Блютуз мэлт что это значит
Обновлено: 06.07.2024
Вполне возможно, что именно с этими словами средневекового датского короля Харальда II Синезубого (Harald II Bluetooth) связано его другое прозвище - "объединитель", через 1000 лет ставшее названием нового интерфейса беспроводной связи.
Что же такое Bluetooth? Это технология беспроводной связи, созданная в 1998 году группой компаний: Ericsson, IBM, Intel, Nokia, Toshiba. В настоящее время разработки в области Bluetooth ведутся Bluetooth SIG (Special Interest Group), в которую входят также Lucent, Microsoft и многие другие.
Основное назначение Bluetooth - обеспечение экономичной (с точки зрения потребляемого тока) и дешевой радиосвязи между различными типами электронных устройств, причем немалое значение придается компактности электронных компонентов, что дает возможность применять Bluetooth в малогабаритных устройствах размером с наручные часы.
Интерфейс Bluetooth позволяет передавать как голос (со скоростью 64 Кбит/сек), так и данные. Для передачи данных могут быть использованы асимметричный (721 Кбит/сек в одном направлении и 57,6 Кбит/сек в другом) и симметричный методы (432,6 Кбит/сек в обоих направлениях). Работающий на частоте 2.4 ГГц приемопередатчик, коим является Bluetooth-чип, позволяет в зависимости от степени мощности устанавливать связь в пределах 10 или 100 метров. Разница в расстоянии, безусловно, большая, однако соединение в пределах 10 м позволяет сохранить низкое энергопотребление, компактный размер и достаточно невысокую стоимость компонентов. Так, маломощный передатчик потребляет всего 0.3 мА в режиме standby и в среднем 30 мА при обмене информацией.
Bluetooth работает по принципу FHSS (Frequency-Hopping Spread Spectrum). Вкратце это можно объяснить так: передатчик разбивает данные на пакеты и передает их по псевдослучайному алгоритму скачкообразной перестройки частоты (1600 раз в секунду), или шаблону (pattern), составленному из 79 подчастот. "Понять" друг друга могут только те устройства, которые настроены на один и тот же шаблон передачи - для посторонних приборов переданная информация будет обычным шумом.
Основным структурным элементом сети Bluetooth является так называемая "пикосеть" (piconet) - совокупность от 2 до 8 устройств, работающих на одном и том же шаблоне. В каждой пикосети одно устройство работает как master, а остальные как slave. Master определяет шаблон, на котором будут работать все slave-устройства его пикосети, и синхронизирует ее работу. Стандарт Bluetooth предусматривает соединение независимых и даже не синхронизированных между собой пикосетей (до 10) в так называемую "scatternet" (я еще не встречал корректного русского перевода этого термина, но один из вариантов перевода глагола to scatter звучит как "рассеивать"). Для этого каждая пара пикосетей должна иметь как минимум одно общее устройство, которое будет master'ом в одной и slave'ом в другой. Таким образом, в пределах отдельной scatternet с интерфейсом Bluetooth может быть одновременно связано максимум 71 устройство, однако никто не ограничивает применение устройств-гейтов, использующих тот же Internet для более дальней связи.
Частотный диапазона Bluetooth в большинстве стран свободен от лицензирования, но во Франции, Испании и Японии из-за законодательных ограничений необходимо использовать отличные от указанных выше частоты.
Говоря о беспроводной связи, нельзя не затронуть вопрос безопасности такого соединения. Помимо фокуса с частотными шаблонами и необходимости синхронизации приемопередачи в стандарте Bluetooth предусмотрено шифрование передаваемых данных с ключом эффективной длины от 8 до 128 бит и возможностью выбора односторонней или двусторонней аутентификации (конечно, можно обойтись вообще без аутентификации), что позволяет устанавливать стойкость результирующего шифрования в соответствии с законодательством каждой отдельной страны (в некоторых странах запрещено использование сильной криптографии:). В дополнение к шифрованию на уровне протокола может быть применено шифрование на уровне приложений - здесь уже применение сколь угодно стойких алгоритмов никто не ограничивает.
Часто приходится сталкиваться с мнением, что находящиеся в пределах действия связи Bluetooth-устройства могут просто соединиться и начать обмениваться информацией, которая, возможно, не предназначена для сторонних ушей или глаз. На самом деле автоматический обмен информацией между Bluetooth-устройствами ведется лишь на уровне аппаратного обеспечения, т.е. исключительно для определения самого факта возможности соединения. А вот на уровне приложений пользователь сам решает, ввести или запретить автоматическую установку связи. Таким образом, использование Bluetooth становится не опаснее подключения к Интернету, в котором все узлы также соединены электрически, но это еще не означает получение безоговорочного доступа к любому ресурсу.
Стоит также заметить, что стандарт Bluetooth разрабатывался с расчетом на малую мощность, поэтому воздействие его на организм человека сведено к минимуму.
Основным направлением использования Bluetooth должно стать создание так называемых персональных сетей (PAN, или private area networks), включающих такие разноплановые устройства, как мобильные телефоны, PDA, МР3-плееры, компьютеры и даже микроволновые печи с холодильниками (вот уж что давно не подключали в сеть ). Возможность передачи голоса позволяет встраивать интерфейс Bluetooth в беспроводные телефоны или, например, беспроводные гарнитуры для сотовых телефонов. Возможности применения Bluetooth на практике безграничны: помимо синхронизации PDA с настольным компьютером или подсоединения относительно низкоскоростной периферии вроде клавиатур или мышей интерфейс позволяет очень просто и с небольшими затратами организовать домашнюю сеть. Причем узлами этой сети могут быть любые устройства, имеющие потребность в информации либо обладающие необходимой информацией.
Давайте сравним Bluetooth с другим не менее известным интерфейсом беспроводной связи - IEEE 802.11, тем более что оба решения уже доступны на широком рынке. Основные различия между ними можно свести к следующему:
| IEEE 802.11 | Bluetooth | |
|---|---|---|
| 1. Назначение | Беспроводные домашние/офисные сети | Замена кабельных соединений для компактных коммуникационных средств |
| 2. Рабочая частота | 2.4 ГГц | 2.4 ГГц |
| 3. Максимальная скорость передачи данных | 11 Мбит/сек (IEEE 802.11b), 2Мбит/сек (IEEE 802.11) | 721 Кбит/сек |
| 4. Дальность действия | 100 м | 10 м или 100 м |
| 5. Максимальное количество узлов | 128 устройств на сеть | 8 устройств на одну пикосеть, макс. 10 пикосетей, т.е. до 71 устройства на один scatternet |
| 6. Голосовые каналы | Нет (опционально) | 3 канала |
| 7. Доступность | Сейчас | Сейчас |
| 8. Цена | $100-$400 за узел | Около $5 за узел |
Как легко заметить, интерфейс Bluetooth намного лучше приспособлен для использования в тех беспроводных устройствах связи, где требуется достаточно низкая цена, нет необходимости в высоких скоростях и желательно низкое энергопотребление. Однако, как уже отмечалось, возможно создание комбинированных сетей, тем более что IEEE 802.11 работает совершенно по другому принципу кодирования передаваемых данных, следовательно, находясь на одной и той же рабочей частоте, оба стандарта будут слышать друг друга физически, но чужие сигналы будут расценены каждым из них как посторонний шум.
Немаловажным аспектом в развитии Bluetooth является тот факт, что эта технология не подлежит лицензированию и ее использование не требует выплаты каких-либо лицензионных отчислений (хотя и требует подписания бесплатного соглашения). Такая политика позволила многим компаниям энергично включиться в процесс разработки устройств с интерфейсом Bluetooth, кои были в большом количестве продемонстрированы на выставке CeBIT 2001.
Наибольший интерес, естественно, вызывают устройства, обеспечивающие переход с уже существующих интерфейсов на Bluetooth. Одним из них стало Industrial Bluetooth Serial Port Adapter шведской компании connectBlue. Как видно из названия, это устройство предназначено для промышленного применения и позволяет подключать к Bluetooth любые приборы, оборудованные последовательным портом:
Типичным вариантом использования может стать, например, конфигурирование промышленных установок при помощи ноутбука.
- дальность действия - до 10 м,
- скорость передачи - 300-115200 Кбит,
- напряжение питания - 9-30 Вольт.
Компания Belkin, знаменитая, в частности, своими продуктами для шины USB, представила целый набор устройств Bluetooth:
Эта карта формата PCMCIA Type II позволяет всем устройствам, имеющим подобный слот, получить Bluetooth интерфейс со скоростью до 721 Кбит/сек. Дальность действия - 10 м.
Здесь мы видим отличное USB решение для настольных (и не только) компьютеров: характеристики те же, что и в предыдущем случае, к тому же это устройство позволяет обмениваться данными по голосовым каналам.
Есть даже адаптер для Palm V: Palm просто кладется в него, как в стандартную кроватку, после чего можно синхронизироваться с настольным компьютером или выходить в Интернет при помощи мобильного телефона, также снабженного Bluetooth интерфейсом. Данный адаптер питается от батареи самого Palm'а.
На выставке можно было найти даже Bluetooth адаптер для Compact Flash:
Компания Troy XCD представила адаптер для подключения принтера с интерфейсом Centronics к Bluetooth:
Компания обещает выпустить его на рынок в начале лета, примерная стоимость - около 195$.
Не менее интересным вариантом применения технологии Bluetooth может стать организация беспроводного доступа в локальную сеть и/или Интернет для устройств в малом офисе или дома. Безусловным лидером в этой области стала компания Red-M , представившая свое решение - сервер Red-M 3000AS:
А вот фотография его прототипа в работе:
3000AS представляет собой Linux-сервер, который может также работать как шлюз в локальную сеть или Интернет. В отличие от большинства других Bluetooth-устройств 3000AS имеет мощный приемопередатчик, обеспечивающий связь в пределах 100 м, причем в комплект входит внешняя антенна, повышающая надежность связи при наличии внешних помех. Для подключения можно использовать ISDN (с выбором вариантов "постоянно онлайн" или "подключение по требованию"), 10/100 Мбит Ethernet, а также RS-232 для сервисного применения. Сервер может также быть запитан через UPS.
Для расширения доступа к серверу могут использоваться малогабаритные точки доступа Red-M 1000AP:
Сервер автоматически определяет и конфигурирует все точки доступа, находящиеся в пределах дальности его действия. Внешние устройства могут быть подсоединены к точке доступа через 10/100 Мбит Ethernet.
Схожую систему представил MiTAC: их Bluetooth Access Point несет на борту 750МГц процессор Transmeta Crusoe TM5400, встроенный NAT и DHCP сервер и, как и предыдущий образец, мощный приемопередатчик дальностью действия до 100 м:
Отличным дополнением к такой системе может стать устройство от Canon - Bluetooth модуль для цифрового фотоаппарата:
Только представьте себе - фотоаппарат сможет автоматически сбрасывать снимки через Bluetooth-гейт на вашу рабочую станцию, или тот же субноутбук, или даже через подключенный к Интернет сотовый телефон с поддержкой Bluetooth… в общем, возможности бесконечны.
Распространенным вариантом является подключение стандартных устройств ввода через Bluetooth, например, вот так:
Sony представила на CeBIT специальный модуль в формате Memory Stick под названием InfoStick:
Очень неплохая идея, особенно учитывая наличие аналогичного устройства для Compact Flash.
Остается только заметить, что лицензирование поддержки Bluetooth бесплатно и необходимо только для заключения соглашения об использовании торговых марок. Так что в скором будущем мы вполне можем ожидать появление Bluetooth в лампочках и утюгах :). А если серьезно, то технология Bluetooth может совершить настоящую революцию в мире персональных коммуникаций и вообще в жизни человека. А вот насколько нам нужна еще одна революция - это еще предстоит решить.
Текстовые дисплеи встречаются повсюду: в турникетах общественного транспорта, в парковочных терминалах и вендинговых аппаратах. Само собой, текстовые ЖК-индикаторы годятся и для самодельной электроники, когда семисегментного индикатора мало, а ставить навороченный графический экран — избыточно. Рассмотрим особенности текстовых экранов на примере девайсов российской компании МЭЛТ.
Видеообзор
Что это такое
Рассматриваемые нами ЖК-дисплеи относятся к знакосинтезирующим индикаторам: они выводят буквы, цифры и типографские знаки из готовой таблицы символов, в отличие от графических дисплеев, которые рисуют произвольное изображение по точкам.
На текстовых экранах удобно отображать численные показания датчиков (температуру, влажность, скорость и так далее), выводить статусы и меню устройства. Для задач посложнее нужно смотреть в сторону графических дисплеев.
Чем выделяется линейка текстовых экранов МЭЛТ? Перечислим несколько особенностей.
- Крупные символы на ЖК-матрице с LED-подсветкой хорошо читаются при разном освещении.
- Дисплейные модули выдерживают лёгкие механические нагрузки и широкий диапазон температур (от -20 до 70 °C), поэтому они подходят для уличных устройств.
- Экраны оснащены контроллером КБ1013ВГ6, который совместим с популярным Hitachi HD44780 и уймой проектов для него.
- Встроенная таблица символов включает русский и английский язык, а также белорусские, украинские и казахские символы.
Разрешение экрана
Минимальная единица текстового экрана — 1 символ, поэтому вместо пиксельного разрешения уместно говорить о количестве знакомест на экране.
У нас представлены дисплеи МЭЛТ с тремя вариантами разрешения:
-
— две строчки по 8 символов; — две строчки по 16 символов; — четыре строчки по 20 символов.
Компактный текстовый экран 8×2 подходит для вывода времени, даты и показаний датчиков, но для информативных текстовых менюшек он маловат. Чтобы сделать удобное текстовое меню без суровых ограничений на количество символов, выбирайте экраны покрупнее с разрешением 16×2 и 20×4.
Интерфейс экрана
Базовые модели ЖК-индикаторов МЭЛТ подключаются через параллельный интерфейс, который занимает от 6 до 10 пинов на управляющей платформе. Если кроме дисплея вы планируете подключать минимальное количество модулей — подобный сценарий вас устроит. Но как быть, если в вашем проекте буквально каждый пин на счету?
В таком случае уместно выбрать текстовый дисплей с интерфейсом I²C. Во-первых, он сэкономит кучу пинов: для управления ему достаточно всего двух проводов, поэтому на контроллере высвободится место для нескольких дополнительных датчиков. Во-вторых, вы сможете программно активировать подсветку экрана через тот же интерфейс I²C. А если вам попадётся любопытный проект, где используется обычный экран с параллельным интерфейсом, то воплощение с I²C-дисплеем не потребует переделок: он обратно совместим с базовыми моделями, включая распиновку.
Экраны с параллельным интерфейсом:
Экраны с интерфейсом I²C:
Питание экрана
Большинство текстовых экранов МЭЛТ рассчитано на 5-вольтовое питание — а значит, они заработают от контроллеров Arduino и совместимых платформ с напряжением 5 В. При этом напряжение логических уровней лежит в диапазоне 3,3–5 В, поэтому, если подвести внешнее питание, 5-вольтовый дисплей сможет работать с 3,3-вольтовой платформой.
Если вашим проектом рулит плата с напряжением 3,3 вольта (Arduino серии MKR, Raspberry Pi, ESP32 и т. д.) — удобнее взять соответствующий дисплей с питанием 3,3 В, чтобы избежать лишних проблем с совместимостью.
Экраны с питанием 3,3 В:
В итоге
Знакосинтезирующие дисплеи не теряют своей актуальности, потому что на них можно наглядно отобразить информацию с вашего девайса или создать текстовое меню без особых усилий в плане разработки. Достаточно лишь взять ту модель экрана, которая обладает достаточным количеством символов и сочетается по интерфейсу и питанию с остальными компонентами устройства.
Многие наверняка так или иначе знакомы с роликами YouTube канала Ekaterina Sinitsyna Santoni, с подачи которой люди по всему миру начали тестировать своих получивших вакцину знакомых на появившиеся в их теле MAC-адреса. И сегодня интересной историей обо всем этом поделился со всеми наш читатель Karna.
Давно не рассказывал продолжение истории с братом который работает в крупном частном строительном холдинге, где по велению акционеров привили принудительно весь офис. Напомню кратко предысторию.
Выпустили приказ по компании об обязательной вакцинации. Брат написала отказ. Его демонстративно отстранили от работы, с блокировкой пропуска. Всех сотрудников, около 200 человек, привили. Как только брат собрался писать жалобу в трудовую инспекцию и прокуратуру, работодатель пошёл на попятную и заменил отстранение дистанционнкой.
Прошло 2 недели. Он сегодня первый день появился в офисе. И вот такую картину видит на рабочем месте. Айфон упорно не видит, но через доп. приложение или ноут на винде светятся десятки активных блютуз устройств вокруг. Офис в центре Москвы, наверняка в покрытие 5G попадает. Вот они все и активненькие.
Таким образом информация постепенно накапливается и скорее всего какие-то девайсы на основе графена в вакцинах присутствуют. При попадании в поле вышки 5G графен начинает вырабатывать электричество, устройства активируются и Bluetooth их видит. На данный момент представляет собой загадку функция этого Bluetooth-устройства. Является ли это какой-то микросхемой-сертификатом, подтверждающим прививку, или его функции гораздо больше? Но если функция шире, то в чем она заключается?
МЫ ПРОВЕРИЛИ НА МАЯЧКИ. 99 процентов, что это правда. Письмо в Редакцию.
ВПЕРЕД В "СВЕТЛОЕ" БУДУЩЕЕ. К ЧИПАМ. В Сингапуре туристов обяжут носить устройства слежения -.
Зуб проследит за тобой: ученые встроили в протез Wi-Fi и Bluetooth.
Швейцарская компания представила носки с RFID-чипами.
Сингапурские ученые создали чип для беспроводной связи, быстрее Bluetooth в тысячу раз.
Абсолютное большинство современных мобильных устройств оснащено такой беспроводной технологией, как Bluetooth, однако находятся и те, кому до сих пор незнакомы её функции.
Разобравшись в том, что же такое на самом деле блютуз, пользователь сможет понять принцип его работы. Сделать это не так уж и сложно.
Что же это такое? Понятие, технические особенности и принцип работы
Итак, Bluetooth представляет собой особый стандарт передачи данных между устройствами беспроводным образом.
Передача может осуществляться как между гаджетами различных типов (например, ноутбуком и смартфоном), так и между подобными устройствами (двумя телефонами).
С самого начала своего появления эта технология получила множество версий, последней из которых стала Bluetooth 4.0. Сегодня ею оснащены многие современные многофункциональные девайсы.
Версия позволяет пользователям сообщаться на расстоянии до 100 метров и передавать данные со скоростью до 1-го мегабита в секунду. Дополнительное оборудование при этом не требуется.
Принцип работы технологии блютуз основывается на использовании радиосвязи в диапазоне ISM. Именно этот диапазон используют в беспроводных сетях, а также ряде бытовых приборов.
При этом само оборудование является недорогим, а уровень сопротивляемости помехам – высоким. Кроме того, энергопотребление невысоко, а значит, увеличивается время работы iPhone и других мобильных устройств.
Если рядом по Bluetooth сообщаются несколько устройств, друг другу они не мешают, поскольку последовательность переключения частот известна только самим аппаратам, и они могут перестраиваться на другие частоты вполне синхронно.
Ну а вследствие того, что передача происходит по алгоритму псевдо-случайности, сохраняется конфиденциальность.
В случае утери нужных данных они будут переданы повторно. При этом используются самые различные системы кодировки аудио-сигналов, потому они не повторяются.
Разобравшись с тем, что это такое, можно остановиться более подробно и на его технических характеристиках.
Итак, как уже было сказано, беспроводная сеть использует диапазон ISM, который свободен от необходимости в лицензировании, а последовательность переключения между частотами случайна.
Несущая частота сигнала меняется 1,6 тыс. раз за секунду, что и обеспечивает высокий уровень сопротивляемости различным помехам.
Это также возможно благодаря особому расширению спектра, в котором частота перестраивается скачкообразно (метод FHSS).
Использование системы блютуз
Кроме мобильной техники, данная технология активно используется в ноутбуках, настольных и планшетных компьютерах. Многие подобные устройства оснащаются встроенным модулем беспроводного соединения Bluetooth.
Технология блютуз обеспечивает связь между цифровыми фотоаппаратами, ПК, мышками, сканерами, гарнитурами, наушниками, клавиатурами, принтерами и смартфонами.
Сегодня в продаже можно найти даже Bluetooth-адаптеры с флеш-накопителями.
Компания МЭЛТ анонсировала выпуск модернизированных знакосинтезирующих ЖК-дисплеев, которые будут поддерживать не только традиционные 8/4-битные параллельные шины, но и интерфейс I²C. При его использовании для обмена данными потребуются всего две сигнальные линии – SDA и SCL, что позволяет управлять работой дисплея даже с помощью микроконтроллеров с малым числом выводов.
Еще одним преимуществом дисплеев МЭЛТ является широкий выбор моделей [1]. Сейчас к услугам разработчиков – около полутора сотен графических ЖК, более пяти сотен знакосинтезирующих и более тридцати сегментных. Модели отличаются форматами изображения, напряжением питания (3/5 В), цветом подсветки (янтарным, желто-зеленым, красным, голубым, белым), типом изображения (прямым или инвертированным), наличием или отсутствием термокомпенсации и так далее.
МЭЛТ продолжает пополнять свой модельный ряд. На этот раз компания анонсировала выпуск знакосинтезирующих ЖК-дисплеев с поддержкой интерфейса I²C. При этом предполагается, что новые модели по-прежнему смогут работать с традиционными 8/4-битными параллельными шинами и будут иметь повыводную совместимость с предшественниками.
Пока что в планах компании значится выпуск модернизированных версий наиболее популярных моделей MT-20S4A и MT-16S2H. Если спрос на новинки будет высоким, последует обновление и других знакосинтезирующих ЖК-дисплеев.
Стоит отметить, что использование I²C дает модернизированным дисплеям несколько важных преимуществ:
- возможность простой интеграции со стеком Arduino. При этом от разработчиков не потребуется каких-либо усилий по сопряжению, так как для Arduino I²C является базовым интерфейсом;
- возможность работы с микроконтроллерами с малым числом выводов. Если традиционный четырехбитный параллельный интерфейс требует от контроллера семи портов ввода-вывода, то при использовании I²C понадобится всего два;
- расширение функционала для управления подсветкой дисплея (об этом подробнее рассказано в разделе, посвященном подключению микросхемы INF8574).
Обзор знакосинтезирующих ЖК-дисплеев МЭЛТ
Номенклатура знакосинтезирующих ЖК-дисплеев МЭЛТ насчитывает 19 серий, которые объединяют более 500 моделей (таблица 1). При таком многообразии легко выбрать дисплей с требуемыми характеристиками (рисунок 1):
Рис. 1. Примеры знакосинтезирующих ЖК-индикаторов МЭЛТ
Таблица 1. Серии знакосинтезирующих ЖК-дисплеев МЭЛТ
Модели дисплеев, построенные на базе ЖК-контроллера ST7070, поддерживают как параллельные 8/4-битные шины, так и последовательный интерфейс SPI. Для обмена по SPI от управляющего контроллера требуется всего лишь четыре порта ввода-вывода. Условным недостатком семейств с контроллером ST7070 можно считать малое разнообразие моделей – их насчитывается «всего» тридцать.
Номенклатура ЖК-дисплеев на базе контроллера КБ1013ВГ6 гораздо шире – почти пять сотен моделей! КБ1013ВГ6 производства компании ОАО «Ангстрем» является отечественным аналогом микросхем HD44780 производства Hitachi и KS0066 от Samsung. Отличительными чертами КБ1013ВГ6 являются:
Вместе с тем, в последнее время постоянно повышается спрос на бюджетные микроконтроллеры, такие как STM8 или ATtiny. Эта тенденция достаточно логична. Например, микроконтроллеры STM8S003F имеют до 8 кбайт памяти, встроенные генераторы (16 МГц и 128 кГц), стандартный набор интерфейсов (UART, I²C, SPI), 10-битный АЦП. При этом стоимость этих микросхем составляет менее $0,5 для корпусных исполнений TSSOP-20.
Корпус TSSOP-20 имеет 20 выводов. Если от этого числа отнять три вывода питания (VDD, VSS, VCAP), вывод сброса (NRST), вывод программирования (SWIM), пару выводов для внешнего резонатора (которые, впрочем, могут использоваться и как порты ввода-вывода), то у разработчика остается всего 13 свободных линий. Таким образом, ЖК-дисплей с параллельным интерфейсом «съест» почти все свободные выводы.
Идя навстречу потребителям, инженеры компании МЭЛТ нашли выход из сложившейся ситуации. Они предлагают добавить поддержку I²C-интерфейса для уже существующих моделей на базе КБ1013ВГ6. Такой подход не только позволит модернизированным ЖК-дисплеям работать с маловыводными бюджетными контроллерами, но и поможет безболезненно решить вопросы обратной совместимости и сохранения богатства номенклатуры.
Сейчас предполагается провести модернизацию наиболее популярных моделей MT-20S4A и MT-16S2H. Если опыт будет признан успешным, то далее последует обновление и других моделей знакосинтезирующих ЖК-дисплеев.
Дисплеи MT-20S4A и MT-16S2H – рабочие лошадки от МЭЛТ
Рис. 2. Внешний вид дисплея MT-16S2H-3FLA
Модели MT-20S4A и MT-16S2H пользуются высокой популярностью у разработчиков и простых любителей электроники.
Габариты дисплея составляют 79x44x9,5 мм (рисунок 3). Для его подключения используется один ряд из шестнадцати металлизированных отверстий с шагом 2,54 мм. При этом нумерация контактов выполнена не по порядку: 16 и 15 выводы вынесены отдельно. Эту особенность следует иметь в виду.
Рис. 3. Габаритные размеры дисплеев MT-16S2H
Рис. 4. Внешний вид дисплея MT-20S4A-2VLA-3V
Размеры MT-20S4A составляют 98x60x13 мм (рисунок 5). Для его подключения используется один ряд из шестнадцати металлизированных отверстий с шагом 2,54 мм. В отличие от MT-16S2H, у MT-20S4A нумерация выводов идет по порядку: слева направо.
Дисплеи MT-20S4A и MT-16S2H не являются совместимыми по выводам. Однако они используют одни и те же параллельные интерфейсы обмена данными, так как построены на базе одного и того же контроллера КБ1013ВГ6.
Рис. 5. Габаритные размеры дисплеев MT-20S4A
Режимы обмена данными с контроллером КБ1013ВГ6
ЖК-контроллер КБ1013ВГ6 работает только с параллельными интерфейсами разрядностью 8 или 4 бита.
Адресный сигнал RS (вывод A0 дисплея) – определяет выбор между передачей данных и команд управления. Если на этой линии установлен логический 0, то возможна запись в регистр команд (IR) или чтение счетчика адреса и бита занятости BS. Если же RS = 1, то обмен происходит с регистром данных (DR).
Сигнал R/W необходим для задания направления передачи. В цикле записи на этой линии устанавливается 0, в цикле чтения – 1.
Фиксация данных при записи или чтении происходит по срезу сигнала E.
Для реализации такого обмена требуется 11 портов ввода-вывода. Для уменьшения числа линий возможно использование 4-битного интерфейса.
Рис. 7. 4-битный режим обмена с контроллером КБ1013ВГ6
Очевидно, что 11 или 7 сигнальных линий – это недопустимо много для бюджетных микроконтроллеров с малым числом выводов. Решить эту проблему можно сменой ЖК-контроллера КБ1013ВГ6, но при этом придется проделать гигантскую работу по разработке новых дисплеев. Чтобы избежать этого, инженеры МЭЛТ предлагают использовать старый ЖК-контролер и дополнительный преобразователь I²C-интерфейса на базе микросхемы INF8574. Такой подход позволит снизить число необходимых для обмена выводов, сократить трудоемкость по переработке существующих моделей, сохранить многообразие номенклатуры и обеспечить обратную совместимость.
Модернизация малой кровью: реализация I²C-интерфейса на базе INF8574
Рис. 8. Дополнительные контакты в дисплеях MT-20S4A с I 2 C
Таблица 2. Назначение выводов дисплеев MT-20S4A и MT-16S2H
Рис. 9. Структура микросхемы INF8574
Таблица 3. Характеристики микросхемы INF8574
Анализ схемы включения I²C-преобразователя INF8574 в новых дисплеях МЭЛТ
В новых дисплеях предполагается использовать все восемь портов микросхемы INF8574 (рисунок 10):
Рис. 10. Схема включения микросхемы INF8574 в новых дисплеях от МЭЛТ
Предложенная схема имеет целый ряд особенностей:
Обмен данными с модернизированными дисплеями МЭЛТ по I²C
Рис. 11. Диаграммы обмена с дисплеями по I 2 C
После формирования состояния Start управляющий микроконтроллер посылает адрес ведомого устройства и бит направления передачи. Адрес состоит из семи бит и для INF8574 имеет вид 0-1-0-0-A2-A1-A0. Значение битов A2-A1-A0 определяется состоянием перемычек на соответствующих выводах микросхемы.
Передача каждого байта по I²C завершается сигналом подтверждения ACK от ведомого.
После задания адреса и направления передачи следует посылка байта/байтов данных. В соответствии со схемой подключения вначале следуют биты DB7…DB4, затем бит состояния LED-подсветки, далее идут биты служебных сигналов E, R/W ,RS (A0 по именованию МЭЛТ). В данном случае речь уже идет о сигнале R/W, относящемся к параллельном интерфейсу.
Несмотря на внешнюю простоту, обмен с дисплеем по I²C имеет несколько тонких моментов:
Несмотря на высокую сложность программной реализации I²C, стоит отметить и два положительных момента:
- процессы инициализации и обмена данными не изменились, так как дисплеи построены на базе привычного ЖК-контроллера КБ1013ВГ6;
- существуют готовые бесплатные библиотечные функции, такие, например, как Arduino-LiquidCrystal-I2C-library для Arduino, в которых все тонкие моменты уже реализованы.
Особенности программирование ЖК-индикаторов МЭЛТ с I²C
Так как новые дисплеи по прежнему используют ЖК-контроллер КБ1013ВГ6, то с алгоритмической точки зрения инициализация и обмен данными не претерпели изменений. Программисты даже могут применять часть библиотечного кода, который создавался для индикаторов с параллельным интерфейсом. Речь идет о файле AllText4. c входящим в пакет примеров SamplesOfLCMsProgramming.zip (доступен для скачивания на сайте МЭЛТ).
В частности, основная функция main из AllText4.c по-прежнему остается актуальной:
Тем не менее, аппаратные функции, в частности – LCDinit() и WriteByte(byte b, bit cd), из этого файла должны быть переопределены для работы с I²C. Кроме того, файл AllText8.c не содержит реализацию функции задержек и функций инициализации и работы с портами ввода-вывода. Пользователь должен создать их самостоятельно для конкретного используемого микроконтроллера.
Перспективы применения ЖК-индикаторов МЭЛТ с интерфейсом I²C
Области применения ЖК-дисплеев производства компании МЭЛТ достаточно разнообразны, что является следствием целого ряда преимуществ:
Перечисленные достоинства делают дисплеи МЭЛТ весьма привлекательными для таких приложений, как автомобильная электроника, промышленное оборудование, оборудование для нефтегазовой отрасли и так далее.
Появление поддержки интерфейса I²C дополнительно расширяет область применения дисплеев:
- идеальное решение для любительской электроники на базе стека Arduino;
- отличный вариант для бюджетных приложений.
Если новые ЖК будут востребованы на рынке, можно будет ожидать обновления других семейств знакосинтезирующих дисплеев.
Заключение
Недавно компания МЭЛТ анонсировала запуск модернизированных знакосинтезирующих дисплеев, которые, кроме параллельного интерфейса, имеют поддержку I²C. Эти ЖК-индикаторы построены на базе привычного контроллера КБ1013ВГ6, а функционал I²C реализуется с помощью микросхемы расширителя портов ввода-вывода INF8574. Для обмена по I²C управляющему микроконтроллеру потребуется всего пара выводов, в то время как ранее при использовании параллельных интерфейсов было необходимо не менее семи портов.
Наличие у дисплеев поддержки I²C оказывается весьма привлекательной особенностью при работе с микроконтроллерами с малым числом выводов, а также при совместном использовании с платами Arduino.
Читайте также: