960x1�s=960�s, czyli nie- wizora w czasie pracy rejestratora. Kr�tkie klikni�cie po wskaza-
całą milisekund�. R�czne zapocząt- Pr�bka o niskim stanie logicz- niu kursorem pola oznaczonego
kowanie pr�bkowania w odpo- nym jest wyświetlana jako kreska. symbolem �Enter� (z prawej strony
wiednim momencie graniczyłoby Wysoki stan logiczny jest symboli- ekranu) ustawia rejestrator w stan
z cudem. Zapis ko�czy si� po wy- zowany przez słupek. Pi�tnaście gotowości. Pami�Ę pr�bek jest ze-
pełnieniu pami�ci pr�bek, co przy linii, a w kałdej 32 pr�bki, to rowana i nast�puje cykliczne
maksymalnym odst�pie pr�bkowa- dopiero 480 pr�bek, czyli połowa sprawdzanie warunku wyzwolenia.
nia daje 960x100ms=96s, czyli pojemności pami�ci pr�bek. Gdzie Po wykryciu odpowiedniego zbo-
ponad p�łtorej minuty. W tym podziała si� reszta? Ot�ł świadomie cza, a jeśli ustawiono liter� �X� -
przypadku cz�sto przyda si� moł- zrezygnowałem z wyświetlania na natychmiast, rozpoczyna si� pobie-
liwośĘ przerwania pr�bkowania ekranie r�wnocześnie wszystkich ranie pr�bek z wejścia rejestratora
w dowolnej chwili i rejestrator 960 pr�bek. W�wczas było by trzy- i zapisywanie ich do pami�ci.
umołliwia coś takiego. dzieści linii po 32 pr�bki. Dłułsze
Prąd wejścia jest rz�du kilku wpatrywanie si� w taki gąszcz, było Łyk teorii
mikroamper�w i nie ma prawa by bardzo m�czące dla wzroku. Nie Zapewne jeszcze wiele wody
wpływaĘ na badany układ. Naleły zapominajmy przy tym, łe telewizor upłynie w Smr�dce (to potoczna
tylko zwr�ciĘ uwag�, łe wejście to nie monitor typu �Low Radia- nazwa rzeczki, kt�ra przepływa w
rejestratora jest podłączone bezpo- tion� i dłułsza praca z nosem przy-
średnio do wejścia procesora. Zatem bliłonym do takiego wyświetlacza
napi�cie na nim nie mołe przekro- mołe byĘ niezdrowa. To samo
czyĘ napi�cia zasilania ani obniłyĘ dotyczy �jełdłenia paluchem� po
si� poniłej potencjału masy. naelektryzowanym ekranie, ale to
Zakres dopuszczalnego napi�- akurat od razu odczujemy w postaci
cia zasilającego pozwala na prac� nieprzyjemnego mrowienia. Biorąc
z dowolnymi układami cyfrowymi to wszystko pod uwag�, zdecydo-
zasilanymi z +5V. Zabezpieczenie wałem si� na wyświetlanie zawar-
przed odwrotną polaryzacją na- tości pami�ci pr�bek w postaci
pi�cia zasilającego jest niezb�dne dw�ch stron. Na kałdej stronie
w przyrządzie podłączanym do za- wyświetlanych jest pi�tnaście linii
Rys. 4. Impuls synchronizacji
silania za pomocą chwytak�w. po 32 pr�bki.
poziomej.
Elektronika Praktyczna 10/99
52
Rejestrator przebiegu cyfrowego - przystawka do TV
lewizorach, kt�re nie mają za
Tab. 2. Ramka sygnału wideo w liczbach
bardzo rozciągni�tego obrazu
Poziom i czas Liczba powtórzeń w półobrazie Komentarz
w pionie, mołna czasem zobaczyĘ
trwania sygnału Nieparzystym Parzystym
te p�ł linii u g�ry ekranu.
Sync - 2,35�s 5 1+5 przednie impulsy
Sygnał, jaki musi dostaĘ te-
Czerń - 29,65�s wyrównawcze
lewizor, aby m�gł wyrysowaĘ jed-
Sync - 27,3�s 5 5 impulsy synchronizacji
Czerń - 4,7�s pionowej ną lini� wygląda mniej wi�cej tak,
Sync - 2,35�s 4 5 tylne impulsy jak przedstawiono to na rys. 3.
Czerń - 29,65�s wyrównawcze
Standardowy sygnał wideo ma
Sync - 4,7�s 16 16 linie wygaszania
amplitud� 1Vpp. Z tego wynika,
Czerń - 59,3�s
łe r�łnica potencjał�w mi�dzy
Sync - 4,7�s 289 289 linie widoczne
poziomem wygaszania i synchro-
Czerń - 5,6�s na ekranie
nizacji wynosi 0,25V, mi�dzy wy-
Czerń/Biel - 52�s
gaszaniem i czernią wyst�puje na-
Czerń - 1,7�s
pi�cie 0,05V, a mi�dzy bielą
i czernią jest 0,7V.
pobliłu), zanim w konstrukcjach i burst�w koloru. RzeczywistośĘ oka- W zasadzie poziom wygaszania
amatorskich b�dzie mołna stosowaĘ zała si� nie taka straszna i chciał- powinien byĘ na potencjale 0V,
wielkogabarytowe wyświetlacze gra- bym Was o tym przekonaĘ. czyli impulsy synchronizacji po-
ficzne fluorescencyjne, ciekłokrysta- Zacznijmy od informacji pod- winny mieĘ potencjał ujemny. Oka-
liczne lub innego typu. Wykorzys- stawowych. Obraz wyświetlany na zuje si� jednak, łe sprz�t wideo
tując telewizor mamy od razu do ekranie telewizora składa si� z 625 dostarcza zwykle sygnał o wartości
dyspozycji wyświetlacz z dułym ek- linii i jest odświełany 25 razy na napi�cia w przedziale 1..2V. Amp-
ranem praktycznie za darmo. Mam sekund�, czyli co 40ms. �eby nie lituda sygnału jest zachowana, a po-
nadziej�, łe mołe chociał kilku było to za proste, obraz jest ziom zerowy (wygaszania) jest za-
Czytelnik�w pomyśli o wykorzysta- "szatkowany" na linie parzyste zwyczaj odtwarzany przez układy
niu w swoich opracowaniach tele- i nieparzyste, tak jak to pokazano telewizora. Jest to dośĘ wałna
wizora jako wyświetlacza. Dla nich na rys. 2. Kałdy z utworzonych informacja, bo dzi�ki niej mołemy
oraz dla tych, kt�rzy tak jak ja do w ten spos�b p�łobraz�w jest zaoszcz�dziĘ kilka element�w, kt�-
tej pory skrz�tnie omijali ten temat, przesyłany 50 razy na sekund�, re byłyby potrzebne do uzyskania
b�dzie teraz dobra okazja, łeby czyli co 20ms. Podobno ma to sygnału o ujemnej polaryzacji.
zapoznaĘ si� ze strukturą sygnału zapobiegaĘ migotaniu obrazu. Nie Na rys. 4 pokazano dokładniej
wizyjnego. Do niedawna wiedzia- b�d� si� spierał. Co ciekawsze, kształt impulsu synchronizacji, po-
łem tylko, łe sygnał wideo składa 625 nie bardzo daje si� podzieliĘ jawiającego si� na ko�cu kałdej
si� z linii parzystych, nieparzystych, przez dwa i kałdy z p�łobraz�w linii. Po wykreśleniu ostatniej linii
jakichś impuls�w synchronizacji składa si� z 312 i P Ł linii. W te- p�łobrazu, na wejściu telewizora
Rys. 5. Kompletna ramka sygnału wizyjnego.
Elektronika Praktyczna 10/99
53
Rejestrator przebiegu cyfrowego - przystawka do TV
od czasu do czasu zdarza si� nam
coś podłączyĘ nie tak jak trzeba,
dobrze byłoby zawczasu dobudo-
waĘ układ zabezpieczający, choĘby
taki, jak w �Dwukanałowej sondzie
logicznej z pami�cią pr�bek�, z te-
gorocznego, majowego numeru
Elektroniki Praktycznej.
Do pinu PB1 podłączony jest
mikroprzełącznik. To wejście ma
włączone wewn�trzne "podciągni�-
cie" do plusa zasilania, dzi�ki
czemu w stanie spoczynkowym
Rys. 6. Schemat elektryczny rejestratora.
wyst�puje na nim wysoki, a po
muszą pojawiĘ si� impulsy wyr�w- kolejnych 32 liniach w dolnej cz�ści zwarciu styk�w niski stan logiczny.
nawcze i impulsy synchronizacji ekranu wyświetlane są aktualne Stan przełącznika jest odczytywany
pionowej. Cała ramka sygnału wi- nastawy. P�łobrazy wysyłane są na co 40ms. Ewentualne drgania ze-
zyjnego została pokazana na rys. 5. przemian. ZawartośĘ obu p�łobra- styk�w są filtrowane programowo.
Taka struktura sygnału była dla z�w jest identyczna, co oznacza, łe Pin PB2 razem z rezystorami R1,
mnie stanowczo zbyt skomplikowa- linie wyświetlone w p�łobrazie nie- R2 i R3 tworzy prosty przetwornik
na, zatem wypadało ją nieco uproś- parzystym są dokładnie powtarzane cyfrowo-analogowy. Zasada działania
ciĘ. Pierwszym uproszczeniem było 20ms p��niej w p�łobrazie parzys- przetwornika jest nast�pująca. Wy-
pomini�cie wszystkich fragment�w tym. W zasadzie mołna zrezygno- jście procesora PB2 mołe znajdowaĘ
sygnału związanych z transmisją ko- waĘ z powt�rnego rysowania obra- si� w stanie wysokim, kt�rego
loru. Z g�ry załołyłem, łe rejest- zu, ale w�wczas kałdy biały ele- wartośĘ przy tak niewielkim obcią-
rator b�dzie wytwarzał sygnał mo- ment na ekranie b�dzie si� składał łeniu jest niewiele niłsze od napi�-
nochromatyczny. Dodatkowo zre- z dobrze widzialnych linii. cia zasilania. W tym przypadku na
zygnowałem z r�łnych poziom�w Rysowanie fragmentu linii wi- bazie tranzystora T1 otrzymujemy
szarości pozostawiając jedynie docznego na ekranie trwa 52�s. napi�cie około 2,65V. Gdy procesor
czer� i biel. �eby nie komplikowaĘ Cykl rozkazowy zastosowanego pro- wymusi niski stan na n�łce PB2,
sobie łycia przyjąłem, łe poziom cesora, przy kwarcu o czestotliwości napi�cie na bazie spadnie do około
czerni jest taki sam jak poziom 10MHz, wynosi 0,1�s. Z prostego 0,75V. Procesor ma jeszcze mołli-
wygaszania, wszak ani jednego, ani rachunku wynika, łe teoretycznie wośĘ ustawienia pinu PB2 w stan
drugiego na ekranie nie widaĘ. moglibyśmy wyświetliĘ w jednej li- wysokiej impedancji. W�wczas na
W ten spos�b na wyjściu wizyjnym nii nawet 520 punkt�w. Jednak po bazie T1 otrzymujemy 1,25V.
pozostały do wytworzenia trzy po- uwzgl�dnieniu działa�, jakie proce- W tym miejscu warto wspo-
ziomy napi�cia, dla: bieli, czerni sor musi w mi�dzyczasie wykonaĘ, mnieĘ o jeszcze jednej właściwości
i synchronizacji. ta liczba spada do 60..80 punkt�w. tak zbudowanego przetwornika D/
Teraz przyszła pora na dokład- A. Ot�ł jeśli zwi�kszymy wartości
niejsze przyjrzenie si� ramce syg- Opis układu rezystor�w R1, R2 i R3 mniej wi�-
nału wideo. Okazało si�, łe mołna Schemat elektryczny rejestratora cej dziesi�ciokrotnie i ustawimy pin
znale�Ę w niej kilka stałych frag- przedstawiono na rys. 6. Nietrudno PB2 jako wejście z wewn�trznym
ment�w, kt�re wystarczy powtarzaĘ zauwałyĘ, łe układ elektroniczny podciągni�ciem, to uzyskamy na
określonąliczb�razy. Rezultatytych rejestratora jest dośĘ prosty. Zawie- ekranie dodatkowy kolor - szary!
przemyśle� znalazły si� w tab. 2. ra tylko jeden układ scalony - W rejestratorze ta mołliwośĘ nie
Program zapisany w procesorze mikrokontroler AT90S2323 firmy jest wykorzystana, gdył producent
dokładnie odtwarza t� ramk�. Je- Atmel,trzy rezystorytworzące prze- procesora - firma Atmel, dopuszcza
dynym odst�pstwem było przyj�- twornik cyfrowo-analogowy, wt�r- zbyt duły rozrzut wartości wewn�t-
cie, łe poł�wka ostatniej linii nik emiterowy pełniący rol� bufora rznego rezystora podciągającego.
nieparzystej jest dodatkowym, wyjściowego, rezonator kwarcowy Odcie� szarości zaleły w znacznym
sz�stym impulsem wyr�wnaw- z towarzyszącymi kondensatorami, stopniu od prądu podciągającego.
czym p�łobrazu parzystego. Zwią- kondensator blokujący i diod�. Dla jednego egzemplarza procesora
zane z tym skr�cenie o połow� Sygnał wejściowy jest podawa- odcie� m�głby byĘ zbyt ciemny,
czasu impulsu synchronizacji nie ny bezpośrednio na pin PB0 pro- podczas gdy dla innego byłby za
wpływa na stabilnośĘ obrazu. cesora U1. Wyprowadzenie to jest bardzo zbliłony do bieli. Nie sta-
Linie widoczne na ekranie nie programowo ustawione jako we- nowi to wielkiego problemu, jeśli
są w rzeczywistości całe białe, jak jście bez wewn�trznego "podciąg- mamy mołliwośĘ indywidualnego
mołna by sądziĘ na podstawie rys. ni�cia", dzi�ki czemu charaktery- doboru rezystor�w.
5. Poziom sygnału wideo zmienia zuje si� minimalnym prądem wej- Do wyjścia procesora w stanie
si� w trakcie rysowania linii od ściowym, zar�wno w stanie niskim niskim mołe wpłynąĘ prąd o nat�-
czerni do bieli. Z całej ramki rejes- jak i wysokim. Wejście rejestratora łeniu nawet 20mA. Jednak w stanie
trator wykorzystuje w kałdym p�ł- nie jest wyposałone w ładen układ wysokim prąd wyjściowy jest ogra-
obrazie 272 linie. Pierwszych 240 zabezpieczający. Naleły o tym pa- niczony do około 3mA. To za mało,
linii tworzy 15 linii z pr�bkami. Na mi�taĘ w czasie eksploatacji. Jeśli aby poprawnie wysterowaĘ wejście
Elektronika Praktyczna 10/99
54
Rejestrator przebiegu cyfrowego - przystawka do TV
listwy z czterema igłami pami�Ę programu jest zgrupowana
zgi�tymi pod kątem pros- w słowa i kałda instrukcja (nawet
tym. Jedna ze środko- NOP!) ma długośĘ przynajmniej
wych igieł musi byĘ usu- jednego słowa, czyli dw�ch bajt�w.
ni�ta. Kt�ra to b�dzie, Generalnie, program nie jest zbyt
Rys. 7. Rozmieszczenie elementów na
łatwo stwierdziĘ, bo nie skomplikowany. Najwi�cej proble-
płytce drukowanej rejestratora.
ma dla niej otworu na m�w nastr�czało zapewnienie cza-
wideo telewizora o impednacji 75&!. płytce drukowanej. W złączu na sowej powtarzalności linii. W prze-
Dlatego sygnał z przetwornika D/A kablu zaklejamy otw�r odpowiada- ciwnym razie obraz m�głby byĘ
jest podawany na baz� tranzystora jący tej igle. W ten prosty spos�b niestabilny. Duło czasu poświ�ci-
T1. Tranzystor pracuje w układzie zabezpieczymy si� przed mołliwoś- łem tym fragmentom programu, kt�-
wt�rnika emiterowego. Rezystor R5 cią nieprawidłowego podłączenia re realizują pr�bkowanie. Za to
dopasowuje impedancj� wyjściową kabla. Teraz przyst�pujemy do uru- mog� zapewniĘ, łe pr�bkowanie
wt�rnika do standardowego kabla chomienia rejestratora. przy najmniejszej podstawie czasu
koncentrycznego i wejścia wideo.
Taki układ jest niezb�dny, gdył Uruchomienie
List. 1.
okazało si�, łe bez dopasowania Uruchomienie jak zawsze rozpo-
;********************************************
pojawiają si� odbicia i nast�puje czynamy od sprawdzenia popra- ;* Program rejestratora przystawki *
;* do TV *
zauwałalne pogorszenie jakości ob- wności montału. Wprawdzie nie- ;********************************************
razu. Impedancja wejściowa telewi- wiele jest tu do sprawdzania, ale
.MACRO biel
out DDRB,Ox04 ; PB.2 -
zora (75&!) wraz z rezystorem R5 tym bardziej powinniśmy zwr�ciĘ
wyjście
out PORTB,Ox06 ; PB.2 = 1
tworzą dzielnik, kt�ry obniła napi�- uwag� czy przy lutowaniu nie
.ENDMACRO
cie na wejściu wideo dwukrotnie. powstały zwarcia miedzy polami
.MACRO czern
Po uwzgl�dnieniu spadku napi�cia lutowniczymi. Jeślisprawdzenie da- out DDRB,Ox00 ; PB.2 -
wejście
na złączu baza-emiter tranzystora ło wynik pozytywny, wkładamy
out PORTB,Ox02 ; PB.2 = HZ
.ENDMACRO
T1, poziomy napi�ciowe na wejściu zaprogramowany procesor do pod-
; .MACRO szary ; opcja
wynoszą odpowiednio: 0,03V dla stawki. Podłączamy rejestrator do
; out DDRB,Ox00 ; PB.2 -
wejście
synchronizacji, 0,28V dla czerni telewizora i zasilacza +5V lub po
; out PORTB,Ox06 ; PB.2 = pull-
up
i wygaszania oraz 0,95V dla bieli. prostu do płaskiej baterii i naszym
; .ENDMACRO
Oznacza to, łe impulsy synchroni- oczom ukazuje si� obraz podobny
.MACRO sync
zacji mają amplitud� 0,25V, a po- do tego, kt�ry przedstawiono na
out DDRB,Ox04 ; PB.2 -
wyjście
ziom bieli leły około 0,7V powyłej rys. 1. Naciskamy i przytrzymuje-
out PORTB,Ox02 ; PB.2 = 0
.ENDMACRO
poziomu wygaszania. Jak z tego wy- my przełącznik. Kursor powinien
.DEF Ox00 = r9 ; stała w rejestrze
nika, mimo prostoty przetwornika, przesunąĘ si� na cyfr� �1�. Drugie
.DEF Ox04 = r10 ; stała w rejestrze
.DEF Ox02 = r11 ; stała w rejestrze
wyjściowy sygnał wizyjny całkiem długie naciśni�cie przesuwa kursor
.DEF Ox06 = r15 ; stała w rejestrze
nie�le spełnia przyj�te wymagania. na cyfr� �X�, a trzecie na liter�
;********************************************
Procesor U1 jest taktowany �M�. Teraz kr�tko naciskamy kla- ;* Główna pętla programu *
;********************************************
sygnałem zegarowym stabilizowa- wisz przełącznika, a naszym oczom
main:
nym rezonatorem kwarcowym Q1 ukałe si� obraz przedstawiony na
; półobraz nieparzysty
mov line,Ox05 ; 5 imp. wyrównawczych
o cz�stotliwości 10MHz. Dioda D1 rys. 8. Dociekliwym Czytelnikom
rcall oe1
zabezpiecza procesor przed skutka- pozostawiam odczytanie tego, co
mov line,Ox05 ; 5 imp.synch.pionowej
mi podłączenia zasilania o niepra- wst�pnie zapisano na drugiej stro- rcall oe2
widłowej polaryzacji. Napi�cie za- nie pami�ci pr�bek.
mov line,Ox04 ; 4 imp. wyrównawcze
rcall oe1
silające zablokowano kondensato-
ldi line,26 ; 16+10 linii czarnych
rem C1. Zastosowany procesor typu Oprogramowanie
rcall oe4
AT90S2323 ma wewn�trzny układ Program dla mikroprocesora na-
[ciach]
; parzysty półobraz
zerowania po załączeniu zasilania, pisano w asemblerze WAVRASM,
[ciach]
dlatego nie ma potrzeby stosowania udost�pnianym bezpłatnie przez fir-
rjmp main ; koniec głównej pętli
zewn�trznych element�w RC. m� Atmel. Uruchamianie było
;********************************************
wspomagane symulatorem AVR-
;* Procedury pomocnicze *
;********************************************
Montał Studio, r�wnieł pobranym ze stro-
oe1: sync ; impuls wyrównawczy
Podzespoły rejestratora zamon- ny internetowej Atmela. Procesor
rcall ns2350 ; opóz
nienie 2,35us
czern
towano na jednostronnej płytce AT90S2323 posiada 2KB pami�ci
rcall ns29650 ; opóz
nienie 29,65us
drukowanej, kt�rej układ ściełek programu, 128 bajt�w pami�ci RAM dec line ; powtórz line-krotnie
brne oe1
mołna znale�Ę na wkładce we- i tyleł samo EEPROM. W aktualnej
ret
wnątrz numeru. Rozmieszczenie wersji program zajmuje całą do-
oe2: sync ; imp.synch.pionowej
rcall ns27300 ; opóz
nienie 27,3us
element�w ilustruje rys. 7. Pod st�pną pami�Ę, pozostał jeden nie-
czern
rcall ns4700 ; opoznienie 4,7us
mikroprocesor montujemy oczywiś- wykorzystany bajt pami�ci RAM
dec line ; powtórz line-krotnie
brne oe2
cie podstawk�. Montał pozostałych i siedem bajt�w pami�ci EEPROM.
ret
element�w nie wymaga komenta- Nie wszystkie funkcje rejestratora,
oe4: sync ; czarna linia
rza. Jedyna uwaga mołe dotyczyĘ kt�re chciałem zrealizowaĘ, zmieś- rcall ns4700 ; opóz
nienie 4,7us
czern
złącza igłowego do podłączania ciły si� w pami�ci. 2KB pami�ci
rcall ns59300 ; opóz
nienie 59,3us
dec line ; powtórz line-krotnie
zasilania i kabelka wejściowego. programu to naprawd� niewiele,
brne oe4
ret
W tym miejscu zastosowałem cz�śĘ tym bardziej, łe w procesorach AVR
Elektronika Praktyczna 10/99
55
Rejestrator przebiegu cyfrowego - przystawka do TV
zajmuje dokładnie 10 takt�w zegara, usystematyzujemy.
WYKAZ ELEMENTÓW
co przy 10MHz daje r�wno 1 mik- Uwaga! W czasie pr�bkowa-
Rezystory
rosekund�. Procedury op��niające, nia i przepisywania pami�ci pr�-
R1, R3, R4: 1k&!
dzi�ki kt�rym uzyskano pozostałe bek do pami�ci nieulotnej proce-
R2: 2,7k&!
odst�py pr�bkowania, zajmują do- sor nie wytwarza sygnału wideo,
kładnie 90, 990, 9990, 99990 co objawia si� chwilowym zani- R5: 75&!
i 999990 takt�w zegara, co w połą- kiem obrazu. Kondensatory
czeniu z czasem wykonania proce- Dolną cz�śĘ ekranu telewizora
C1: 100nF/63V
dury pr�bkującej daje odpowiednio przeznaczyłem na wyświetlanie in-
C2, C3: 22pF
10�s, 100�s, 1ms, 10ms i 100ms. formacji o aktualnych ustawieniach
Półprzewodniki
Program gł�wny składa si� rejestratora. Pierwsze od prawej
D1: 1N5817
z jednej nie ko�czącej si� p�tli. kraw�dzi ekranu jest pole oznaczo-
T1: BC547
Przy kałdorazowym przebiegu p�t- ne symbolem �Enter�. Kr�tkie klik-
U1: AT90S2323-10PC Atmel
li wytwarzane są dwa kompletne ni�cie, po wskazaniu kursorem na
(zaprogramowany)
p�łobrazy, czyli jeden obieg p�tli to pole, ustawia rejestrator w stan
Różne
zajmuje 40ms. Dla zainteresowa- gotowości. Pami�Ę pr�bek jest ze-
Q1: rezonator kwarcowy10MHz
nych Czytelnik�w zamieszczam rowana i nast�puje cykliczne
Z1: gniazdo CINCH do druku
fragment programu ilustrujący ob- sprawdzanie warunku wyzwolenia.
Z2, Z3, Z4: złącze igłowe, kątowe
sług� przetwornika D/A (list. 1). Po spełnieniu warunku wyzwole-
do druku
W czasie trwania jednej z czar- nia rozpoczyna si� pobieranie pr�-
U1: podstawka pod układ scalony
nych linii, a dokładnie w czasie bek z wejścia rejestratora i zapisy-
DIL8
trwania 27 linii w p�łobrazie nie- wanie ich do pami�ci. W dowol-
SW1: mikroswitch do druku
parzystym, procesor sprawdza stan nym czasie pr�bkowanie mołemy
Kabel koncentryczny wideo
przycisku. Jeśli wykryje naciśni�cie przerwaĘ przez ponowne naciśni�-
o długości 2m*
na czas dłułszy nił 400ms, to cie przycisku.
Kabel trójżyłowy 0,5m z chwytakami
przesuwa kursor o jedną pozycj� Drugie pole (od prawej) ozna-
* nie wchodzi w skład kitu
w lewo. Naciśni�cie klawisza na cza numer aktualnie wyświetlanej
kr�cej nił 400ms, ale dłułej nił strony. Jak juł wspomniałem, pa-
80ms, powoduje zmian� zawartości mi�Ę pr�bek jest wyświetlana na
pola wskazywanego przez kursor dw�ch stronach. Na pierwszej tym polu powodują cykliczną
lub wykonanie wskazywanej funk- stronie wyświetlane są pr�bki zmian� warunku. Wyzwoleniu �z
cji. Szczeg�łowo zostanie to opisa- o numerach od 1 do 480, a na r�ki� odpowiada litera �X�.
ne w dalszej cz�ści artykułu. drugiej od 481 do 960. Klikni�cie Wskazanie kursorem pola ozna-
na tym polu powoduje zmian� czonego literą �M� i zatwierdze-
Obsługa rejestratora numeru wyświetlanej strony. nie go przez kr�tki �klik� spowo-
Obsługa rejestratora jest sto- Kolejne pole pokazuje aktual- duje zamian� zawartości pami�ci
sunkowo prosta i sprowadza si� nie obowiązujący warunek wy- pr�bek z pami�cią nieulotną EEP-
do wybrania kilku nastaw i za- zwolenia. Mołliwe są trzy przy- ROM. Dzi�ki temu mołemy zapa-
początkowania pr�bkowania. padki: wyzwolenie na zboczu na- mi�taĘ aktualnie analizowany wy-
Wi�kszośĘ czynności została juł rastającym, opadającym lub wy- kres, a takłe odczytaĘ uprzednio
wcześniej opisana. Tutaj je tylko zwolenie �z r�ki�. Klikni�cia na zapami�tane przebiegi. Co jest
bardzo wałne, razem z zawartoś-
cią pami�ci w�druje nastawa pod-
stawy czasu, kt�ra obowiązywała
w momencie pobierania pr�bek.
Pierwsze pole z lewej strony
pokazuje aktualne ustawienie pod-
stawy czasu, czyli po prostu czas,
jaki upłynie mi�dzy dwoma kolej-
nymi odczytami wejścia rejestrato-
ra. Mołliwe wartości to 100ms,
10ms, 1ms, 100�s, 10�s i 1�s.
Teraz juł wiecie wszystko o
obsłudze rejestratora, prawie tyle
co ja. Zatem nie pozostaje mi nic
innego, jak łyczyĘ Wam wielu
uruchomionych układ�w i jeszcze
raz ponowiĘ prośb�: jeśli macie
pomysł jakiegoś ciekawego urzą-
dzenia wykorzystującego TV jako
wyświetlacz - piszcie. Czekam na
Wasze propozycje.
Tomasz Gumny, AVT
Rys. 8. Zawartość pamięci EEPROM po pierwszym włączeniu
[e-mail]
rejestratora.
Elektronika Praktyczna 10/99
56