Remote Volume Control ===================== Door: Edwin van den Oosterkamp (eto@icns.nl). Bijlagen: Het schema in IFF/ILBM "Diagram.IFF". Docs in engels en nederlands. Source code 8051 software "RVC.a51". Object 8051 software "RVC.obj". 8051 Hex file in Intel formaat "RVC.hex". VolumeControl executable voor de Amiga. Inleiding ---------- Een van mijn grote hobby's is het programmeren van mijn trouwe Amiga. Hierbij is een bepaalde dosis muziek onontbeerlijk. Helaas komt (in mijn geval) deze dosis erg nauw. Is het volume te zacht dan erger ik mij groen-en-geel en kan daardoor niet concentreren. Is het volume te hard dan besteed ik meer aandacht aan de muziek dan aan de Amiga, die dan ongeduldig met de cursor knippert. Het tweede probleem is het feit dat mijn stereo aan de andere zijde van mijn kamer staat... Handig zou het pas zijn wanneer ik mijn stereo kon bedienen vanaf mijn computer. Er waren meedere oplossingen: Ik kon een versterker met afstandsbediening kopen. Nu heb ik mijn versterker al een tijdje, maar hij bevalt mij heel erg en ik heb totaal geen behoefte om hem te vervangen. Ik kon ook zelf een afstands bediening bouwen en met een servo de volume knop draaien. Hiervoor zou ik mijn versterker moeten openen, waarin trouwens toch geen plaats voor een servo is. De uiteindelijke oplossing was: Het volume regelen via mijn computer (RS232) en zonder bewegende delen. Ik wilde een kastje ontwerpen met AudioIn/AudioUit en RS232. Meer zooi niet. De Oplossing ------------ De Firma Crystal levert (onder andere) een chip die het beste kan worden beschreven als een PGA (Programmable Gain Amplifier). Deze chip is stereo uitgevoerd en bedoeld voor het regelen van volume in High-End apparatuur. De chip in kwestie is de CS3310 (kost ongeveer drie tientjes). De CS3310 bezit een software-mute waarbij er totaal geen geluid wordt doorgegeven. Hieronder volgt een tabel met wat karakteristieke (typical) waarden voor enkele audio-parameters en zie waarom dat deze chip in High-End toepassingen wordt gebruikt... Tabelletje met de CS3310 eigenschappen Stapgrootte: 0.5 dB Minimale versterking: -95.5 dB Maximale versterking: 31.5 dB Fout bij 31.5 dB: +-0.05 dB Verschil tussen R en L: +-0.05 dB Vervorming (2Vrms 1kHz): 0.001 dB Dynamic range: 116 dB Kanaalscheiding: 110 dB Uitgangsruis: 4.2 microVrms Uiteraard wordt het dingetje niet via RS232 aangesproken. (De paralelle poort van de Amiga zou ook heel goed voldoen ware het noet dat de kabel te lang zou worden voor een goede communicatie). De makkelijkste oplossing om RS232 om te zetten naar een digitaal signaal dat de CS3310 begrijpt is het gebruiken van een 80C31 microcontroller. Deze bezit namelijk standaard een RS232 poort (mits juist geprogrammeerd) en een aantal parallele I/O poorten. Om het ding met een snelheid van 9600 Baud aan te kunnen spreken gebruik ik een klokkristal met een frequentie van 11.0592MHz. Aangezien ik niet de eerste ben die deze waarde nodig heeft, is dit een standaard kristal en daardoor relatief goedkoop (een gulden of acht tegen tegen een aantal tientjes voor niet standaard kristallen). Dit geldt trouwens ook voor de microcontroller. Display levert het kreng voor het luttele bedrag van f8,95 (!). Hij is dan wel in DIL-40 behuizing maar dat maakt verder geen ene moer uit. RS232 maakt gebruik van spanningen rond de 10V (positief en negatief). Deze spanningen zijn uiteraard te groot voor de microcontroller. Daarom moet er tussen de controller en de computer nog een RS232 Line-Driver worden geplaatst. Hiervan zijn er verschillende in de handel, en de keus komt niet zo nauw. Omdat ik een betrouwbaar en degelijk exemplaar wilde koos ik voor de MAX232 van de firma Maxim. Deze kost ongeveer een tientje. Een van de eigenschappen van de Max232 is dat deze aan een voedingsspanning van 5 Volt voldoende heeft om de +10V/-10V RS232 spanningen te creeren. Hiervoorheeft de Max232 intern een soort schakelende voeding. Terug naar de controller. Om het programma vast te houden gebruik ik uiteraard een EPROM. Het is ook mogelijk om van de 80C31 een versie te verkrijgen die je maar een maal kunt programmeren (OTP - Once Time Programmable). Deze controller gaat als 80C51 door het leven en is duurder dan zijn ROMloze broer. Er bestaat ook nog een 87C51. Deze heeft een ingebouwde 4k EPROM inclusief stukje kwartsglas voor het wissen. Deze bestaat alleen in CLCC behuizing en kost rond de honderd piek. Tikje associaal geprijst vergeleken met de 80C31 in DIL-14. Naast de EPROM moet er ook nog een adres latch in de schakeling worden opgenomen omdat de databus en de adresbus gemultiplexed zijn. Deze latch kan gewoon uit de HCT serie worden genomen (bijvoorbeeld de 74HCT573) en zal waarschijnlijk maar een paar gulden kosten. Software -------- De microcontroller moet uiteraard van software worden voorzien. Bij deze tekst zit de source van de 8051 software zoals ik dat op het ogenblik gebruik. Zodra de controller van voedingsspanning wordt voorzien initialiseerd deze de RS232 poort voor gebruik met 9600 Baud, 8 databits, 1 stopbit en geen parariteitsbit. Om de CS3310 wakker te schudden rammelt de controller wat met de /Mute van de CS3310. Nadat de controller zichzelf heeft geinitialiseerd stuurt hij via RS232 een string weg met daarin een simpele gebruiksaanwijzing. Met behulp van een terminal(programma) kan deze string worden ontvangen en opdrachten aan de controller worden verstuurd. Na het verzenden van de string wordt de CS3310 zowel links als rechts met de waarde $C0 geinitialiseerd. Dit staat gelijk met een versterking van 0 dB. De 8051 blijkt een instructieset te bezitten die erg lijkt op die van de z80. Vergeleken met de 68000 mnemonics is het oppassen geblazen voor de programmeur: in plaats van "BSET.B #.,.." gebruikt de 8051 "SETB .." maar dat is nog niets vergeleken de MOV instructie... Vergelijken we deze met de MOVE van de 68000 dan wordt het helemaal leuk: Source en Destination zijn verwisseld! Dus in plaats van "MOVE.B #0,Accu" moet de 8051 worden verteld dat hij "MOV A,#0". Voeding ------- Alle onderdelen hebben genoeg aan een 5V voedingsspanning behalve de CS3310. Deze heeft namelijk een symetrische voeding nodig van +/-5V. Om een goede (adapter)voeding te verkrijgen wilde ik de totale voedingsspanning zo laag mogelijk houden. Uiteraard is het zonde een onderdeel als de CS3310 met een slechte voeding op te zadelen. Om een stabiele voeding met een lage ingangsspanning te kunnen realiseren heb ik de relatief dure oplossing gekozen met een schakelende voeding van het type NMH505S. Deze zet een spanning van 5V om in een symmetrisch 5V zoals die voor de CS3310 nodig is. Omdat ik van een adapter voedt en deze dingen zelden fatsoenlijk zijn gestabiliseerd, heb ik het ontwerp een knaak duurder gemaakt door de 7805 toe te voegen. Hierdoor kan de ingangsspanning varieren zonder de schakelende voeding op te blazen. De diode in serie heb ik standaard in al mijn ontwerpen als een soort standaard veiligheids maatregel. Ik ben van mening dat een apparaat tegen foutieve pooling moet kunnen/beveiligd zijn. Rond de CS3310 is een zut aan condensatoren gevestigd. De fabrikant geeft deze onder andere op in een application note. Dat geldt ook voor de weerstand van 10 Ohm. Zowel de Weerstanden als de condensatoren moeten de digitale storingen op de voeding smoren. Deze dienen dan ook zo dicht mogelijk bij de CS3310 gemonteerd te worden. Het is anders met de condensatoren rond de Max232. Deze dienen louter en alleen voor de schakelende voeding in de Max232. Het is uiteraard wenselijk om deze zo dicht mogelijk bij het IC te plaatsen, doch vanwege stoorsignalen wel zo ver mogelijk van de andere onderdelen. Uiteraard moet ieder IC een condensator van 100nF over de voedingslijnen hebben als voorzorgsmaatregel. Deze zijn in het schema niet ingetekend! AmigaSoftware ------------- Om het spul vanaf de Amiga aan te kunnen sturen moet er aan die kant natuurlijk ook software worden geschreven. Omdat het flauwekul is een hele source in dit artikel op te nemen geef ik alleen de basis-routines. » Eerst moeten we serieel informatie versturen. Dit kan met behulp van het serial.device. natuurlijk had ik ook voor het device "SER:" kunnen kiezen, maar ik wil wel wat rappere communicatie. Openen van het serial.device (KS2.0): OpenSer: MOVE.L 4.w,a6 ;a6 = Execbase. JSR CREATEMSGPORT(a6) ;Maak een MsgPort aan. MOVE.L d0,SerMsg ;Bewaar het resultaat. BEQ.B Ser_Fout ;Zekere voor het onzekere. MOVE.L d0,a0 ;Verpoot APTR MsgPort. MOVEQ #82,d0 ;ULONG lengte IOReq-struct. JSR CREATEIOREQUEST(a6) ;Maak IOReq structuur aan. MOVE.L d0,SerReq ;Bewaar de structuur. BEQ.B Ser_Fout ;Zekere voor het onzekere. ;Maak alvast wat voor-instellingen en open het device. MOVE.L SerReq(PC),a1 ;APTR StdIOReq. MOVE.L #9600,io_BAUD(a1) ;ULONG Baudrate. MOVE.B #$80,io_SerFlags(a1) ;UBYTE Vlaggen (Geen protocol) LEA.L SerName(PC),a0 ;APTR naam van het device. MOVEQ #1,d0 ;Unit nummer. MOVEQ #0,d1 ;Geen vlaggen. JSR OPENDEV(a6) ;Uiteindelijk geopend. TST.L d0 ;Test het resultaat. BNE.B Ser_Bezet ;Geen device? Uiteraard kunnen er meer voor-instellingen worden gemaakt. Niet gespecificeerde instellingen worden uit de preferences gehaald. » Al wat open is moet je ook weer sluiten: SluitSer: MOVE.L 4.w,a6 ;a6 = Execbase. ;Sluit het device en wis de StdIOReq van de serial. TST.L SerReq ;Test StdIOReq van serial. BEQ.B Ser_NoReq ;Geen req? Niet wissen! MOVE.L SerReq(PC),a1 ;APTR StdIOReq van serial. JSR CLOSEDEV(a6) ;En weg is het device. MOVE.L SerReq(PC),a0 ;APTR StdIOReq van serial. JSR DELETEIOREQUEST(a6) ;En weg is de IORequest. CLR.L SerReq ;Wis voor alle zekerheid. ;Wis de messagepoort van de serial. Ser_NoReq: TST.L SerMsg ;Test MsgPort van serial. BEQ.B Ser_NoMsg ;Geen MsgPort? Niet wissen! MOVE.L SerMsg(PC),a0 ;APTR MsgPort van serial. JSR DELETEMSGPORT(a6) ;En weg is de Messagepoort. Ser_NoMsg: CLR.L SerMsg ;Wis voor alle zekerheid. Zowel de routine voor het openen als de routine voor het sluiten van "serial" zijn alleen geschikt voor Kickstart 2.0 en hoger. Uiteraard moeten dingen als de devicenaam etc nog worden gespecificeerd evenals opslagplaatsen voor de resultaten van de verschillende systeem-routines. Na het openen van "serial" (en uiteraard nog voor het sluiten ervan) gebruiken we serial. Dit is niet anders dan het doen van eeen DOIO-tje... ChangeVol: MOVE.L 4.w,a6 ;a6 = ExecBase. MOVE.L SerReq(PC),a1 ;APTR Serial-IOReq. MOVE.L #4,io_Length(a1) ;ULONG Aantal bytes(4). MOVE.L #SerFile,io_Data(a1) ;APTR Buffer. MOVE.W #CMD_WRITE,io_Command(a1);Schrijf commando. JSR DOIO(a6) ;Stuur commandos naar RVC. SerFile: DC.B $1b,'1',192,192 ;Instellen: 0 dB. Volgens het protocol van de Remote Volume Control (zie de 8051 assembly source) moet er eerst en '1' worden ontvangen voordat het volume worst ontvangen. De vier te versturen bytes laten dit nog eens zien. Beschouwend ----------- Het door mij gebouwde prototype trekt een stroom van 100mA. Zoals al eerder werd gemeld kan dit nog worden teruggedrongen door de controller na initialisatie in de idle-mode te zetten. In de praktijk is er van Digitale storingen niets terug te vinden in de audiosignalen. De CS3310 belast wanneer hij geen voedingsspanning heeft het ingangssignaal. Het is dus niet zondermeer mogelijk met een schakelaar een soort bypass te maken om de CS3310 te omzeilen. Wanneer iemand meer intresse heeft in dit onderwerp/ontwerp of vragen heeft, dan hoeft deze persoon zich alleen maar met mij in verbinding te stellen... Hartelijk dank voor de aandacht... Edwin. Th. van den oosterkamp E-Mail: eto@icns.nl WWW: http://www.icns.nl/users/eto/