Современная электроника №8/2024

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 33 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 8 / 2024 ко ЭСППЗУ типа AT28C16, но и РПЗУ типа КР573РФ2(РФ5). Для разработки управляющей про - граммы использован контроллер с интегрированным программатором, рассмотренный в [2]. Возможен и альтернативный вариант написания управляющей прошивки с помощью Виртуального программатора (Light Effects Dumper), но в таком случае необходимо переназначение адресных линий ИМС ЭСППЗУ (РПЗУ) при её про - граммировании средствами стандарт - ного программатора. Такую функцию поддерживают все промышленные программаторы профессионального уровня и большинство программато - ров среднего уровня. Необходимость переназначения адресных линий при программировании ЭСППЗУ связана с тем, что при разработке программато - ра, рассмотренного в [2], изначально был выбран другой (обратный) поря - док адресных линий для удобства трас - сировки печатной платы. Для конкрет - ного контроллера [2] переназначение адресных линий на работе никак не отражается, поскольку данные счи - тываются в той же последовательно - сти, в которой и были записаны. При разработке СДУ «бегущая волна» поря - док нумерации адресных линий был сохранён, чтобы обеспечить совмести - мость данного устройства с програм - матором [2]. Но в таблице приведён вариант прошивки светодинамиче - ских эффектов, сформированный с помощью программы Виртуального программатора (Light Effects Dumper), чтобы читатели смогли просмотреть прошивку с помощью программы Вир - туального симулятора (Light Effects Reader), доступной по ссылке [3], и луч - ше ознакомиться с принципами рабо - ты устройства и разработки управля - ющей программы. Принцип работы При включении питания инте - грирующая цепочка C3-R6 совмест - но с триггером Шмитта DD1.4 фор - мирует короткий положительный импульс, который обнуляет счётчи - ки DD2.1…DD6.2 (кроме DD3.1, который не используется), и тем самым пере - водит контроллер в исходное состоя - ние. Импульсы задающего генератора DD1.1…DD1.3 с частотой около 130 КГц (точнее, 131 072 Гц) синхронизируют счётчик DD6.1, а вслед за ним и DD6.2 и остальные адресные счётчики. Забе - гая вперёд, скажем, что одному пол - ному циклу нарастания-спада ярко - сти «бегущей волны», по длительности равному две секунды, соответствует частота задающего генератора имен - но 131 072 Гц. Это значение получа - ется исходя из частоты обновления данных в выходных регистрах рав - ной 128 Гц, что намного превосходит эргономичное значение 85 Гц. Такая частота обновления данных необхо - дима, чтобы исключить мерцание све - товых элементов и создать иллюзию плавного изменения яркости. Временнáя диаграмма формирова - ния импульсов синхронизации пока - зана на рис. 3. Из неё видно, что на каждый импульс синхронизации выходных регистров («Clk2»), форми - рующийся на выходе элемента DD7.2 (вывод 6), приходится 16 импуль - сов синхронизации буферных реги - стров («Clk1»), входящих в состав ИМС 74AC595. Причём положитель - ный перепад синхроимпульса («Clk1»), формирующийся на выходе элемента DD4.3 (вывод 6), приходится на середи - ну знакоместа передачи бита данных. Синхронизация буферного регистра в моменты, приходящиеся на середину знакоместа, как установлено опыт - ным путём по результатам испыта - ний базовой версии контроллера [1], соответствует максимальной помехо - устойчивости при работе на несогла - сованные линии большой длины. При этом в применении интеграторов на входах удалённых регистров нет необ - ходимости. Первый же отрицательный импульс, считая с момента включения пита - ния, формирующийся на выходе эле - мента DD4.3 (вывод 6), своим задним фронтом (положительным перепа - дом) производит запись бита данных, считанного из первой ячейки ЭСППЗУ по нулевому (0000h) адресу, в первые триггеры буферных регистров, входя - щие в состав ИМС DD11 и DD14 с одно - временным сдвигом информации в направлении возрастания разрядов. Содержимое выходных регистров, входящих в состав ИМС DD11, DD12, DD14, DD16, при этом не изменяется, и светодиодные линейки отображают текущую светодинамическую комби - нацию. Как отмечено выше, длина сло - ва ШИМ-последовательности состав - ляет 16 бит, поэтому для отображения одного уровня (градации) яркости на линейке из шестнадцати светоди - одов необходимо передать в реги - стры пакет данных из 16 × 16 = 256 бит информации, что условно соответ - ствует одной странице адресного про - странства ЭСППЗУ. Таким образом, полный цикл возрастания-убывания яркости занимает 32 страницы адрес - ного пространства, или 8К, из которых первые 16 страниц (4К) – это полуцикл возрастания яркости, а вторая полови - на, также 16 страниц (также объёмом 4К) – это полуцикл убывания яркости, считая относительно первого канала. Отрицательный перепад каждого положительного импульса с выхо - да 2 (вывод 4) счётчика DD6.1 увели - чивает состояние счётчика DD6.2 на единицу и, следовательно, подклю - чает к выходу мультиплексора DD9 его десятичный вход, соответствую - щий двоичному эквиваленту кода, который, в свою очередь, подключён к выходу соответствующего разряда данных ИМС ЭСППЗУ DD8. После запи - си 16 бит данных в буферные регистры ИМС DD11, DD12, DD14, DD16 задним фронтом (положительным перепадом) отрицательного импульса, формиру - ющегося на выходе элемента DD7.2, производится перезапись содержи - мого буферных регистров ИМС DD11, DD12, DD14, DD16 в их соответствую - щие выходные регистры. На светоди - одных линейках HL7…HL22 и HL23… HL38 при этом фиксируется новая ком - бинация. Но суммарному (интеграль - ному) значению яркости соответству - ет именно шестнадцать 16-битных пакетов, т.е. 16 × 16 = 256 бит данных, переданных в регистры по линиям последовательного интерфейса, как отмечено выше. Изменение уровней (градаций) яркости индицирует линейка свето - диодов HL1…HL4, отображающая в двоичном коде состояния счётчика DD3.2. Как видно из схемы электри - ческой (рис. 2), счётные импульсы на вход DD3.2 приходят с выхода DD2.2 после деления на восемь с помощью счётчика DD2.1. Такое деление часто - ты выходных импульсов DD2.2 необ - ходимо для более медленного нарас - тания яркости, чем можно было бы получить без деления частоты с помо - щью счётчика DD2.1. Счётчики DD3.2 и DD5.1 адресуют первую половину пространства ИМС ЭСППЗУ DD8 в нулевом состоянии счёт - чика DD5.2 и вторую половину адрес - ного пространства ИМС ЭСППЗУ DD8 в единичном состоянии данного счёт - чика. Режим выбора световых эффек - тов – ручной или автоматический –