AVT2660.pdf

Odtwarzacz CD

2 6 6 0

Do czego to s³u¿y?

zastosowaniu, dodatkowego sterownika

uzyskano bardzo wiele mo¿liwoœci sterowa-

nia napêdem zarówno z dwoma przyciska-

mi, jak i z jednym. Mo¿liwe sta³o siê wy-

œwietlenie informacji o czasie trwania utwo-

ru, numerze odtwarzanej œcie¿ki itd. Prosto-

ta sterownika przyczyni³a siê do zmniejsze-

nia zwi¹zanych z nim kosztów do mini-

mum, z których najdro¿szymi s¹ mikrokon-

troler oraz wyœwietlacz LCD 2*16 znaków.

Jako uk³ad komunikuj¹cy siê z napêdem za-

stosowany zosta³ mikrokontroler AVR typu

AT90S8515, którego wielk¹ zalet¹ jest mo¿-

liwoœæ programowania w zamontowanym

ju¿ uk³adzie docelowym. Wiele starszych

modeli napêdów CD-ROM ró¿ni³o siê miê-

dzy sob¹ list¹ wykorzystywanych poleceñ.

Aby sterownik pracowa³ z wiêkszoœci¹ na-

pêdów, stara³em siê nie korzystaæ z poleceñ

oznaczonych jako opcjonalne.

Przedstawiony sterownik realizuje nastê-

puj¹ce funkcje odtwarzacza:

- Sterowanie odtwarzaczem mo¿liwe jest na-

stêpuj¹cymi przyciskami: poprzedni utwór,

start, pauza, stop, nastêpny utwór, przewija-

nie do ty³u, przewijanie do przodu, czas oraz

tryb odtwarzania.

- Istnieje mo¿liwoœæ sterowania odtwarza-

czem za poœrednictwem pilota z kodem RC5.

- Zastosowanie alfanumerycznego wyœwie-

tlacza LCD umo¿liwi³o prezentacjê na nim

numeru odtwarzanej œcie¿ki, jej czasu trwa-

nia, trybu odtwarzania oraz informacji o sta-

nie odtwarzacza.

- Wyœwietlany czas trwania utworu mo¿e byæ

pokazywany w czterech trybach: jako czas

od przodu trwania utworu, czas od ty³u trwa-

U wielu z nas znajduj¹ siê stare, ale spraw-

ne, starsze modele popularnych napêdów

CD-ROM, które mo¿na wykorzystaæ do bu-

dowy w³asnego odtwarzacza p³yt CD.

Wiêkszoœæ napêdów ju¿ po zastosowaniu

zewnêtrznego zasilacza gotowych jest do

u¿ytku jako odtwarzacz CD. Mowa tu o na-

pêdach, które na przedniej œciance maj¹ do-

datkowy przycisk „start/nastêpny utwór”.

Ale istniej¹ napêdy, które maj¹ tylko jeden

przycisk „Eject” i przez do³¹czenie jedynie

zewnêtrznego zasilacza nie da siê ich wyko-

rzystaæ. Rozwi¹zaniem tego problemu mo¿e

byæ dodatkowy sterownik, który poprzez

komunikacjê z napêdem przez z³¹cze IDE

mo¿e sterowaæ potrzebnymi funkcjami do

prawid³owego odtwarzania p³yt CD. Dziêki

Rys. 1 Schemat ideowy

Elektronika dla Wszystkich

nia utworu oraz jako czas od przodu i czas od

ty³u trwania ca³ej p³yty CD.

- Odtwarzanie utworów mo¿liwe jest

w trzech nastêpuj¹cych trybach: odtwarzanie

jednorazowe ca³ej p³yty CD, odtwarzanie

w kó³ko p³yty CD oraz odtwarzanie losowe

utworów CD.

Poni¿szy kontroler przyda siê tym wszyst-

kim, którzy nie posiadaj¹ w domu odtwarzacza

p³yt CD, a chc¹ wykorzystaæ zakupiony za nie-

wielk¹ sumê pieniêdzy komputerowy napêd

CD-ROM. Kontroler powsta³ w nawi¹zaniu do

zamieszczonego w EdW 9/2001 na stronie 30

artyku³u „Co zrobiæ ze starym napêdem CD-

ROM”, w którym zaprezentowany by³ wspo-

mniany prosty sposób wykorzystania napêdów

poprzez zastosowanie zewnêtrznego Ÿród³a za-

silaj¹cego. Sygna³ z analogowego wyjœcia napê-

du CD-ROM jest dobrej jakoœci, ale je¿eli zale-

¿y nam na niskich szumach wyjœciowego sy-

gna³u, to mo¿na wykorzystaæ cyfrowe wyjœcie,

którego sygna³ mo¿na zdekodowaæ specjalnym

przetwornikiem np. przedstawionym w Elektro-

nice Praktycznej 2/2000 i 3/2000. Poniewa¿ te-

mat sposobu komunikacji z napêdem CD-ROM

jest rozleg³y, ju¿ na pocz¹tku chcê powiedzieæ,

¿e nie zostanie on dok³adnie omówiony. Zajê³o-

by to wiele miejsca, a przecie¿ artyku³ ma doty-

czyæ g³ównego bohatera - jakim jest kontroler

steruj¹cy prac¹ napêdu CD-ROM poprzez z³¹-

cze IDE. Je¿eli bêdzie du¿e zainteresowanie

sposobem komunikacji przez z³¹cze IDE, to

mo¿liwe bêdzie przygotowanie osobnego arty-

ku³u przedstawiaj¹cego g³ówne aspekty tej¿e

komunikacji. Wówczas po dok³adne dane bê-

dzie trzeba siêgn¹æ do odpowiednich specyfika-

cji interfejsu IDE lub jego odchyleñ jak ATAPI,

który u¿ywa IDE jako fizycznego interfejsu, ale

korzysta z poleceñ SCSI. ATAPI jest najczêœciej

u¿ywanym interfejsem czytników CD-ROM,

który pokrótce i w wielkim uproszczeniu przed-

stawiam w dalszej czêœci artyku³u.

przy rozszerzeniu kontrolera o np. dodatkowy

cyfrowo sterowany przedwzmacniacz. Odbior-

nik U7 odbiera nadawany z pilota kod RC5,

który po odfiltrowaniu noœnej podawany jest na

wejœcie PD2. Uk³ad U6 jest specjalizowanym

uk³adem, dbaj¹cym o prawid³owy przebieg ze-

rowania napêdu CD-ROM oraz mikrokontrole-

ra U1. Napêd CD-ROM do swojej pracy potrze-

buje dwóch stabilizowanych napiêæ o warto-

œciach +5V i +12V. Zasilacz kontrolera i napêdu

CD-ROM zosta³ zbudowany z TR1, B1, stabili-

zatorów i kondensatorów filtruj¹cych otrzyma-

ne napiêcia.

Program zapisany w U1 zosta³ napisany

w rewelacyjnym BASCOM AVR, przy czym

nie bêdê go tutaj przedstawia³ ze wzglêdu na

wielkoœæ, jak¹ on zajmuje (7,5kB). Program jest

trochê rozbudowany, a przedstawienie tutaj

którejœ procedury zajê³oby sporo miejsca, gdy¿

wiele z nich jest powi¹zanych ze sob¹. Myœlê,

¿e przedstawianie dalej ogólnych informacji

o sposobie komunikowania siê z napêdem CD-

ROM pozwoli na ³atwiejsze samodzielne przea-

nalizowanie kodu Ÿród³owego programu. Za po-

moc¹ wspomnianych linii CSx oraz DAx mo¿-

na wybraæ okreœlone rejestry, jak np. rejestr sta-

tusu, który przedstawia informacje o stanie na-

pêdu, rejestr danych s³u¿¹cy do wprowadzania

i wysy³ania danych, rejestr b³êdów, rejestr cech

czy rejestr wyboru dysku. Na przyk³ad zapis do

okreœlonego rejestru napêdu bêdzie polega³ na

odpowiednim ustawieniu linii CS i DA, wpisa-

niu 16-bitowych danych do wys³ania na linie

danych D0 – D15, które zostan¹ wys³ane po

ujemnym impulsie sygna³u DIOW/. Odczyt da-

nych bêdzie podobny, bo zmiana bêdzie doty-

czy³a jedynie sygna³u na wejœciu steruj¹cym

DIOR/. Protokó³ transportu ATAPI sk³ada siê

z poleceñ oraz pakietów poleceñ. Ka¿de wys³a-

nie pakietu musi byæ poprzedzone wys³aniem

polecenia „ATAPI PACKET” o kodzie A0h.

Wys³anie polecenia ATAPI IDENTIFY DEVI-

CE (A1h) zwraca informacje o napêdzie, jego

producencie, wersji oprogramowania firmowe-

go czy w jakiej d³ugoœci maj¹ byæ przesy³ane

pakiety poleceñ, które mog¹ byæ d³ugoœci 12 lub

16 bajtów. Polecenie to w opisywanym uk³adzie

zosta³o wykorzystane do okreœlenia d³ugoœci pa-

kietu danych oraz do odczytu nazwy modelu

CD-ROM. Przy wysy³aniu polecenia nale¿y po-

daæ d³ugoœæ danych do odbioru, wpisywanych

do 16-bitowego rejestru licznika bajtów. Dane

o liczbie œcie¿ek oraz miejsc pocz¹tków œcie¿ek

w³o¿onej p³yty CD odczytywane s¹ z tzw. tabli-

cy zawartoœci TOC. Odczytane pocz¹tki utwo-

rów pobierane s¹ w formacie MSF. Format

MSF polega na tym, ¿e adres sektora podany

jest w minutach, sekundach oraz ramkach,

maj¹cych d³ugoœæ 1/75 sekundy. Czas oraz nu-

mer odtwarzanej œcie¿ki pobierany jest z podka-

na³u danych (kod 42h), z którego mo¿na pobraæ

czas relatywny odtwarzanej œcie¿ki oraz abso-

lutny odtwarzanej p³yty CD. Na podstawie

tych danych mo¿na obliczyæ ró¿ne formaty

czasów przedstawiaj¹cych czas odtwarza-

nej œcie¿ki. Przy analizie programu bardzo

pomocna bêdzie specyfikacja interfejsu

ATAPI, w której dok³adnie opisany jest ten

standard. Przyciski realizuj¹ce przewijanie

w ty³ i do przodu oraz nastêpny utwór i po-

przedni zosta³y zrealizowane programowo.

Zawarte w programie komunikaty w formie

rozkazów by³y u¿ywane przy testowaniu po-

prawnoœci transmisji i dzia³ania niektórych

Rys. 2 i 3 Schematy monta¿owe

Jak to dzia³a?

Schemat ideowy kontrolera znajduje siê na ry-

sunku 1 . Ca³oœæ zosta³a zbudowana w bardzo

prosty sposób i z niewielk¹ liczb¹ uk³adów sca-

lonych. Do przesy³u danych miêdzy mikrokon-

trolerem a napêdem wykorzystano dwa porty

PA oraz PC. Dane z portu PA s¹ dodatkowo za-

trzaskiwane w U3 wysokim impulsem na wej-

œciu C. Dane przes³ane do U3 s³u¿¹ do multiple-

ksowania klawiatury oraz do wyboru odpowie-

dnich rejestrów napêdu CD-ROM. Zapisem

oraz odczytem danych z napêdu steruj¹ linie

DIOW/ oraz DIOR/. Wyjœcie INTRQ sygnali-

zuje zg³oszenie przerwania od napêdu CD-

ROM. Wyjœcia portu PB oprócz sterowania wy-

œwietlaczem odczytuj¹ stan klawiatury, która

jest multipleksowana, jak wspomnia³em, po-

przez zatrzask U3. Linie portu PD0, PD1 oraz

PD3 steruj¹ przep³ywem danych przy komuni-

kacji z napêdem, natomiast linie PD6 oraz PD7

tworz¹ magistralê I 2 C, która bêdzie pomocna

Elektronika dla Wszystkich

poleceñ, dlatego te¿ nie kasowa³em ich, gdy¿

mog¹ byæ pomocne przy zmianach oprogra-

mowania i jego póŸniejszym testowaniu.

sta³ wygl¹d przyk³adowej p³yty czo³owej,

któr¹ po przeniesieniu na papier samoprzylep-

ny nale¿y nakleiæ na przód obudowy. Rysun-

kiem œciany przedniej obudowy mo¿na siê po-

s³u¿yæ do wyznaczenia otworów, które nale¿y

wyci¹æ i wywierciæ. Na przedniej p³ycie mo¿-

na umieœciæ wy³¹cznik zasilania, tak jak to

wykonano w egzemplarzu modelowym. Wy-

ciêty otwór na odbiornik podczerwieni przed

przyklejeniem rysunku p³yty czo³owej mo¿na

zakryæ np. kawa³kiem naœwietlonego filmu

lub odpowiednio wyciêtym kawa³kiem czer-

wonego plexi. Z umocowanie napêdu CD-

ROM w obudowie raczej nie powinno byæ

problemu, gdy¿ posiada on wiele przeznaczo-

nych do tego otworów. Na tylnej œciance trze-

ba wyci¹æ otwór pod gniazdo bezpiecznikowe

oraz dwa na gniazda wyjœcia sygna³u, które

mog¹ byæ typu chinch. Nale¿y je pod³¹czyæ do

gniazda audio z ty³u obudowy napêdu, które

zazwyczaj s³u¿y do pod³¹czenia karty dŸwiê-

kowej. Jak by³o wspomniane, mo¿na wyko-

rzystaæ wyjœcie cyfrowe, ale bêdzie siê to wi¹-

za³o z dodatkowym kosztem jakim jest prze-

twornik. Po wykonaniu ca³oœci i w³¹czeniu na

wyœwietlaczu powinna pojawiæ siê nazwa

u¿ytego napêdu, oczywiœcie je¿eli producent

umieœci³ go w pamiêci napêdu. Je¿eli wystê-

puje komunikat „brak komunikacji”, to przy-

czyn¹ mo¿e byæ z³e ustawienie zworki napêdu

CD-ROM, która jak wspomina³em powinna

byæ ustawiana na „MASTER”. Je¿eli komuni-

kat nazwy napêdu pojawi³ siê, nastêpnym po-

winien byæ napis „NO DISK”, je¿eli w napê-

dzie nie ma p³yty CD. Po umieszczeniu p³yty

w napêdzie, przez chwilê pojawi siê napis in-

formuj¹cy o liczbie œcie¿ek zawartych na CD

oraz ca³oœciowym czasie ich trwania. Po tych

komunikatach odtwarzacz jest gotowy do pra-

cy, któr¹ mo¿na rozpocz¹æ naciskaj¹c przycisk

„Play”. Poniewa¿ ka¿dy napêd ma przycisk

„Eject”, nie by³o potrzebne umieszczaæ takie-

go przycisku na p³ytce z przyciskami, gdy¿ nie

mia³oby to wiêkszego przecie¿ sensu. Po

sprawdzeniu wszystkich przycisków steruj¹-

cych zosta³o do sprawdzenia jedynie sterowa-

nie pilotem z kodem RC5. Funkcje odtwarza-

cza zosta³y przypisane jedynie do przycisków

pilota od 1 do 9, których znaczenie jest nastê-

puj¹ce:

- przycisk 1: Play

- przycisk 2: Pause

- przycisk 3: Stop

- przycisk 4: Utwór poprzedni

- przycisk 5: Time (tryb pokazywania czasu

trwania p³yty i œcie¿ki)

- przycisk 6: Utwór nastêpny

- przycisk 7: Przewijanie do ty³u

- przycisk 8: Mode (tryb odtwarzania œcie¿ek)

- przycisk 9: Przewijanie do przodu

Dzia³anie przycisku „Stop” jest podwójne,

gdy¿ np. przy odtwarzaniu œcie¿ki 12 i po

przyciœniêciu przycisku „Stop” zrealizuje on

swoj¹ podstawow¹ funkcjê. Ale ponowne jego

naciœniêcie spowoduje, ¿e wybrana zostanie

automatycznie pierwsza œcie¿ka. Jest to bar-

dzo pomocne, gdy¿ przez podwójne naciœniê-

cie przycisku „Stop” mo¿na szybko powróciæ

do pocz¹tkowego utworu odtwarzanej p³yty

CD. Nale¿y pamiêtaæ, ¿e kontroler bêdzie po-

prawnie pracowa³ z napêdami, które s¹ spraw-

ne, dlatego te¿ przy zakupie starego napêdu

CD-ROM warto siê upewniæ, czy jest on

sprawny i ¿e powodem pozbycia siê go nie

jest zu¿ycie diody laserowej czy mechani-

zmów. Na samym pocz¹tku artyku³u wspo-

mniane by³o, ¿e jest mo¿liwoœæ wykonania do

uk³adu dodatkowego przedwzmacniacza, ale

ze wzglêdu na brak pamiêci programu mikro-

kontrolera U1 do³¹czony przedwzmacniacz

bêdzie musia³ mieæ swój mikrokontroler,

który z kontrolerem CD-ROM mo¿e siê ko-

munikowaæ poprzez wyprowadzon¹ magistra-

lê I 2 C. Wyœwietlacz LCD mo¿e byæ wspó³-

dzielony przez dwa uk³ady przez odpowiednie

sterowanie dodatkowym multiplekserem czy

innym podobnym uk³adem. Je¿eli bêd¹ proœby

o taki przedwzmacniacz, to z chêci¹ go wyko-

nam. Wydaje mi siê ¿e w³asnorêcznie wyko-

nany niewielkim kosztem odtwarzacz p³yt CD

przyczyni siê do zadowolenia jego wykonaw-

ców lub tych osób, dla których go wykonano.

A mo¿e postanowi¹ dodatkowo zmodyfiko-

waæ lub rozszerzyæ niektóre istniej¹ce ju¿

funkcje odtwarzacza CD.

Monta¿ i uruchomienie

Ca³y uk³ad kontrolera nale¿y zmontowaæ na

dwóch p³ytkach drukowanych, z których

g³ówna z mikrokontrolerem jest dwustronna.

Obie p³ytki przedstawione zosta³y na rysun-

ku 2 oraz rysunku 3 . Monta¿ drugiej p³ytki

nale¿y rozpocz¹æ od wlutowania dwóch zwo-

rek, przechodz¹c dalej do elementów najwiêk-

szych, przy czym odbiornik podczerwieni po-

winien byæ zamontowany na le¿¹co. Przy

monta¿u p³ytki sterownika nale¿y zadbaæ

o poprawnoœæ monta¿u, gdy¿ póŸniejsze wy-

lutowanie elementów mo¿e byæ k³opotliwe

bez odpowiednich narzêdzi, a nawet mo¿e do-

prowadziæ do uszkodzenia p³ytki. Na p³ytce

kontrolera nie nale¿y montowaæ stabilizato-

rów, poniewa¿ zostan¹ one przykrêcone do ra-

diatora, którym mo¿e byæ przyk³adowo obu-

dowa napêdu CD-ROM, choæ mo¿na zastoso-

waæ osobny radiator o odpowiedniej wielko-

œci. Dla lepszego odprowadzania ciep³a, stabi-

lizatory nale¿y posmarowaæ specjaln¹ past¹

zwiêkszaj¹c¹ przewodnoœæ ciepln¹. Stabiliza-

tory trzeba po³¹czyæ z p³ytk¹ przewodami

o odpowiedniej gruboœci, gdy¿ szczytowy po-

bór pr¹du mo¿e siêgaæ nawet 1,5A. W uk³a-

dzie zastosowane zosta³y stabilizatory o wiêk-

szej wydajnoœci pr¹dowej ni¿ zwyk³e. Widaæ

to po dodatkowym oznaczeniu S w symbolu

stabilizatora. Do pod³¹czenia napêdu z kontro-

lerem bêdzie potrzebna 40-¿y³owa taœma oraz

odpowiedni przewód zakoñczony wtyczk¹ pa-

suj¹c¹ do gniazda zasilaj¹cego napêdu CD-

ROM. Ja takie gniazdo wzi¹³em ze starego ze-

psutego zasilacza komputerowego, ale myœlê,

¿e jest mo¿liwoœæ zakupu takiego gniazda

w sklepie z czêœciami elektronicznymi. Aby

CD-ROM poprawnie komunikowa³ siê z kon-

trolerem, musi byæ ustawiony zwork¹ na

„MASTER”. Bez takiego ustawienia CD-

ROM nie bêdzie pracowa³ poprawnie. Po po-

prawnym zmontowaniu i pod³¹czeniu ca³oœci,

kontroler powinien od razu poprawnie praco-

waæ, zamieniaj¹c napêd CD-ROM w funkcjo-

nalny odtwarzacz p³yt CD. Potencjometrem

P1 nale¿y ustawiæ kontrast zastosowanego

wyœwietlacza LCD 2*16 znaków. Je¿eli jest

on wyposa¿ony w podœwietlenie, mo¿na je

wykorzystaæ poprzez dolutowanie od tylniej

czêœci wyœwietlacza rezystora ograniczaj¹ce-

go pr¹d diod, którego wartoœæ w urz¹dzeniu

modelowym wynosi³a 100 Ω (od wartoœci tego

rezystora bêdzie zale¿a³a jasnoœæ podœwietle-

nia). Dodatkowo nale¿y zewrzeæ odpowiedni¹

zworkê, ró¿n¹ dla ró¿nych typów wyœwietla-

czy. Samodzielnie nale¿y sprawdziæ mierni-

kiem, któr¹ zworkê zewrzeæ. Ca³oœæ w³¹cznie

z napêdem CD-ROM mo¿na umieœciæ w obu-

dowie metalowej lub plastikowej z serii Z-xx.

Na rysunku we wk³adce przedstawiony zo-

Marcin Wi¹zania

Wykaz elementów

Rezystory

R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220 Ω

P1 . . . . . . . . . . . . . . . .Potencjometr monta¿owy le¿¹cy 1k Ω

Kondensatory

C1,C2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27pF

C3,C5,C7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF

C4,C6,C8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1000µF/25V

C9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100µF

Pó³przewodniki

U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .AT90S8515

U2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Wyœwietlacz LCD 2*16

U3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .74HC573

U4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78S12

U5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78S05

U6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .DS1813

U7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .TFMS5360

B1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Mostek 1,5A

X1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Kwarc 8MHz

Inne

S1 – S9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Przyciski typu mikrostyk

Z1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .Z³¹cze goldpin 2x20

GN1 . . . . . . . . . . . . . . .Gniazdo bezpiecznikowe przykrêcane

do obudowy

GN2,GN3 . . . . . . . . . . . . . .Gniazda typu chinch przykrêcane

do obudowy

Komplet podzespo³ów z p³ytk¹

jest dostêpny w sieci handlowej AVT

jako kit szkolny AVT-2660

Elektronika dla Wszystkich

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: