Μια συλλογή τερματικών ANSI: 10 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Αυτό το έργο ξεκίνησε ως ένας τρόπος εμφάνισης κειμένου 80 στηλών σε μια οθόνη LCD κατάλληλη για τη λειτουργία ενός παλιομοδίτικου επεξεργαστή κειμένου όπως το Wordstar. Προστέθηκαν διάφορες άλλες οθόνες με μέγεθος από 0,96 έως 6 ίντσες. Οι οθόνες χρησιμοποιούν ένα μόνο PCB καθώς και ένα σκίτσο/πρόγραμμα Arduino.

Υπάρχει σειριακή σύνδεση RS232 για σύνδεση με υπολογιστή και πρίζα PS/2 για πληκτρολόγιο. Οι οθόνες επιλέχθηκαν για να αντιπροσωπεύουν αυτές που διατίθενται συνήθως σε λογικές τιμές. Ανάλογα με τη μνήμη που απαιτείται, οι οθόνες χρησιμοποιούν Arduino Nano, Uno ή Mega.

Βήμα 1: Περίληψη Οθονών

Υπάρχουν διάφορες οθόνες με ανάλυση 480x320. Αυτό επιτρέπει γραμματοσειρά 9x5 και κείμενο 80 στηλών. Υπάρχουν διάφοροι πίνακες με ανάλυση 320x240, με γραμματοσειρές 9x5 και επίσης μια πολύ μικρή γραμματοσειρά 7x3 που επιτρέπει κείμενο 80 στηλών. Υπάρχουν επίσης μικρότεροι πίνακες με 160x120 και 128x64 pixel. Επίσης οθόνες κειμένου 20x4 και 16x2, και τέλος ένας πίνακας οθόνης με αστέρι 12x2 δεκατεσσάρων τμημάτων.

Ορισμένες οθόνες χρησιμοποιούν I2C, μερικές είναι SPI και για τις μεγαλύτερες οθόνες, διαύλου δεδομένων 16 bit για ταχύτερες ταχύτητες ενημέρωσης.

Οι μικρότερες οθόνες χρησιμοποιούν το Arduino Uno. Οι μεγαλύτεροι πίνακες χρειάζονται περισσότερη μνήμη και έτσι χρησιμοποιήστε ένα Mega. Ο πίνακας οθόνης με αστέρι χρησιμοποιεί ένα Nano.

Σε αυτό το σημείο θα μπορούσα να αναφέρω ότι οι φωτογραφίες δεν αδικούν πολλές από τις οθόνες. Η μικροσκοπική λευκή oled οθόνη είναι πολύ τραγανή και φωτεινή, γεγονός που δυσκόλεψε την εστίαση της κάμερας και η οθόνη led με αστέρι φαίνεται πολύ πιο ευκρινής στην πραγματική ζωή.

Βήμα 2: Υλικό

Το PCB έχει σχεδιαστεί για να λειτουργεί με όσο το δυνατόν περισσότερες οθόνες. Είναι εύκολο να αλλάξετε μεταξύ Mega και Uno χρησιμοποιώντας τέσσερις άλτες. Υπάρχουν αντιστάσεις διαχωριστή τάσης για οθόνες που λειτουργούν σε 3V. Οι ακίδες I2C μεταφέρονται σε μια ομάδα έτσι ώστε οι οθόνες να μπορούν να συνδεθούν απευθείας. Το τερματικό λειτουργεί σε 9600 baud και ενώ μπορεί να αυξηθεί, πολλές από τις μεγαλύτερες οθόνες δεν θα επανασχεδιαστούν πολύ πιο γρήγορα από αυτό. Το πληκτρολόγιο PS2 συνδέεται σε πρίζα DIN6. Τα πληκτρολόγια USB θα λειτουργούν επίσης με φθηνό βύσμα προσαρμογέα. Μπορείτε να κάνετε μια απλή δοκιμή loopback ενώνοντας τις ακίδες 2 και 3 στο D9 και στη συνέχεια θα εμφανιστούν στην οθόνη οι χαρακτήρες που πληκτρολογείτε στο πληκτρολόγιο.

Σε ορισμένες περιπτώσεις δεν απαιτείται PCB και είναι δυνατό να λειτουργήσουν με προεγκατεστημένες μονάδες στο ebay, π.χ. προσαρμογείς PS2, πλακέτες προσαρμογέα RS232 και οθόνες που συνδέονται απευθείας σε πίνακες arduino.

Υπάρχει επίσης ένας ξεχωριστός πίνακας για την οθόνη led starburst - δείτε αργότερα σε αυτό το Instructable.

Βήμα 3: Λογισμικό

Παρακάτω είναι ένα αρχείο που ονομάζεται Package.txt Αυτό είναι στην πραγματικότητα ένα αρχείο.zip, οπότε κατεβάστε το και μετονομάστε το (το Instructables δεν επιτρέπει αρχεία zip). Περιλαμβάνεται το σκίτσο/πρόγραμμα Arduino και αυτό είναι ένα ενιαίο πρόγραμμα που χρησιμοποιείται από όλες τις οθόνες. Υπάρχουν επίσης όλα τα αρχεία.zip για κάθε μία από τις οθόνες.

Στην αρχή του προγράμματος υπάρχει μια σειρά #προσδιορίστε δηλώσεις. Αποσυνδέστε αυτό που αντιστοιχεί στην οθόνη. Χρησιμοποιήστε το Tools/Board για να επιλέξετε Uno, Mega ή Nano. Η αλλαγή πινάκων είναι τόσο απλή όσο η αλλαγή μιας γραμμής στον κώδικα.

Μία από τις προκλήσεις που λειτουργούν με πολλές οθόνες είναι ότι όλες φαίνεται να χρειάζονται τα δικά τους προγράμματα οδήγησης λογισμικού. Όλα αυτά περιλαμβάνονται στη συσκευασία. Η δοκιμή περιελάμβανε τη λήψη του πακέτου και την επανεγκατάσταση σε νέο μηχάνημα εντελώς από την αρχή. Μπορείτε επίσης να προμηθευτείτε κώδικα από το Github και το Adafruit και το LCDWiki. Υπάρχουν μερικές περιπτώσεις όπου οι νεότερες εκδόσεις δεν λειτουργούν, οπότε όλες οι εκδόσεις εργασίας περιλαμβάνονται στο zip. Περιστασιακά υπήρχαν περιπτώσεις όπου ένας οδηγός σταμάτησε ένα άλλο να λειτουργεί καθώς χρησιμοποιούσαν το ίδιο όνομα αρχείου αλλά διαφορετικές εκδόσεις. Υπάρχει μια περιγραφή στα σχόλια στο επάνω μέρος του προγράμματος που δείχνει τον τρόπο εγκατάστασης κάθε προγράμματος οδήγησης. Τα περισσότερα είναι εγκατεστημένα από το Arduino IDE με Sketch/Include Library/Add ZIP Library και αυτό παίρνει το αρχείο zip και το βάζει σε c: / users / computername / mydocuments / arduino / βιβλιοθήκες.

Εάν χρησιμοποιείτε μόνο μία οθόνη, τότε ορισμένες από αυτές τις βιβλιοθήκες δεν θα χρειαστεί να εγκατασταθούν. Τουλάχιστον χρειάζεστε τα δύο αρχεία πληκτρολογίου και ένα για τη συγκεκριμένη οθόνη. Ορισμένες εμφανίζει τον κωδικό κοινής χρήσης. Υπάρχουν πιο λεπτομερείς οδηγίες στα σχόλια στο επάνω μέρος του προγράμματος, συμπεριλαμβανομένης της λήψης της βιβλιοθήκης gfx από το Adafruit.

Καθώς όλες οι οθόνες χρησιμοποιούν το ίδιο σκίτσο Arduino, η αλλαγή των οθονών είναι απλώς θέμα μη σχολιασμού μιας από τις παρακάτω γραμμές:

// Διαφορετικές οθόνες, αφήστε ένα από τα παρακάτω χωρίς σχόλιο /3.5inch_Arduino_Display-Mega2560. Αργότερα από μερικές από τις παρακάτω επιλογές αλλά πιο ευανάγνωστη γραμματοσειρά και μεγαλύτερη οθόνη, εκκίνηση 5 δευτερολέπτων //#define DISPLAY_480X320_MCUFRIEND_ILI9486 // 3.5 ", 480x320, κείμενο 80x32, mega, 5x9 μόνο γραμματοσειρά, μόνο οι καρφίτσες uno, power, D0-D14, A0-A5, πιο ωραία γραμματοσειρά από τη μονάδα ssd1289 40 pin, αλλά πολύ πιο αργή https://www.arduinolibraries.info/libraries/mcufriend_kbv https://github.com/adafruit/Adafruit -GFX-Library //#define DISPLAY_320X240_MCUFRIEND_ILI9341 // 2.4 ", 320x240, κείμενο 53x24, mega //#define DISPLAY_320X240_SSD1289_40COL // 3.5", 320x240, κείμενο 40x20, mega, UTFT βιβλιοθήκη (αριθ.) Γρήγορο //#define DISPLAY_320X240_SSD1289_53COL // 3,5 ", 320x240, κείμενο 53x24, mega, γραμματοσειρά 9x5, μπορεί να επεξεργαστεί γραμματοσειρά. Γρήγορο //#define DISPLAY_320X240_SSD1289_80COL // 3,5", 320x240, κείμενο 80x30, mega, μικρή γραμματοσειρά 7x3, ταχύτερο πρόγραμμα οδήγησης από τα δύο παραπάνω, ταχύτερο από όλα αυτά ως 16 bit απευθείας μετάβαση στην οθόνη και όχι spi/i2c //#define DISPLAY_160X128_ST7735 // 1.8 ", 160x128, κείμενο 26x12, uno (ILI9341) SPI 128x160 //#καθορισμός DISPLAY_128X64_OLED_WHITE // 0,96 ", 128x64, κείμενο 21x6, mega, I2C, λαδωμένο λευκό σε μαύρο (η βιβλιοθήκη tft για αυτόν τον πίνακα συν όλο τον κωδικό και το πληκτρολόγιο εξαντλείται από τον αποθηκευτικό χώρο του προγράμματος, παρόλο που οι ανάγκες του RAM είναι πολύ μικρές, οπότε μόνο τρέχει σε mega) //#define DISPLAY_20X4 // κείμενο 20x4, uno, LCD με I2C, κείμενο LCD https://www.arduino.cc/en/Reference/LiquidCrystal //#define DISPLAY_16X2 // text 16x2, uno, συνδέεται στο uno, χρησιμοποιεί καρφίτσες 4 έως 10 //#define DISPLAY_STARBURST // κείμενο 12x2, nano, starburst display με nano controller //#define DISPLAY_320X240_QVGA_SPI_ILI9341 / /2.2 ", 320x240, κείμενο 11x8, uno, μεγάλη γραμματοσειρά, uno, σήματα 3v, οθόνη 9 ακίδων SPI δείτε Bodmer's Instructables-uno https://www.instructables.com/id/Arduino-TFT-display-and-font- βιβλιοθήκη/ πάρτε το zip στο κάτω μέρος και τοποθετήστε μη αυτόματα το gfx και το 9341 στο φάκελο βιβλιοθήκης arduino

Βήμα 4: Το πρότυπο ANSI

Το ANSI επιτρέπει απλές εντολές για να καθαρίσετε την οθόνη, να μετακινήσετε τον κέρσορα και να αλλάξετε χρώματα. Σε μερικές από τις φωτογραφίες υπάρχει μια επίδειξη που δείχνει όλα τα χρώματα του προσκηνίου και του φόντου. Αυτά είναι κόκκινο, κίτρινο, πράσινο, μπλε, κυανό, ματζέντα, μαύρο, λευκό, σκούρο γκρι, ανοιχτό γκρι και τα χρώματα μπορεί να είναι φωτεινά ή αμυδρά, έτσι υπάρχουν 16 χρώματα προσκηνίου και 16 χρώματα φόντου.

Είναι πολύ πιθανό να σκεφτείτε την προσθήκη σε μια λειτουργία «γραφικών» όπου μπορείτε να σχεδιάσετε εικόνες πολύ υψηλότερης ανάλυσης σε επίπεδο pixel και με 256 ή περισσότερα χρώματα. Οι κύριοι περιορισμοί είναι η εσωτερική μνήμη του Arduino και ο χρόνος που απαιτείται για την αποστολή μιας εικόνας σε σειριακό σύνδεσμο στα 9600 baud.

Ο κωδικός χρειάζεται ένα byte για την αποθήκευση του χαρακτήρα και ένα byte για την αποθήκευση των χρωμάτων (3 bit για το προσκήνιο, 3 για το φόντο, ένα για φωτεινά/αμυδρά και ένα για έντονα). Έτσι, μια οθόνη 80x30 θα χρειαστεί 2400x2 = 4800 byte, η οποία θα χωρέσει σε Mega αλλά όχι σε Uno.

Βήμα 5: Εμφανίζει

Πάνω είναι φωτογραφίες από κάθε μεμονωμένη οθόνη. Υπάρχουν φωτογραφίες από το μπροστινό και το πίσω μέρος κάθε οθόνης και αντιπροσωπεύουν πολλές από τις μάρκες που διατίθενται στο ebay ή παρόμοιες. Ορισμένα είναι I2C, άλλα παράλληλα, άλλα έχουν μεγαλύτερες γραμματοσειρές, μερικά μπορούν να εμφανίσουν πλήρεις 80 στήλες κατάλληλες για Wordstar και άλλα παλιά προγράμματα επεξεργασίας κειμένου. Υπάρχουν περισσότερες λεπτομέρειες στο κείμενο του κώδικα arduino.

Βήμα 6: Σχηματικό

Παρακάτω υπάρχουν δύο αρχεία. Ονομάζονται ως.txt καθώς το Instructables δεν χειρίζεται αρχεία.zip. Κατεβάστε τα και μετονομάστε τα σε.zip.

Υπάρχει το σχηματικό και η διάταξη του πίνακα ως αρχεία pdf. Υπάρχει επίσης ένα πακέτο για το Seeed PCB. Αυτά είναι τα ζέρμπερ και αν πάτε στο Seeed και το ανεβάσετε αυτό θα πρέπει να εμφανίσει τα gerber και στη συνέχεια μπορείτε να φτιάξετε PCB. Ο πίνακας 14 τεμαχίων είναι μεγάλος και κοστίζει λίγο περισσότερο, αλλά ο μικρότερος ταιριάζει στην προτιμώμενη μορφή 10x10cm, έτσι είναι αρκετά λογικό για 5 ή 10 σανίδες - στην πραγματικότητα τα έξοδα αποστολής είναι περισσότερα από τα σανίδια.

Είναι πολύ πιθανό να χρησιμοποιήσετε πολλές από τις οθόνες χωρίς να χρειάζεται PCB. Υπάρχουν μονάδες υποδοχής PS2, ασπίδες/μονάδες RS232 όλες διαθέσιμες στο ebay ή παρόμοια. Ορισμένες οθόνες όπως αυτές του I2C μπορούν απλά να χρησιμοποιήσουν μερικά καλώδια σύνδεσης. Ορισμένες όπως οι οθόνες SSD1289 διαθέτουν πλακέτες προσαρμογέα και μπορούν να συνδεθούν απευθείας σε Mega.

Βήμα 7: Ένδειξη Starburst

Η οθόνη starburst είναι ένας μεγαλύτερος πίνακας και χρησιμοποιεί ένα Nano και έναν αριθμό τσιπ 74xx για να κάνει την πολυπλεξία. Υπήρχαν πολλά πειράματα για να καθοριστεί πόσες οθόνες θα μπορούσατε να πολυπλέξετε πριν γίνουν πολύ αμυδρές ή το τρεμόπαιγμα γίνει πολύ αισθητό. Οι οθόνες προέρχονται από το Futurlec https://www.futurlec.com/LEDDisp.shtml Οι οθόνες των 14 τμημάτων μπορούν επίσης να κάνουν πεζά γράμματα και αυτά μπορούν να τροποποιηθούν στον κώδικα αν χρειαστεί. Μετονομάστε αυτά τα αρχεία από.txt σε.zip

Βήμα 8: Προσθήκη κώδικα για άλλες οθόνες

Είναι δυνατή η προσθήκη κωδικού για άλλες οθόνες. Το πρώτο βήμα είναι να αποκτήσετε κάτι, οτιδήποτε, για να το εμφανίσετε. Μπορεί να είναι ένα pixel ή ένα γράμμα. Αυτό περιλαμβάνει κυρίως την αναζήτηση προγραμμάτων οδήγησης, τη λήψη ενός, τη δοκιμή του, τη διαπίστωση ότι δεν θα μεταγλωττιστεί, στη συνέχεια την απεγκατάσταση αυτού του προγράμματος οδήγησης, ώστε να μην προκαλέσει σύγχυση αργότερα, και στη συνέχεια να δοκιμάσετε ένα νέο. Το επόμενο βήμα είναι να εμφανιστεί ένα γράμμα στο σωστό χρώμα, καθώς μερικές οθόνες που μοιάζουν πανομοιότυπα θα αντιστρέψουν τα χρώματα. Ευτυχώς συνήθως μόνο ένας αριθμός στον κωδικό εκκίνησης θα το διορθώσει. Το επόμενο βήμα είναι να γράψετε μερικές γραμμές για να καθορίσετε αν θα χρησιμοποιήσετε ένα uno ή mega, το πλάτος της οθόνης, το ύψος, το μέγεθος της γραμματοσειράς, τις καρφίτσες του πληκτρολογίου και ποια αρχεία προγράμματος οδήγησης θα χρησιμοποιήσετε. Αυτά ξεκινούν από τη γραμμή 39 του κώδικα και μπορείτε να αντιγράψετε τη μορφή των υφιστάμενων οθονών.

Στη συνέχεια, κατεβείτε στη γραμμή 451 και προσθέστε τον κωδικό εκκίνησης. Εδώ ορίζετε το χρώμα φόντου και την περιστροφή και ξεκινάτε την οθόνη.

Στη συνέχεια, πηγαίνετε στη γραμμή 544 και προσθέστε τον κωδικό για να εμφανίσετε έναν χαρακτήρα. Σε ορισμένες περιπτώσεις αυτή είναι μόνο μία γραμμή, π.χ.

my_lcd. Draw_Char (xPixel, yPixel, c, tftForecolor, tftBackcolor, 1, 0); // x, y, char, fore, back, size, mode

Στη συνέχεια, πηγαίνετε στη γραμμή 664 και προσθέστε τον κώδικα για να σχεδιάσετε ένα εικονοστοιχείο. Και πάλι, μερικές φορές αυτό είναι μόνο μια γραμμή π.χ.

tft.drawPixel (xPixel, yPixel, tftForecolor);

Τέλος, μεταβείτε στη γραμμή 727 και προσθέστε τον κώδικα για να σχεδιάσετε μια κάθετη γραμμή για τον δρομέα, για παράδειγμα

tft.drawFastVLine (xPixel, yPixel, fontHeight, tftForecolor);

Το πρόγραμμα ταξινομεί πράγματα όπως πόση μνήμη να διαθέσει για το buffer οθόνης με βάση το πλάτος της οθόνης και το μέγεθος της γραμματοσειράς.

Βήμα 9: Επίδειξη Wordstar

Αυτό έγινε χρησιμοποιώντας υπολογιστή CP/M και υπάρχουν πολλές διαθέσιμες επιλογές εδώ. Χρειαζόμουν κάτι γρήγορο για ρύθμιση, οπότε χρησιμοποίησα μια εξομοίωση σε ένα ESP32 (Google ESP32 CP/M). Υπάρχουν πολλοί άλλοι ρετρό υπολογιστές που διατίθενται, για παράδειγμα, η εξομοίωση FPGA του Grant Searle και το RC2014 για εκείνους που προτιμούν να χρησιμοποιούν ένα πραγματικό Z80. Πολλοί αναδρομικοί υπολογιστές τείνουν να χρησιμοποιούν ένα πρόγραμμα τερματικού σε έναν υπολογιστή ως οθόνη, π.χ. Teraterm. Πολλές διορθώσεις σφαλμάτων αυτού του έργου ANSI περιελάμβαναν παράλληλη εκτέλεση ενός τερματικού προγράμματος και του προγράμματος ANSI και διασφάλιση της ομοιότητας των οθονών.

Βήμα 10: Περαιτέρω σκέψεις

Καθώς οι οθόνες αυξάνονται σε μέγεθος, γίνονται όλο και πιο αργές. Η επανασχεδίαση ενός χαρακτήρα περιλαμβάνει επανασχεδιασμό κάθε εικονοστοιχείου σε αυτόν τον χαρακτήρα καθώς το χρώμα του φόντου πρέπει επίσης να σχεδιαστεί, οπότε όλα εξαρτώνται από το πόσο γρήγορα μπορείτε να σχεδιάσετε ένα εικονοστοιχείο. Υπάρχουν ορισμένες τροποποιήσεις, για παράδειγμα, εάν μια οθόνη δεν μπορεί να συμβαδίσει με τα δεδομένα που εισέρχονται, απλώς αποθηκεύστε το κείμενο στο buffer οθόνης και, στη συνέχεια, κάντε μια επανασχεδίαση πλήρους οθόνης όταν δεν μπαίνει άλλο κείμενο. Πολλές οθόνες που βλέπετε Οι πωλήσεις δείχνουν μια όμορφη εικόνα στην οθόνη, αλλά αυτό που μπορεί να μην δείχνουν είναι πόσο χρόνο χρειάστηκε για να εμφανιστεί αυτή η εικόνα και σε ορισμένες περιπτώσεις μπορεί να είναι 5 δευτερόλεπτα ή περισσότερο. Το I2C και το SPI είναι ιδανικά για τις μικρότερες οθόνες, αλλά οτιδήποτε έχει πάνω από 50 στήλες χρειάζεται ένα δίαυλο δεδομένων 8 ή 16 bit.

Το Wordstar είναι λίγο δύσχρηστο για χρήση σε 9600 baud και το 19200 είναι πολύ πιο χρήσιμο για κύλιση κειμένου, αλλά οι οθόνες πραγματικά δεν μπορούν να συμβαδίσουν.

Η ταχύτερη οθόνη που χρησιμοποίησα ήταν στο τσιπ Propeller με δύο εξωτερικά τσιπ 8 bit 512k 8 bit, για τη δημιουργία παράλληλου διαύλου δεδομένων 16 bit. Κάθε γραμματοσειρά ήταν προφορτωμένη στο RAM. Χρησιμοποιήθηκε ένας καταρράκτης τσιπ μετρητή 74xx για να χρονομετρηθούν τα δεδομένα στην οθόνη. Αυτό σήμαινε ότι δεν υπήρχε εσωτερική επεξεργασία εντός της ανάκτησης και εξόδου δεδομένων της CPU και ο ρυθμός ανανέωσης ήταν τόσο γρήγορος όσο το τσιπ Propeller μπορούσε να αλλάξει μια καρφίτσα. Παραδόξως, οι οθόνες μπόρεσαν να συμβαδίσουν με αυτό, ακόμη και στα 20Mhz, και έτσι ήταν δυνατό να γίνει μια ενημέρωση πλήρους οθόνης σε μόλις 30 χιλιοστά του δευτερολέπτου. Αυτό το ποσοστό είναι αρκετά γρήγορο για ομαλή κύλιση, όπως βλέπετε στα κινητά τηλέφωνα.

Το τσιπ Propeller ήταν πρωτοποριακό πριν από δέκα χρόνια και τώρα υπάρχουν περισσότερες επιλογές, συμπεριλαμβανομένων των ESP8266 και ESP32 που διαθέτουν μεγάλες ποσότητες εσωτερικού εμβόλου. Ωστόσο, αυτά τα τσιπ εξακολουθούν να μην έχουν τεράστιους αριθμούς καρφιτσών, οπότε θα μπορούσαν να αξιοποιηθούν τα παλιά παπούτσια ενός εξωτερικού τσιπ ram που είναι χρονομετρημένο στην οθόνη.

Για μεγαλύτερες οθόνες μπορεί να είναι φθηνότερο να χρησιμοποιήσετε οθόνη LCD τηλεόρασης ή οθόνη VGA και να δείτε μερικούς από τους εξομοιωτές ANSI που έχουν κωδικοποιηθεί, π.χ. το ESP32, τα οποία οδηγούν απευθείας VGA.

Ελπίζω να βρείτε αυτό το έργο χρήσιμο.

Τζέιμς Μόξχαμ

Αδελαΐδα, Αυστραλία