Универсальный контроллер CD-ROM-магнитофон с дистанционным управлением

     

Универсальный контроллер CD-ROM-магнитофон с дистанционным управлением


Универсальный контроллер CD-ROM-магнитофон с дистанционным управлением

Александр Торрес

Харьков.

В последние годы многие проявляют большой интерес к контроллерам CD-ROM. Компакт-диск стал наиболее распространенным и дешевым источником музыки. Появившись сначала в переносных  и стационарных аудио-проигрывателях,  музыкальных центрах, привод CD-ROM нашел широчайшее применение в компьютерной технике как носитель цифровой информации. Постоянно появляются новые модели  CD приводов, увеличивается их скорость, а старые модели  выводятся из эксплуатации. Вместе с тем,  любой компьютерный привод кроме цифровых данных, пригоден также для воспроизведения музыкальных компакт-дисков. Многие приводы имеют специальные кнопки, позволяющие прослушивать аудиодиски без всякого программного обеспечения, а также использовать их в автономном режиме, т.е. без компьютера. Для этого надо всего-навсего подать на привод питание (+5 и +12 вольт), вставить диск и нажать кнопку “Play”. Однако, старые модели обычно выпускались без специальных «аудио кнопок», да и новые их имеют не все. Кроме того, такой «CD-проигрыватель» получается уж слишком упрощенным, поэтому многие конструкторы разрабатывали и продолжают разрабатывать специальные контроллеры, превращающие компьютерный CD-привод в более-менее настоящий аудио-проигрыватель.

В различных конференциях Фидо и Интернет, постоянно появляются вопросы типа: «что надо подать на разъем привода, чтобы он начал играть». На это можно сразу ответить коротко – просто замкнуть определенные контакты не выйдет!  CD-привод это сложное устройство, и для его управления нужно в него посылать специальные команды, считывать из него сигналы состояния и т.д., что возможно только при использовании микропроцессора. Приводы CD-ROM исторически выпускались с различными интерфейсами – Sony, Mitsumi, Panasonic, IDE, SCSI. Первые три уже практически вышли из употребления, последний применяется в наиболее дорогих устройствах. Поэтому наиболее актуальным является управление приводом с интерфейсом IDE, хотя хронологически, первым опубликованным контроллером был контроллер с интерфейсом Panasonic.
Но приводов с  интерфейсом Panasonic не так уж и много, плюс его автор не сделал свободно доступной «прошивку», т.е. программу управления микропроцессора контроллера. Далее в различных источниках появлялись различные схемы и прошивки для контроллеров IDE, известно также про некоторые разработки, но появившиеся в печати или сетях (автор тоже этим грешен – первый контроллер на PIC16C74 я сделал в 96 году), как правило на микропроцессорах MCS-51, PIC или Z80. Наиболее известным является контроллер [1] Романа Иващенко (digitalr@chat.ru, 2.4613/204.21) – построенный на дешевом  и доступном Z80,  со свободно распространяющейся прошивкой.

Предлагаемая разработка никоим образом не является конкурентом уже опубликованных конструкций, однако во многом от них отличается. Она представляет собой гибрид старой конструкции на PIC16C74, и нового спецконтроллера, разрабатывавшегося несколько для иных целей, и построенная на микроконтроллере серии AVR – AT90S8515 фирмы Atmel. Чем она отличается от уже имеющихся конструкций? Во первых гораздо меньшим количеством деталей – простейший вариант можно собрать за вечер без печатной платы, просто на макетке!

Во вторых – большими возможностями и универсальностью. Кроме управления CD-ROM, она может управлять также лентопротяжным механизмом магнитофона, тем самым появляется возможность построения аудио комплекса на одном контроллере. В третьих – наличие в микропроцессоре AT90S8515 встроенной энергонезависимой памяти данных (EEPROM) позволяет держать в ней настраиваемые пользователем параметры. В четвертых – возможность использования дистанционного управления. В пятых… Впрочем, обо всем по порядку.

При управлении CD-ROM предусмотрены следующие команды:  Play, Stop, Pause, переход на следующий трек, переход на предыдущий трек, переход на 10 сек. вперед, переход на 10 сек. назад, открытие/закрытие трея, синхронный пуск на запись магнитофона, и следующие режимы: непрерывное воспроизведение диска, останов после проигрывания одного трека, произвольное воспроизведение, обзор диска.


Все режимы работы отображаются на индикаторе, вместе с номером текущего трека, числом треков (в режиме СТОП),  временем звучания. Индикация времени звучания также переключается, возможно отображение времени от начала трека, от начала диска, до конца трека и до конца диска. Управление магнитофоном и его индикация будут рассмотрены ниже.





«Сердцем» контроллера является базовый блок (рис.1), состоящий из микропроцессора, ЖКИ индикатора, IDE-разъема и буферной микросхемы (561ЛН2). В таком виде, блок пригоден для управления ИЛИ CD-ROM (режим CD) ИЛИ магнитофоном (режим Tape), единственное отличие заключается в подключении ЖКИ индикатора – при работе с CD-ROM сигнал DI берется с вывода PB5 (как показано на рис.1), а при работе с магнитофоном используется вывод PB6 (сигнал DI’). В качестве индикаторов, применены “телефонные” ЖКИ, обычно являющиеся отходами при производстве АОН-ов.

Для одновременного управления И CD-ROM И магнитофоном (режим CD&Tape), необходимо  еще использовать 8-разрядный регистр (рис.2) и второй ЖКИ, подключаемый к разъему J3.



Рассмотрим поподробнее схему базового блока (рис.1). К управляющему микроконтроллеру U1 подключен IDE-разъем J1.  Основной ЖКИ индикатор G1 подключен через  делители напряжения к соответствующим выходам процессора. Питание на основной индикатор подается через ограничитель напряжения и от батарейки. В выключенном состоянии индикатор работает как часы, для установки которых служат кнопки S1 и S2. Одна служит для выбора устанавливаемого параметра, вторая – для установки его значения. Разъем J3 предназначен для подключения второго индикатора (магнитофона). В случае использования двух индикаторов (при управлении CD&Tape) батарейка и кнопки устанавливаются только для одного из них – зачем вам две пары часов в одном устройстве? Сигнал НК второго индикатора замкнут на общий.

Разъем J4 служит для программирования процессора прямо в схеме. Через разъем J2 подаются сигналы с кнопок непосредственного управления (НУ) или с блока дистанционного управления (ДУ).


В последнем случае, кнопки НУ подключаются к самому блоку ДУ (рис 3.). Микросхема U2 служит преобразователем высокого напряжения с ДУ и формирования строба. Так необходимо для блока ДУ на базе микросхемы 1506ХЛ2 с пультом на 1506ХЛ1, применяемых в телевизорах. Грамотные конструкторы могут переделать данный узел в случае применения других блоков ДУ. Главное – обеспечить соответствующие сигналы на входа процессора: инверсный двоичный код клавиши на входах PD4-PD7 (сигналы IK0-IK3) и отрицательный строб на входе PD2 (сигнал IKR). Начинаться строб должен после установки кода, длительность – больше нескольких микросекунд.

Таким образом, для управления используется до 16 кнопок (команд), причем какая кнопка соответствует какой команде – определяется пользователем. Первая половина команд (коды 0-7) используется для управления CD, вторая (коды 8-15) – для управления магнитофоном.



Выводы PB0-PB2 процессора используются для задания адреса IDE-порта, и для ввода трех сигналов – джампера “setup”, датчика закрытия кассетоприемника, и третий пока зарезервирован.

На рисунке 3 показана одна из возможных схем дистанционного управления на базе телевизионных микросхем 1506ХЛ2 (приемник) и 1506ХЛ1 (передатчик). Схема самого инфракрасного приемника и передатчика не показаны, поскольку они стандартны. 1506ХЛ2 в приемнике включена по типовой схеме, за исключением кварцевого резонатора – он выбран на частоту, отличающуюся от обычно применяемой в телевизоре 4 Мгц.  Передатчик также требует доработки – установки микропереключателя «телевизор-аудиокомплекс», замыкающий резистор, идущий с 4-й ножки 1506ХЛ1. Если же вы не используете управление отечественным телевизором, то можно использовать пульт без доработки, установив в приемник кварц 4Мгц. Для управления используются кнопки переключения каналов и выключения питания. Поскольку редко пульт содержит 16 кнопок переключения каналов, можно запрограммировать имеющиеся на выполнение самых часто используемых функций с пульта ДУ, а полный набор кнопок иметь на передней панели аппарата.


Кнопки НУ и кнопка выключения питания подключаются к входам микросхемы 1506ХЛ2. Возможно установка переключателя CD-Tape, переключающего 8 кнопок с кодов 0-7 на коды 8-15. Если пульт ДУ используется только для аудио комплекса, можно использовать все 16 кнопок, перекоммутировав их на плате навесным монтажом, в принципе, при этом можно обойтись без кнопок НУ вообще, для упрощения схемы. Для питания дешифратора и приемника ДУ необходимо напряжение 13-18в, хотя отдельные экземпляры работают и при 12в. Кнопка S1 служит для  выключения питания, включение производится нажатием на любую рабочую кнопку (это относится как к кнопкам пульта ДУ, так и к кнопкам НУ). При этом изменяется состояние вывода М микросхемы 1506ХЛ2, которое можно использовать для управления питания всей остальной схемы. Включенному состоянию соответствует высокое напряжение на этом выводе. Более подробно описание 1506ХЛ1 и ХЛ2 приведено в [2].

При переключении каналов, микросхема 1506ХЛ2 блокирует звук телевизора, на время нажатия кнопки. Это свойство используется для генерации строба микропроцессору – широтно-импульсный сигнал управления звуком, подается на интегратор, и после преобразования уровня – на вход микропроцессора.

При использовании базового блока без ДУ, можно использовать набор кнопок с диодно-транзисторным (или любым другим) шифратором.  Вместо ДУ на базе серии 1506 с кодом RC4, можно использовать еще один микроконтроллер, принимающий коды ДУ в коде RC5, и использовать импортные пульты ДУ. Для этого достаточно дешевых контроллеров младших серий PIC, AVR или MCS-51.

При подаче питания с установленным джампером “setup”, контроллер входит в режим установки параметров. Для отображения используются оба ЖКИ-индикатора, поэтому если подключен только один, то неважно какой именно.

Управляющие коды кнопок 0-7 также тождественны кодам 8-15, и используются следующим образом:

Содержание раздела