Курсовая ОМТ / Теориярпрарпа

Литературный обзор по теме «Часы».

часы на PIC-контроллере

Схема:

Напряжение питания: 5 В.

Тип индикатора (общий катод или общий анод) выбирается переключателем (перемычкой) S3: общий анод - вверх по схеме, общий катод - вниз по схеме. Выбирать необходимо до включения питания.

Режим вывода времени - 12-часовой.

S1 = Установка часов. S2 = Установка минут. S3 = Выбор индикатора (ОК/ОА)

2. Простые цифровые часы на микроконтроллере.

Индицируют только часы и минуты. В качестве индикатора использован 7-сегментный 4-х разрядный индикатор с общим катодом и объединенными одноименными сегментами.

Кнопкой S2 устанавливаются минуты, кнопкой S3 - часы. Кнопка сброса (S1) позволяет установить время на полночь. Точка, разделяющая часы и минуты, моргает с частотой 1,25 Гц. Напряжение питания 5В.

Схема:

Схема:

Реализовано 2 режима отображения: часы-минуты и минуты-секунды.

Переключение осуществляется нажатием кнопки "Инкремент".

При нажатии кнопки "Коррекция" часы переходят в режим коррекции секунд (секунды обнуляются кнопкой "Инкремент"). Следующее нажатие кнопки "Коррекция" переводит часы в режим коррекции минут (минуты увеличиваются кнопкой "Инкремент"). Ещё одно нажатие кнопки "Коррекция" - переход к коррекции часов (часы увеличиваются кнопкой "Инкремент"). Следующее нажатие кнопки "Коррекция" – возврат в режим отображения часов-минут.

При нажатии кнопки "Будильник" часы переходят в режим отображения установки будильника. В этом режиме кнопкой "Инкремент" включается будильник. Включение подтверждается коротким звуковым сигналом и включается мигающая точка. Корректируется установка будильника после нажатия кнопки "Коррекция". После первого нажатия - минуты, после второго - часы (увеличиваются кнопкой "Инкремент"). После третьего нажатия - переход в обычный режим. В часах реализована функция коррекции посредством подстройки константы (режим подстройки включается при удержании кнопки "Коррекция" дольше 1-й секунды). По умолчанию константа равна 1032 микросекунды в секунду. При отставании часов константа увеличивается нажатием кнопки "Инкремент". Константу необходимо увеличить на величину отставания, вычисленную в микросекундах за 1 секунду. Если часы спешат, константу необходимо уменьшить нажатием кнопки "Будильник" по тому же принципу. Возврат в обычный режим осуществляется из режимов коррекции через 3 минуты после последнего нажатия любой из кнопок. При срабатывании будильника подаётся звуковой сигнал, который отключается нажатием любой из кнопок или автоматически через 4 минуты.

При установке батареек соответственно схеме, часы продолжают идти при отключении от сети. Используются 3 батарейки тип А3 для наручных часов.

Устройство служит для отсчета заданных отрезков времени. После отсчета таймер включает реле и сигнализирует об этом звуковым сигналом.

Таймер выполнен на процессоре 8048 (8049), работающем с внешней памятью EPROM. Программа позволяет работать таймеру в двух режимах:

-диапазон 99 ч 59 мин с дискретностью 1 мин. О работе в этом режиме сигнализирует светодиод D1;

-  диапазон 99 мин 59 с с дискретностью 1 с. О работе в этом режиме сигнализирует светодиод D2.

Исполнительным элементом устройства является реле. Нагрузка, подключенная к его контактам, позволяет выключать устройства с максимальным потреблением тока 1 А. При желании управлять устройством большей мощности следует использовать реле, обмотка которого будет включаться контактами реле. Схема таймера питается напряжением 12 В (потребляемый ток «250 мА). В первую очередь следует впаять все скобы на главной плате и плате индикаторов. Затем впаиваем элементы RC. Для микросхемы памяти EPROM следует применить, панельку. Микропроцессор и остальные микросхемы можно впаивать непосредственно в плату. Выводы реле РК-1 выведены наружу. Включаем их в цепь устройства, которым хотим управлять.

Рис. 1. Вид индикаторов после включения питания

После внимательной проверки точности монтажа включается питание 12 В. На индикаторе должны загореться все горизонтальные элементы, и некоторое время должен звучать сигнал.

После нажатия любой кнопки на всех индикаторах появятся нули. Затем выбирается режим работы таймера. При нажатии кнопки S1 зажжется светодиод D1 – таймер будет работать в режиме 99 ч 59 мин. Повторное нажатие кнопки S1 вызывает загорание светодиода D2 – таймер установлен в режим работы 99 мин 59 с. После выбора режима работы программируется время, предназначенное для измерения. Кнопка S2 устанавливает десятки и единицы часов (десятки и единицы минут во втором режиме), а кнопка S4 – десятки и единицы минут (десятки и единицы секунд во втором режиме). Одиночное нажатие кнопки увеличивает показание индикатора на 1, более длительное нажатие вызывает быстрый счет. В таймере не предусмотрена установка в обратном направлении. После достижения показаний 99.59 счет начинается с 00.00. После программирования времени необходимо включить таймер кнопкой S3. Он начинает отсчет в обратном порядке. Работа сигнализируется миганием соответствующего для данного режима светодиода. Очередное нажатие кнопки S3 вызовет паузу в работе таймера и постоянное горение светодиода, новое нажатие – таймер возобновляет работу с того времени, когда работа была прервана. Более длительное нажатие кнопки S3 вызовет задержку отсчета таймера и возврат к изначально установленному времени. Об этом сигнализирует короткий звуковой сигнал. После окончания отсчета наступает включение реле, появляется звуковой сигнал, таймер возвращается к первоначальной установке. Это очень удобно, например в фотографии при печати. Можно в это время установить также другое время работы.

US1	8048(8049)	R1-R5	2,2-2,7 кОм
US2	74LS373	R6-R13	100-130 Ом
US3	2732 (EPROM)	R14.R15	22кОм
US4	74164	Q1	кварц 3 МГц
US5	7805	WYS1.WYS2	индикаторы
Т1-Т5	ВС327	D1, D2 красный/зеленый светодиоды
Т6.Т7	ВС547	реле	12В
D1	1N4148	С1,С2	220 мкФ/16 В
СЗ	100 нФ	С4, С5	30 пф

Рис. 3. Монтажная плата

Универсальное устройство: часы, термометр, термостат, будильник

Имеет такие функции:

• Отображение времени в формате «чч - мм – сс» (время автоматически синхронизируется с компьютером, к которому устройство подключено по USB-интерфейсу).

• 5 будильников с возможностью подключения внешнего, более громкого сигнализатора (например, рупора). Все настройки будильников можно сохранять во встроенной энергонезависимой памяти, которая имеет до 1000000 циклов записи/стирания.

• 2 термометра(-55С … +125С) с 8-канальным  термостатом (термостаты не автономные).

Также, устройство подключается к компьютеру по USB-интерфейсу, при этом, кроме выше написанных функций, доступны такие:

• Настройка будильников (время, день недели, источник сигнала, продолжительность звонка).

• Отображение текущей температуры обеих термометров на мониторе. При этом. Можно просматривать график смены температуры с момента запуска программы.

• Управление нагрузками. Установка времени автоматического включения/отключения для каждого канала, управление функцией термостата.

Рис. Схема устройства. (Нажмите для увеличения) .

Основой устройства является микроконтроллер ATmega16, он работает на частоте 16 МГц. Его питание может быть от USB порта или внешнего блока питания (выбор питания джампером J9) .

На устройстве есть 2 дисплея: символьный 16х2, и сегментный (2 штуки по 4 сегмента). Сегментный предназначен для отображения времени и температуры. Символьный - для удобства управления некоторыми функциями устройства, но его ставить совсем не обязательно.

Микросхема IC6 - это ПЗУ AT24C64 предназначена для сохранения настроек будильника, ROM адресов термодатчиков и еще некоторых настроек.

USB - разъем для подключения устройства к компьютеру.

BUZZER - сигнализатор для будильника. Обязательно со встроенным генератором.

IR-Led - инфракрасный светодиод. В настройках будильника его можно выбрать в качестве сигнализатора. ULN2003 - это сборка Дарлингтона. Микросхема предназначена для управления нагрузками, таким образом, к каждому выходу(кроме восьмого) можно подключить нагрузку до 500мА.

Рис. 2.3. Фото устройства

.

1. Большой сегментный индикатор. На нем попеременно отображается время и температура(слева внешний термометр, справа - внутренний).

2. Индикаторы. Два крайние (№1 и №8) горят постоянно для того, чтобы в темноте было проще понять где какой индикатор. №2 – включен прием команд с ПДУ. №3 – команда с ПДУ предназначена для компьютера. №4 зарезервирован. №5 – чтение с ПЗУ. №6 – запись с ПЗУ. №7 горит при ответе устройства на запрос с ПК.

3. Регулятор контрастности символьного ЖКИ.

4. Сигнализатор для будильника.

5. Жидко - кристаллический индикатор (ЖКИ).

6. Кнопки управления устройством.

7. Разъем для подключения внешнего термодатчика DS18B20.

8. Кнопка RESET. Используется для перепрошивки и просто, для рестарта устройства.

9.  Встроенный термодатчик DS18B20.

10. Разъем USB для подключения к компьютеру.

11. Инфра - красный светодиод. В настройках будильника его можно выбрать в качестве сигнализатора.

12. Приемник сигнала с ПДУ.

13. Индикатор работоспособности вешнего блока питания.

14. Перемычка для выбора источника питания. Когда замкнуты средний и левый контакты, питание от USB порта, средний и правый – от внешнего БП. БП может быть переменного или постоянного напряжения 8-20 В.

15. Подключение внешнего блока питания.

16. Подключение нагрузок. Как видно на рисунку, справа расположены контакты для подключения 8 нагрузок. Четыре контакта VCC – общие и соединены вместе.  Остальные контакты (О1 – О8) – это ключи которые включают/отключают нагрузки. Если, к примеру, Вы хотите подключить рупор, то «+» нужно подключить к VCC а «-» к одному с выходов (О1-О8).