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電子名片之設計實做
MCU創意設計與應用系列(19)

【作者: Holtek】   2009年08月20日 星期四

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電子名片必須要具備以下需求:




  • 1.可以讓使用者方便的輸入及顯示資料;



  • 2.支援多國語言,如英文字、繁體中文字、簡體中文字、韓國字、日文字等;



  • 3.支援圖型顯示及動畫圖型;



  • 4.可隨時更新;



  • 5.大小及價格適中;



  • 6.攜帶方便,具備電池,可以重覆充電;



  • 7.利用電腦作溝通,不需額外安裝驅動程式(Driver)或安裝應用程式;



  • 8.不同的顯示模示,如一般、閃爍、走馬燈等。





綜合以上的特點,我們選用了LED來做為顯示用的材質,並帶有鋰電池,並提供應用程式可以讓使用者利用電腦來傳輸資料給電子名片。



隨著科技的進步,現在的生活,不管是工作還是休閒,到處都離不開電子產品,如手機、隨身聽、GPS衛星導航系統等不同的應用及產品,這些東西變成了生活的一部份。其中不難發現,它們和電腦之間的溝通幾乎清一色的是USB介面,因為它的串列式傳輸、熱插拔及隨插即用,而廣泛的被大家所使用。如果要將名片電子化,那麼選用USB作為它的傳輸介面則是唯一且必要的。



考慮了電子名片功能上的需求,我們選擇了盛群的HT82A6208當作電子名片的MCU。為了讓電子名片上的LED操作較方便,同時也選用了盛群的HT1632C LED DRIVER IC和MCU配合。藉由這顆IC,可以更簡便操控LED顯示陣列。



《圖一 系統概況圖》


電子名片的整體架構如圖一,就分別說明如下。HT82A6208透過CS、DATA、WRITE 3根pin串列傳輸控制HT1632C 。CS(Chip Select):讓HT1632C Enable(致能);DATA:串列傳輸時的Clock;WRITE:準備寫入的資料。因為只需寫入資料,不需從HT1632C讀回資料,所以沒有使用到READ這根控制線。



有了HT1632C的搭配,在顯示LED陣列上更方便、簡單。HT1632C採用Memory mapping的方式,內建Memory存放顯示的資料。HT82A6208透過串列的方式下達命令及資料給HT1632C,則HT1632C會以固定掃描頻率的方式顯示LED陣列。如此一來,MCU只要將顯示的資料傳給HT1632C就可以了,不用再處理複雜的掃描程序,減輕MCU的負擔及複雜度。



HT1632C可以驅動的LED數目有兩種組合:32×8點及24×16點,可以藉由兩顆HT1632C的搭配,組合成一塊16×48共768點的LED矩陣。若以16×16點大小的中文字來看,16×48剛好可以顯示3個中文字,在英文字方面,若以8×16點大小來看,則可以顯示6個中文字,這樣的設計方式可以適用於絶大多數的應用。另外在HT1632C上使用330歐姆的限流電阻和LED串接,避免LED太亮及延長LED的使用壽命。



電子名片上接了一個280mA/h的鋰電池,鋰電池的優點是:體積小、重量輕、自放電率低、無記憶效應,所以被廣泛的使用在各種消費性電子行動產品。平常電子名片在沒有和電腦作連接時,可由鋰電池供電。若利用USB和電腦作連接時,可以藉由USB所提供的額定電壓5V來當作系統所需電壓。HT82A6208內建ADC和PWM功能,非常適合使用恆流恆壓的充電方式,對鋰電池作充電動作。為了讓使用者可以知道電子名片的電池是否已經充飽了,在MCU程式中讀取ADC所傳回來的值用來判斷鋰電池是否已經充飽還是正在充電。實際測試,在每一次接上USB並將鋰電池充完電後,若將電子名片設定亮度為25%、走馬灯顯示的條件下,大約可以持續顯示十小時左右。



HT82A6208內建有8M bit的Flash,Flash可存放Autorun格式(在電子名片和電腦作連接後,可以自動執行應用程式,同時也因為是標準規格,使用者也不需另外安裝驅動程式),應用程式、電子名片主要參數及資訊、字串資料。



利用HT82A6208提供的32768 HZ的振盪器電路,可以在電子名片中加入24小時時鐘,讓使用者也可以將電子名片當作時鐘來使用。除此之外,在電子名片關掉的時候,MCU程式可以自動關掉12Mhz的系統振盪器,而改用32768 HZ的振盪器來當作系統頻率,如此一來,更可以達到省電的作用。圖二為電子名片HT82A6208電路,圖三為HT1632C LED Driver電路。




《圖二 電子名片HT82A6208電路》 - BigPic:999x552





《圖三 電子名片HT1632C電路》 - BigPic:999x491




針對電子名片,另外需要提拱應用程式方便使用者輸入字串及設定其他參數,圖四則是應用程式的圖形。使用者只要將電子名片透過 USB傳輸線連接到電腦上,透過Autorun的技術,即可在視窗化的作業系統上跳出電子名片的應用程式,只要使用者使用Windows 相容的作業系統,如Windows 2000、XP、VISTA,甚至是最近出來的Windows 7 ,都沒有問題。應用程式若需更新改版,只要透過另外一套程式直接更新即可。




《圖四 應用程式畫面》




要達到Autorun的功能,必須將應用程式放在USB的裝置上,並在MCU上撰寫USB Mass Storage Device Class的相關處理程序,因為使用的HT82A6208上有內建1 Mega byte的FLASH記憶體,搭配開發出來的應用程式的大小只有120K byte左右,所以將我們的應用程式放到FLASH中,還有足夠的空間可以儲存顯示的字串。



LED所要顯示的資料,也就是字型,在FLASH中,是以點對點的資料存放。電子名片根據目前顯示的字串數目,首先在MCU中會計算出在FLASH中對應的字串儲存位址。MCU再從FLASH中將字型資料讀出來,這些資料會馬上被寫入到HT1632C,HT1632C會根據這些資料,顯示對應的LED字型。



《圖五 電子名片正面》


《圖六 電子名片背面》


結語


電子名片不僅可以取代傳統的名片,也可以做其他延伸的運用。如日常生活上的名牌名條、告示牌、留言版,活動看版等,在特定的場合上使用也可以有不同的功效,如展場上的商品名稱、選舉或比賽場合上所用的標語等,可以說有大量不同的應用。雖然市面上可以見到類似的產品,但是利用HT82A6208 USB MCU及HT1632C LED DRIVER IC所製作出的電子名片,它所擁有的各種特點,相信是目前最齊全的。尤其是支援了Autorun技術,讓電子名片可以在不需安裝驅動程式及應用程式下,就可以直接使用,只要一片電子名片就可以在任何場合,任何電腦輸入資料,帶來了更大的方便性。



---本文由盛群半導體提供---



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