СОДЕРЖАНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ 1
ВВЕДЕНИЕ 2
1 ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ МИКРОКОНТРОЛЛЕРНЫХ УСТРОЙСТВ 6
1.1 Подключение внешних устройств к микропроцессору 6
1.2 Принципы построения параллельного порта 7
1.2.1 Параллельный порт вывода 7
1.2.2 Параллельный порт ввода 8
1.2.3 Параллельный порт ввода-вывода 9
1.2.4 Примеры использования параллельных портов 10
1.3 Принципы построения последовательного порта 11
1.3.1 Синхронные последовательные порты 11
1.3.2 Асинхронные последовательные порты 15
2 ПРОТОКОЛ MIDI 19
2.1 Общие понятия протокола 19
2.1.1 Коммутация 20
2.1.2 MIDI — протокол реального времени 24
2.2 Протокол MIDI как язык общения цифровых музыкальных устройств 26
2.2.1 Язык MIDI 26
2.2.2 Принцип кодирования сообщений 28
3 КОНСТРУКТИВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ МИКРОКОНТРОЛЛЕРНОГО УСТРОЙСТВА БЕСПРО-ВОДНОЙ ПЕРЕДАЧИ ЦИФРОВЫХ ДАННЫХ ПРОТОКОЛА MIDI ДЛЯ КОНЦЕРТНЫХ ЭЛЕКТРОМУЗЫКАЛЬНЫХ УСТАНОВОК 31
3.1 Аппаратная реализация устройства 31
3.1.1 Микроконтроллерный модуль "Arduino nano" 32
3.1.2 Модуль приёмо-передатчика на базе микросхемы nrf24l01 34
3.1.3 Плата соединитель 37
3.2 Программная сторона устройства 42
3.2.1 Тестовая программа 42
3.2.2 Основные программы системы устройств 44
4 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ РАБОТЕ С ПЭВМ 46
4.1 Основные опасных и вредных факторы, возникающие при работе с ПЭВМ 46
4.2 Организация рабочего места 46
4.3 Микроклимат 48
4.4 Освещение 50
4.5 Шум 52
4.6 Электробезопасность 53
4.7 Электромагнитное излучение 55
4.8 Пожарная безопасность 58
5 БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ПАЙКИ МЕЛКИХ ИЗДЕЛИИ СПЛАВАМИ, СОДЕРЖАЩИМИ СВИНЕЦ 61
5.1 Область и порядок применения правил 61
5.2 Требования к техническому процессу, к устройству и оборудованию производственных помещений и рабочих мест 62
5.3 Требования к вентиляции 64
5.4 Требования к санитарно-бытовым, вспомогательным помещениям и к средствам индивидуальной профилактики 65
5.5 Требований к содержанию и уборке помещений 66
5.6 Медико-профилактическое обслуживание рабочих 67
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 67
Приложение А Листинг тест-программы 69
Приложение Б Листинг основных программ системы устройств 71
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 73
ВВЕДЕНИЕ
В наши дни все больше электронных устройств избавляются от проводных соединений, тенденция радиофикации захватывает все больше сфер применения в быту. Например производители компьютерной периферии сравнительно недавно лишили свою продукцию проводов.
Откуда же растут ноги мобильных устройств беспроводной передачи сигналов на малые расстояния?
Так как война - двигатель прогресса, то можно точно утверждать, что времена холодной войны стали таким двигателем в сфере мобильных радио устройств, а конкретнее - радио-микрофонов. После открытия "транзисторного эффекта" и замены вакуумных ламп на полупроводниковые приборы - компактность и мобильность шпионских устройств повысилась в разы. Некоторые из них можно видеть на рисунке 1.1. В арсенале разведки стали водится микрофоны подслушивания, скрытые в обыкновенных авторучках, позволявшим агентам негласно записывать содержание важных бесед.
Другое коварное устройство легко умещалось в корешке переплета ничем не примечательной книги средних размеров. Такую "обычную" книжку можно было без особых подозрений поставить на полку в интересующем помещении.
Приведённые мною примеры характерны для 60-х годов. Со временем эта миниатюризация электроники пришла на полки магазинов и стала доступна всем. В первую очередь радио-микрофоны стали появляться в сфере публичных выступлений, а потом, ещё больше уменьшившись в размерах, перекочевали и в индустрии развлечения и телевизионного вещания, чтобы позволить ораторами, интервьюерам, исполнителям и артистам свободно передвигаться во время использования микрофона для усиления их голоса.
Рисунок 1.1- шпионские радио-микрофоны различных видов.
Вот таким образом развивалась история радио-микрофонов - от шпионажа к эргономике.
Дальше интереснее - сейчас никто не задумывается, от какого количества проводов в быту нас уже избавила популяризация беспроводных устройств. Попробуем вспомнить:
проводная компьютерная периферия (мышки, клавиатуры, гарнитуры)
проводные локальные вычислительные сети домашнего использования
домашний телефон (в связи с повсеместным распространением мобильных)
кабельное ТВ вытесняется ip-телевидением
переносные хранилища информации тоже уходят на задний план с появлением облачных хранилищ
Из рассуждений выше, можно сделать вывод, что избавление от проводов довольно актуальная тенденция.
В этой работе я бы хотел представить своё авторское устройство. Задумку, призванную "облегчить жизнь" современным музыкантам-клавишникам и всем людям, чья жизнь хоть как-то связана со стандартом MIDI в его аппаратном проявлении. Я попытаюсь внедрить беспроводную технологию в процесс создания и воспроизведения музыки посредством электромузыкальных установок.
Зачастую, известные музыканты-клавишники очень ценят старые громоздкие, иногда модульные (например Doepher) синтезаторы без клавиатур за их богатый аналоговый звук и безграничные возможности настройки. Но перед ними встаёт вопрос рациональности и удобства использования этих громоздких машин в турах по странам и вообще на любых живых выступлениях. Ведь человеку нужно постоянно стоять возле инструмента или путаться в проводах, поскольку стандарт MIDI предполагает только проводное соединение. А хочется свободы действий. Некоторые из них сдаются и используют простую связку компьютер + MIDI контроллер, симулируя программно звуки различных аналоговых синтезаторов. Это менее габаритно и очень удобно, но настоящим ценителям звука - не по нраву. Я же предлагаю не идти на компромиссы и развязать руки и ноги музыкантам.
При выборе темы дипломного проекта, был проведён детальный анализ рынка электромузыкальных аксессуаров и ничего подобного не было выявлено. Но как гласит правило 72 часов, немецкого бизнес-консультанта Бодо Шефера: - "Если вы начнете действовать в течение 72 часов, у вас есть 99% из 100 на то, что вы добьетесь успеха, и лишь 1% – на провал. Все, что для этого нужно, – лишь принять осознанное решение реализовать свою идею, иначе её реализует кто-то другой."
Спустя некоторое время, 21-24 января городе Анахайм, штат Калифорния, США, на ежегодной выставке NAMM Show, компания Ямаха представила два новых устройства, призванные исключить всем так надоевшие провода из связки MIDI устройств, которые можно наблюдать на рисунке 1.2.
Рисунок 1.2 - Yamaha MD-BT01
Но позже, когда устройства попали на полки магазинов мира, стало ясно, что устройства несут на борту bluetooth приёмопередатчик и ориентированы на беспроводное подключение к смартфонам и планшетам. Это устройство не для музыкантов, выступающих на большой сцене. В этой работе, носящей исследовательский характер, я попробую описать общие принципы работы микроконтроллеров в связке с другими модулями, базовые понятия о протоколе MIDI, а также приведу результаты и описание проектирования данного устройства и краткие описания его практической реализации.
|