Fernschreib- und Morse-Telegrafie mit den
AVR-MicroControllern ATtiny2313 und ATtiny4313
|
| Stand: 2019-03-10 |
| |
Der Telegrafie-"Decoder": |
|
Die Telegrafie-Bake: |
Aktueller Firmware-Stand:
RCrx1.54 vom 2012-02-10
|
|
Aktueller Firmware-Stand:
RC.1.43 vom 2011-07-14
|
Der Telegrafie-Decoder gibt in (Baudot-Code, CCITT2) Fernschreib-
oder Tastfunk-Telegrafie (Morse-Code) empfangene
Nachrichten/Funksprüche in Klartext an einem LC-Display aus.
Die Firmware dient nicht zum Entschlüsseln codierter Nachrichten!
|
|
Die Telegrafie-Bake sendet zyklisch einen Text
in Fernschreib-Telegrafie oder im Morse-Code.
|
|
Beschreibung der Elektronik
|
Das hier von mir vorgestellte Projekt ist als Demonstration zu betrachten. Zum praktischen Einsatz des
Telegrafie-"Decoder's" wäre das Display wirklich zu klein. Es kann jedoch durch ein größeres 2-zeiliges HD47780-kompatibles
Display ersetzt werden. Dazu wäre der im EEPROM befindliche Wert für die Anzahl der im Display
sichtbaren Zeichen pro Zeile entsprechend anzupassen. (s. Telegrafie-"Decoder",
Abschnitt "Das EEPROM des Controller's").
Die hier vorgestellten Projekte basieren auf einer relativ einfach aufgebauten Schaltung eines Bausatzes der Firma Pollin. Er
war dort unter der Artikel-Nummer
810148
für weniger als EUR 8,00 erhältlich, unter der Bezeichnung "Pollin Spiel I" (oder "Braintraining") und konnte zu verschiedenen
Einsatz- und Experimentier-Zwecken dienen.
Der Bausatz ist inzwischen nicht mehr lieferbar, aber dessen Schaltung läßt sich wirklich super-einfach selbst aufbauen, z.B. auf einer kleinen Lochraster- oder Streifenleiter-Platine.
Der Schaltplan dazu befindet sich auf Seite 6 der Anleitung, die derzeitig noch als Download unter
https://www.pollin.de/productdownloads/D810148B.PDF verfügbar ist.
Ich habe den Microcontroller ATtiny2313 meines Bausatzes umprogrammiert sodaß die Schaltung als Telegrafie-"Decoder"
oder als Telegrafie-Bake arbeitet. Ferner läßt sich auch der pin-kompatible ATtiny4313 in dieser Schaltung nutzen.
Dieser bietet doppelt so viel Flash, SRAM und EEPROM gegenüber des ATtiny2313.
Die neue Firmware (Ein bißchen Assembler-Theorie):
Die Firmware für den RTTY/CW-"Decoder" und für die Bake habe ich in Assembler geschrieben, und zwar aus folgendem Grund:
Zumindest beim RTTY/CW-"Decoder" hätte die Größe des Kompilats eines in BASIC (BASCOM) oder in C geschriebenen Programms, die Größe des Flash's überschritten und somit nicht mehr in einen ATtiny2313 gepaßt.
Erst war auch mein Assembler-Programm um 8 Byte größer als der Flash-Speicher des ATtiny2313. Es ließ sich jedoch in soweit optimieren, indem ab dem RCALL die nachfolgenden Sprünge zu weiteren Sub-Routinen jeweils in RJMP
geändert wurden, um erst zum Abschluß der zuletzt aufgerufenen Subroutine mit einem RET die Rücksprung-Adresse vom Stack zu holen, um das Programm nach dem RCALL fortzusetzen.
|
(Abb. 1) Vorher: Das Original
|
Der Bausatz:
Der Bausatz enthielt alle - für das ursprünglich als Spiel konzipierte Gerät - nötigen Teile inklusive Batteriekasten für 3 AA-Zellen, sowie eine ausführliche Anleitung mit Schaltplan.
Die Schaltung war gemäß der beiliegenden Anleitung simpel aufzubauen. 4,5V Gleichspannung waren zur Versorgung nötig.
Zur Steuerung diente ein ATtiny2313 der Firma Atmel der in die dem Bausatz beiliegende IC-Fassung gesteckt wurde. Das Spiel war in C
geschrieben und als Compilat in den Micro-Controller geflasht worden.
Der Source-Code
sowie die Anleitung stehen bei Pollin
derzeitig noch zum Download http://www.pollin.de/shop/dt/MTU4OTgxOTk-/Bausaetze_Module/Bausaetze/Bausatz_Pollin_Spiel_I.html bereit.
Zur eigenen Programmierung kann die ISP-Schnittstelle verwendet werden oder der
Chip der Fassung entnommen werden um diesen auf einem anderen Board zu flashen.
|
Die Schaltung:
Der ATtiny2313 nutzt seinen integrierten 1MHz-Oszillator. Als Eingabe-Einheiten werden 5x Taster (hier in blau) an den Controller-Pins PD0-PD4 verwendet (leider etwas schlecht entprellt).
Zwei davon befinden sich an den Controller-Pins INT0 und INT1. Sie bieten damit die Möglichkeit externe (und auch Software-)
Interrupts auszulösen.
Im "Decoder" und in der Bake wird der Interrupt INT0 genutzt um jederzeit den Empfang oder die Sendung zu
unterbrechen.
Als Ausgabe-Einheiten dienen 5x LEDs (ebenfalls mit den Controller-Pins PD0-PD4 verbunden) und ein LC-Display. Pollin verwendet
hier ein HD47780-kompatibles LCD-Modul vom Typ
C0802-04.
Es stellt zwei Zeilen á 8 Zeichen pro Zeile dar.
Über PB0-PB3 steuert der ATtiny2313 das Display über dessen Datenleitungen D4-D7, RS liegt an PA1 und E an PA0. Der
Display-Anschluß RW liegt an GND (keine Auswertung des Busy-Flag's möglich). Der Micro-Controller steuert den Kontrast
über einen Spannungsteiler an PB4 und die Versorgungsspannung des Displays (VDD) über PD6. Mit PD5 gibt der ATtiny2313 Töne an
den Buzzer aus. Das Signal aus PD5 wird der Frequenz entsprechend getaktet, da der Buzzer ein Piezo-Schallwandler und kein
Summer ist, wie auch beim Pollin-Evaluations-Board! (Den "Schnibbel" über dem Buzzer habe ich nur deshalb auf ihm belassen weil
er mir sonst zu laut wäre.)
Quellen:
Der Bausatz Pollin Spiel I
Das Datenblatt zum ATtiny2313 und ATtiny4313
Das Display: C0802-04
ist ebenfalls nicht mehr lieferbar, kann aber durch ein anderes HD47780-kompatibles Display ersetzt werden, wobei der im EEPROM befindliche Wert für die Anzahl der im Display
sichtbaren Zeichen pro Zeile anzupassen wäre, und auch ggf. gem. Datenblatt des verwendeten Displays entsprechend, die Schaltung! (s. Telegrafie-"Decoder", Abschnitt "Das EEPROM des Controller's").
|
|
Änderung der Firmware zum Telegrafie-"Decoder" oder zur -Bake für RTTY & CW
|
Für einen ersten Test ist keinerlei Umbau der Elektronik nötig. Alle Ein- und Ausgabe-Einheiten funktionieren
einfach nur.
Der ATtiny2313 läßt sich zwar in der Schaltung über den ISP programmieren, aber zum Testen und Flashen nutze ich
von Pollin-Electronic das
ATMEL Evaluations-Board
(auch als Bausatz erhältlich)
mit dem ATMEL AddOn-Board.
Als Entwicklungsumgebung und Cross-Compiler dient mir das Atmel AVR-Studio. Zum Flashen nutze ich PonyProg2000. (beides steht im Internet zum kostenlosen Download bereit).
Das Programm habe ich in Assembler geschrieben, sonst hätte ich den Umfang nicht in den 2kB-kleinen Flash des
ATtiny2313 bekommen. Somit ergaben sich keine Probleme mit den zeitkritischen Anteilen innerhalb des Programms.
Da der Flash-Speicher des ATtiny2313 relativ klein ist, habe ich nur das Nötigste in ihm untergebracht.
|
|
Die hardware-seitige Entwicklungs-Umgebung:
|
Das kostengünstige Atmel-Evaluations-Board von Pollin-Electronic nutze ich zum Flashen der Controller. Es dient mir aber auch zusammen
mit dem AddOn-Board als Test-Umgebung, (s. Abb. 2).
Die Programme habe ich so entwickelt daß sie wahlweise auf einem ATtiny2313, ATtiny4313
oder einem ATmega8 "laufen". Die INCLUDE-Anweisung zu Beginn des Source-Code's bestimmt für welchen
MicroController das Programm kompiliert wird.
Den ATmega8 habe ich im Atmel-Evaluations-Board verwendet, da ich zum Testen ein bißchen mehr Speicher brauchte und weil es einfach bequemer für mich war.
Nur der ATmega8 funktioniert daher mit dem AddOn-Board!
Die Ports der ATtinys habe ich passend zur Pollin-Spiel-Elektronik programmiert, daher funktionieren diese
nicht mit dem AddOn-Board!
Erst nach erfolgreichem Abschluß der Programmier-Arbeiten habe ich den ATmega8 dem Evaluations-Board entnommen und den ATtiny2313 in die dafür vorgesehene
IC-Fassung des Pollin-Spiels gesteckt, jedoch nur um diesen mit PonyProg2000 zu flashen. Anschließend habe ich ihn in das Pollin-Spiel
gesteckt.
|
(Abb. 2) Das Evaluations- und ADD-On-Board im Testbetrieb
|
Anschluß-Belegung des Atmel Evaluations- & Addon-Board's:
Erfahrungsbericht & Praxis-Test zum Pollin Atmel Evaluations-Board:
|
|
|
Vertrauen ist gut, Kontrolle ist besser!
|
|
Die Überprüfung der Fernschreib- und Tastfunk-Signale der Telegrafie-Bake
wurden von mir mit dem kommerziell gefertigten Telereader CD670 durchgeführt:
|
(Abb. 3) Signal-Auswertung mit einem Comax Telereader CD670
|
Letzte Änderungen/Neuigkeiten bezüglich der Firmware:
... am Tefegrafie-Decoder (Demodulator)
| Datum | Version | Bemerkung |
| 2012-02-10 | v1.54 | Auswertung der CW-Kombination SK und des Buchstaben ß als sz |
| 2011-10-17: | | Bereitstellung der HEX-Files für ATtiny2313, ATtiny4313 und ATmega8. |
| 2011-10-16 | v1.53 | Source-Anpassung auch für den ATtiny4313. |
| 2011-10-09 | v1.52 | Wechsel zwischen BU- und ZI-Ebene während des Fernschreib-Empfangs (RTTY). |
