Возможная экранная форма программы – оболочки показан на рис. 8. Она должна выполнять основные функции для обеспечения приема/передачи текстовой информации через порт компьютера.

Меню «Файл» состоит из опций «Открыть», «Сохранить» и «Выход». Первая функция обеспечивает открытие текстового файла. Вторая обеспечивает сохранение информации в редакторе программы в текстовый файл.

Меню «Режим» позволяет установить текущий режим работы – «Записная книжка» или «Блокнот».

Меню «Операции» содержит выбор производимой операции с записной книжкой. Операция «Запись» записывает содержимое редактора программы в память записной книжки. Соответствующий режим установлен в меню «Режим». Операция «Считать» позволяет считывать информацию из текущего режима в редактор программы.

Меню «О…» содержит информацию о производителе продукта, его наименование и помощь по использованию.

В качестве микроконтроллера применен AT89C51. Он является функционально завершенными однокристальными микроконтроллером, содержащими на кристалле все необходимые узлы для работы в автономном режиме и предназначенными для реализации различных цифровых алгоритмов управления.

Основными критериями выбора были энергопотребление и наличие четырех портов ввода – вывода. При этом применение в устройстве контроллеров с сокращенным количеством портов потребовало бы введения дополнительных микросхем и усложнило бы программную реализацию. Возможно применение модификаций с увеличенным объемом памяти программ, однако при этом потребление микроконтроллера увеличивается на 25 % и больше. Памяти объемом 4 кбайт вполне хватает для программы. Частота резонатора принята равной 3.6864 Мгц= 11.5920 Мгц. На этой частоте последовательный порт настраивается на обмен на частоте:

f = fрез / 12*32 = 9600 Гц, где fрез – частота резонатора.

Значение перезагрузки счетного регистра таймера для частоты 5 Гц равно TH0 = 0FFFh:

(FFFFh - TH0) = fрез / 12*5.

Эта частота является минимальной для удовлетворения требованиям по времени поиска информации. Максимальное время поиска:

T = FFFFh*5*Tцикла, где FFFFh - максимальное количество ячеек памяти при поиске (в режиме «блокнот» или «записная книга»), Tцикла – время одного машинного цикла, при выбранной частоте:

Tцикла = (fрез / 12)-1 = 3.2 мкс.

Отсюда T ≈ 1 с.

Микросхема KР1564ИР33 имеет зарубежный аналог 74НС573 и 5514БЦ1Т3(4)-573 производства ОАО «Ангстрем», превосходящий аналоги по своим характеристикам.

Рисунок 9 - Цикл чтения из внешней памяти данных

Цикл чтения памяти данных представлен на рис. 9. Значения даны в наносекундах с учетом частоты резонатора. Минимальное время удержания младшего байта адреса на линии равно 130 нс. Данная задержка не позволила применить универсальный регистр на микросхеме К561ИР6, у которой максимальная задержка составляет 1 мкс. Схема включения регистра с памятью стандартная для работы с внешней памятью.

Включение устройства происходит при нажатии на кнопку SB1. При этом поступает питающее напряжение на все микросхемы устройства. Конденсатор C15 служит при этом подавителем дребезга для обеспечения устойчивого запуска микроконтроллера.

После включения микроконтроллер проводит инициализацию устройств и переходит в режим IDLE. При этом он выполняет подпрограммы управления с частотой 5 Гц от прерывания таймера. Каждую пятую долю секунды происходит обновление параметров – ввод данных с клавиатуры, вывод на дисплей, отсчет времени. Такой алгоритм применен для экономии энергопотребления, т.к. при работе записной книжки микроконтроллер большую часть времени простаивает, а в отдельные моменты должен выполнять работу с повышенной скоростью. Это происходит, например, в момент нажатия клавиши и вывода при этом данных на индикатор. Экономия энергопотребления микроконтроллера составляет около 75% (15х5 мВт). Экономия для всего устройства – около 55 % .

Клавиатура состоит из 14 линий сканирования и 5 линий опроса. Таким образом максимальное количество клавиш клавиатуры равно 70. В разрабатываемом устройстве при этом используется 68 клавиш.

Срабатывание клавиш происходит при нажатии. Подавление дребезга контактов осуществлено программным способом.

При сканировании клавиатуры на линии опроса подается код «бегущий ноль». При этом на одну из линий опроса выдается нулевой сигнал, на остальные – единичный. При нажатии на клавишу происходит выдача нулевого сигнала на выход соответствующей линии сканирования через защитный диод. Таким образом можно получить код нажатой клавиши, зная линию сканирования и опроса.

После определения нажатой клавиши происходит ее обработка программой управления.

Клавиатура устройства должна быть реализована в виде несоединенных проводников на печатной плате. Для замыкания проводников может использоваться гибкая матрица кнопок, соединенных резиновой подложкой. Каждая кнопка внизу содержит участок токопроводящей резины. При нажатии резина замыкает проводники на плате. Такое построение аналогично клавиатуре портативных калькуляторов.