Дана стаття описує конструкцію цифрових годин на мікроконтролері Attmega8, Які забезпечені секундоміром, будильником, таймером зворотного відліку. У годиннику реалізована функція відображення дня тижня і дати з можливістю комбінованого відображення дати і часу. Є автоматичне перемикання на літній і зимовий час, а так само облік високосного року.
Дисплей побудований на шести 7-сегментних світлодіодних індикаторів з регулюванням яскравості. Годинник також оснащені резервним живленням від батарей.
Опис конструкції мікроконтролерних годин
Як вже було сказано вище, годинник мають шестизначний дисплей, що складається з двох тризначних дисплеїв T-5631BUY-11, що працює в мультиплексному режимі. Аноди індикаторів згруповані за розрядами і переключаються за допомогою транзисторів Т1 ... Т6.
Катоди згруповані в сегменти і харчуються безпосередньо від мікроконтролера IO1 Attmega8. Частота мультиплексування становить 100 Гц.
Годинники контролюється низькочастотних кварцовим резонатором X1 з частотою 32768 Гц. В результаті активації біта CKOPT, який дозволяє використання внутрішніх конденсаторів 36пф для кварцу, відпадає необхідність у використанні зовнішніх конденсаторів.
У разі виникнення проблем з запуском генератора, можна спробувати підключити 2 конденсатора по 22пф. Для ще більшої точності годин можна взагалі відключити внутрішні конденсатори (скинути біт СKOPT) і залишити тільки зовнішні.
П'езоізлучатель REP1 видає звуковий сигнал будильника і сигналізує про завершення роботи таймера. Під час звукового сигналу на виводі 16 (порт PB2) з'являється лог.1. Цей сигнал можна використовувати для управління будь-якої навантаженням.
Управління годинами проводиться трьома кнопками - хвилини, години і режим. Кнопки підключені через резистори, які захищають порти мікроконтролер Attmega8. Схема харчується від джерела 5 вольт (7805). Споживання струму в основному залежить від числа активних індикаторів, а так само від ступеня настройки яскравості.
При максимальній яскравості струм споживання доходить до 60 мА. Годинник забезпечений резервною батареєю живлення. Під час роботи від батареї, годинник переходять в економічний режим, при якому дисплей вимкнений. Так само в цьому режимі не активні і кнопки за винятком випадку, коли необхідно відключити звуковий сигнал.
Напруга резервного живлення від 3 до 4,5 В. Це може бути одна батарея на 3В, три NiMH або NiCd по 1,2 В або один акумулятор Li-Pol або Li-Ion (від 3,6 до 3,7 В). Струм споживання від 3В батареї становить всього лише 5 ... 12мA. Час автономної роботи годин в економічному режимі від батареї 3В типу CR2032 зі стандартною ємністю 200mAh теоретично повинно вистачити приблизно на 2,5 - 3 років.
Програмне забезпечення для мікроконтролера знаходиться в кінці статті. Біти конфігурації необхідно виставити в такий спосіб:
управління годинами
Годинники управляються за допомогою TL1-хвилина, годину-TL2 і TL3-режим. Кнопки годинник і хвилини використовуються в режимі годинника для призначення годин і хвилин. В інших режимах вони мають різні функції. Кнопка режиму перемикає між різними режимами, яких в цілому 8:
Режим 1-й - Годинники
У цьому режимі на дисплеї відображається поточний час в форматі «ЧЧ.ММ.СС». Кнопка годин використовується для установки годин. Кнопка хвилин для установки хвилин. При її натисканні відбувається скидання секунд.
Режим 2-й - Включення переходу на літній час і встановлення року
Тут Ви можете включати і вимикати автоматичний перехід між літнім і зимовим часом і встановити рік. Дані такого формату «AC 'RR» (АС - автоматичне час, пробіл, останні дві цифри року).
Режим 3-й - Таймер зворотного відліку
Це режим дозволяє організувати зворотний відлік від заданого значення до нуля. Після закінчення цього часу пролунає звуковий сигнал і світиться світлодіод LED1. Звуковий сигнал може бути зупинений натисканням кнопки Режим. Дані такого формату «ЧЧ.ММ.СС». Максимально можливе значення становить 99.59.59 (майже 100 годин).
Режим 4-й - Комбінований висновок інформації
У цьому режимі, поперемінно показується:
- нині в форматі «ЧЧ.ММ.СС»
- дата в форматі «AA.DD.MM.»
Кожен формат відображається протягом 1 секунди. В цьому режимі використовуються кнопки Часів і Хвилин, для регулювання яскравості дисплея (Годинник-, Хвилини +). Яскравість змінюється логарифмічно в 6 етапів: 1/1, 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 і 1/32-й. За умовчанням встановлено 1/2
Режим 5-й - Установка дня тижня і режим роботи будильника
У цьому режимі можна встановити день тижня - з понеділка по неділю (відображається як пн, вт, ср, чт, пт, сб, нд), включати будильник і вибирати його режим роботи. Дані такого формату «AA AL._» (день тижня, пробіл, AL., Налаштування будильника).
Кнопка годин встановлює день тижня. Кнопка хвилин використовується для включення / вимикання звукового сигналу будильника і вибору режиму його роботи: «AL._» \u003d будильник неактивний, «AL.1" \u003d будильник сигналить 1 раз (потім автоматично переходить в стан "AL._»), « AL.5 »\u003d сигнал будильника тільки в будні дні (пн-пт, крім сб-нд),« AL.7 »\u003d будильник дзвонить кожен день
Режим 6-й - Установка дня тижня і дати
Кнопка годин дозволяє встановити день місяця. Кнопка хвилин дозволяє встановити місяць.
Режим 7-й - Секундомір
Секундомір дозволяє вимірювати час з точністю 0,1 сек. Максимальний час вимірювання становить 9.59.59.9 (майже 10 годин). Дані такого формату «H.MM.SS.X». Кнопка хвилин використовується для запуску і зупинки секундоміра. Кнопка годин використовується для скидання.
Режим 8-й - Будильник
Цей режим використовується для відображення і встановити час будильника (ALARM). Дані такого формату «HH.MM.AL». Кнопка Хвилини встановлює хвилину будильника, кнопку Годинники встановлює годину будильника.
Нижче наведена схема аналогічних годин, мають індикатор із загальним катодом
(Завантажено: 811)
- годинник з цифровою корекцією точності.
- будильник.
- термометр.
- індикація на семисегментний індикатор.
- автоматичне регулювання яскравості індикатора.
1. Функції.
- годинник, формат відображення часу 24-х годинний, годинник: хвилини.
- цифрова корекція точності. Можлива щодобовий корекція ± 25 сек. Задана о 1 годині 0 хвилин 30 сек буде додано / вирахувано з поточного часу.
- будильник. У заданий час протягом однієї хвилини лунають короткі подвійні сигнали. Відключити звук достроково можна натисканням на будь-яку з кнопок. Коли робота будильника дозволена, при відображенні часу в молодшому розряді відображається точка.
- термометр. Діапазон вимірюваної температури -55,0 ÷ 125,0 о С. Якщо температура вище 99,9 або нижче -9,9 ° С десяті частки градуса не відображаються.
- індикація. Послідовна.
- настроюється анімація зміни показань.
- використання незалежної пам'яті мікроконтролера для збереження налаштувань при відключенні харчування.
- якщо в основному режимі натиснути на кнопкуPLUS, То на індикатори виводиться час, якщо натиснути наMINUS - температура. При відпуску кнопок поновлюється автоматична зміна показань.
- автоматичне регулювання яскравості індикатора в залежності від освітленості.
2. Налаштування.
2.1. При включенні харчування годинник в основному режимі.
2.2. Натисканням на кнопкуMENUвиробляється вхід в режим налаштувань і вибору групи параметрів для установки. У межах групи вибір параметра для установки проводиться кнопкоюSET. По-черзі доступні для установки:
Група CLOC:
- хвилини;
- годинник;
- секунди (обнуляються при натисканні на кнопкиPLUSабо MINUS);
- величина корекції. У старшому розряді символ " з".
Група ALAr:
- активація будильника. На індикаторі "On", Якщо робота будильника дозволена,"OFF", Якщо заборонена;
- хвилини спрацьовування будильника;
- годинник спрацьовування будильника.
Група diSP:
- час індикації поточного часу. У старших розрядах символи "tc". Діапазон установки 0 ÷ 99 сек. Якщо встановлено 0, то час не відображатиметься;
- час індикації температури. У старших розрядах символи "tt". Діапазон установки 0 ÷ 99 сек. Якщо встановлено 0, то температура не відображатиметься;
- Виберіть потрібний ефект анімації. У старших розрядах символи "EF". Якщо встановлено 0, зміна інформації буде проводитися без ефектів, якщо обраний автоматичний режим (символ " А"), То буде проводитися послідовна зміна ефектів. Якщо вибрано режимr, То зміна ефектів буде проводитися випадковим чином.
- вибір швидкості анімації. У старшому розряді символ "P". Діапазон установки 0 ÷ 99. Одна одиниця відповідає приблизно 2 мсек, чим вище величина, тим повільніше йде анімація.
Група LiGH:
- включення автоматичного управління яскравістю індикатора. У старшим розряді символ "A", В молодших" On", Якщо автоматичне регулювання дозволено,"OF", Якщо яскравість встановлюється вручну;
- мінімальний поріг яскравості для автоматичного режиму. У старших розрядах символи "L_ ".
- максимальний поріг яскравості для автоматичного режиму. У старших розрядах символи "L¯ ".
- рівень яскравості в ручному режимі. У старших розрядах символи "L– ".
2.3. Встановлюваний параметр блимає.
2.4. утриманням кнопокPLUS/ MINUS проводиться прискорена установка параметра.
3. Примітки.
1. Для мінімального і максимального порогів яскравості діапазон установки 0 ÷ 99, але програмою вводяться обмеження: мінімальний не може бути більше або рівним максимальному і навпаки.
2. При установці параметрів яскравості інформація на індикаторі відображається з обраної величиною яскравості.
3.Необходімость порівнювати швидкість анімації і час відображення інформації. Якщо обрана повільна анімація і малий час відображення, то може виявитися, що інформація не встигає повністю оновитися до чергової зміни.
4. Особливості схеми.
1. Якщо передбачається використовувати функцію автоматичного регулювання яскравості індикатора, то замістьRV 1 встановлюється фоторезистор. А значення резистораR 17 слід підібрати для отримання потрібної чутливості системи.
2. Датчик температури може працювати і по 2-х провідній схемі підключення. Якщо планується вимірювати температуру в приміщенні, де встановлені годинник, то датчик все одно слід виносити за корпус годин.
3. Пищалка BUZ 1 повинна бути з вбудованим генератором. Залежно від струму споживання можливо доведеться встановити підсилювач (транзисторний ключ).
Дані електронний годинник, побудовані на мікроконтролері Atmega8, оснащені легко читаним світлодіодним дисплеєм, будильником з функцією повтору, функцією відновлення роботи після відключення живлення.
характеристики годин
- формат відображення часу: години, хвилини;
- будильник з функцією повтору;
- просте управління за допомогою 2 кнопок;
- підтримка роботи від батареї;
- напруга живлення: 7 ... 12В / 0,2 A;
- розміри двох друкованих плат: 60 × 21 мм, 58 × 44 мм.
Принципова схема годин показана на малюнку нижче. Схема годин повинна бути запитана постійною напругою в діапазоні 7 ... 12В. Це може бути будь-який з навантаженням по струму не менше 200 мА.
До роз'єму CON5 плати можна підключити зумер з генератором, який буде виступати в якості звукового сигналу будильника. До клем SA1 і SA2 друкованої плати підключаються кнопки, які служать для введення налаштувань і обслуговування годин.
Налаштування часу і будильника
При натисканні кнопки SA1 потрапляємо в меню годин «Set1», де у нас є можливість установки поточного часу, а ще одне коротке натискання кнопки SA1 переводить нас в меню установки часу будильника «Set2».
Для вибору і зміни налаштувань служить кнопка SA2. Після вибору як в режимі настройки часу, як і в режимі установки будильника на дисплеї почне блимати перша цифра, після чого можна встановити десятки годин за допомогою кнопки SA2.
Чергове натискання SA1 викличе миготіння другий цифри і за допомогою SA2 можна встановити одиниці годин. Наступні два натискання SA1 дозволять встановити десятки хвилин і одиниці хвилин. Під час установки годин і хвилин встановлюється завжди тільки одна цифра. П'яте натискання SA1 повертає годинник до нормальної роботи. Також тривалий час відсутності натискання кнопок завершує процедури установки.
Під час роботи годин тривале натискання кнопки SA2 виробляє включення / вимикання будильника. У момент активації будильника, на кілька секунд відображається час його запуску. Стан будильника сигналізує точка, розміщена в четвертому розряді. Якщо будильник активний, коли цей індикатор світиться.
Після включення сигналу будильника натисненням будь-якої кнопки можна вимкнути його на час близько 5 хвилин, при цьому активується функція повтору. Цей факт відзначається миготінням точки на четвертому розряді індикатора. Після закінчення 5 хвилин сигнал будильника буде запущений знову. Знову натисканням будь-якої кнопки, його можна відкласти ще на 5 хвилин, і т. Д.
Повне відключення сигналу будильника відбувається після тривалого натискання клавіші SA2, або близько півтора хвилинного відсутності реакції з боку користувача.
Робота годин протестована в Proteus:
Якщо в ході експлуатації годин, виявиться, що годинник значно відстають або поспішає, можна спробувати зменшити або збільшити значення конденсатора C1.
(34,7 Kb, завантажено: 1 923)
- годинник з цифровою корекцією точності, календар
- будильник з установкою по днях тижня.
- два термометра.
- індикація на 8-й розрядний семисегментний індикатор. Анімована зміна індикації.
- автоматичне регулювання яскравості індикатора.
Опис годин.
1. Функції.
- годинник, формат відображення часу 24-х годинний, годинник-хвилини-секунди. Щогодини спрацьовує короткий звуковий сигнал ( «зозуля»), якщо дозволений в налаштуваннях. Сигнал не спрацьовує в нічному режимі.
- календар, формат відображення ДД-ММ-РР.
- цифрова корекція точності. Можлива щодобовий корекція ± 25 сек. Задана о 1 годині 0 хвилин 30 сек буде додано / вирахувано з поточного часу.
- будильник. У заданий час протягом однієї хвилини лунають короткі подвійні сигнали. Відключити звук достроково можна натисканням на будь-яку з кнопок. Якщо звук не відключений, то через 5 хвилин будильник включиться знову на одну хвилину. всього5 повторів, далі звук відключається до наступного спрацьовування будильника. Коли робота будильника дозволена, при відображенні часу в молодшому розряді відображається точка. Вибір днів тижня для роботи будильника.
- термометр, два датчика. Діапазон вимірюваних температур -55,0 ÷ 125,0 о С.
- індикація. Послідовна.
- настроюється анімація зміни показань.
- використання незалежної пам'яті мікроконтролера для збереження налаштувань при відключенні харчування.
- в основному режимі кнопкою SET проводиться ручне перемикання відображається.
- перемикання між денним і нічним режимами яскравості в заданий час.
- автоматичне регулювання яскравості індикатора в залежності від освітлення.
2. Налаштування.
2.1. При включенні харчування годинник в основному режимі.
2.2. Натисканням на кнопку MENU виробляється вхід в режим налаштувань і вибору групи параметрів для установки. У межах групи вибір параметра для установки проводиться кнопкою SET. По-черзі доступні для установки:
Група CLOC:
- секунди (обнуляються при натисканні на кнопкиPLUS або MINUS);
- хвилини;
- годинник;
- день тижня.
Група dAtE:
- рік;
- місяць;
- дата.
Група Corr:
- величина корекції.
Група ALAr:
- час спрацьовування будильника, в старшому розряді символ A;
- глобальна активація будильника AL On - будильник активний, AL OFF- робота будильник заборонена;
- активація будильника по днях тижня. На індикаторі " On", Якщо робота будильника дозволена," OFF", Якщо заборонена.
Група diSP:
- час індикації температури датчика "Вулиця". У старших розрядах символи " tу
- час індикації температури датчика "Дім". У старших розрядах символи " td". Діапазон установки 0 ÷ 99 сек; Якщо встановлено 0, то на індикатори виводитися не буде.
- час індикації поточного часу. У старших розрядах символи " tc". Діапазон установки 0 ÷ 99 сек; Якщо встановлено 0, то на індикатори виводитися не буде.
- час індикації дати. У старших розрядах символи " tdt". Діапазон установки 0 ÷ 99 сек. Якщо встановлено 0, то на індикатори виводитися не буде.
- вибір швидкості анімації. У старшому розряді символ " SP". Діапазон установки 0 ÷ 99. Одна одиниця відповідає приблизно 2 мсек, чим вище величина, тим повільніше йде анімація.
Група LiGH:
- максимальна яскравість індикатора в денному режимі. У старших розрядах DAУ. Діапазон установки 0 ÷ 99;
- час включення денного режиму. У старшому розряді символ d.
- максимальна яскравість індикатора в нічному режимі. У старших розрядах niGH. Діапазон установки 0 ÷ 99;
- час включення нічного режиму. У старшому розряді символ n.
Група Sound:
- включення режиму «кукушка». У старших розрядах символи cuc, Якщо щогодинний звуковий сигнал дозволений, то в молодших розрядах On, Якщо заборонений - OFF.
2.3. Встановлюваний параметр блимає.
2.4. утриманням кнопок PLUS/MINUS проводиться прискорена установка параметра.
3. Примітки.
1. При установці параметрів яскравості інформація на індикаторі відображається з обраної величиною яскравості.
2.Необходимо порівнювати швидкість анімації і час відображення інформації. Якщо обрана повільна анімація і малий час відображення, то може виявитися, що інформація не встигає повністю оновитися до чергової зміни.
3. Якщо час індикації для всіх параметрів встановлено 0, тоді на індикатор буде виведено час без анімації.
4. У денний час натискання на кнопки озвучується коротким сигналом.
4. Особливості схеми.
1. Датчик температури може працювати і по 2-х провідній схемі підключення. Якщо планується вимірювати температуру в приміщенні, де встановлені годинник, то датчик все одно слід виносити за корпус годин.
2. Пищалка BUZ1 повинна бути з вбудованим генератором. Залежно від струму споживання можливо доведеться встановити підсилювач (транзисторний ключ).
3. Індикатор із загальним катодом. Якщо яскравість виявиться недостатньою, тоді слід встановити додаткові ключі (в архіві в папці Clock_ULN2803_v4).
4. При прошивці МК слід встановити FUSE для роботи від внутрішнього тактового генератора частотою 8 МГц.
5. У проекті (це по суті вже схема) не показані висновки харчування мікросхем.
6. При виготовленні змінний резистор RV1 слід замінити фоторезистором. Резистор R18 підібрати по найбільш оптимальному зміни яскравості індикатора при зміні освітленості.
24.02.2015 Виправлена \u200b\u200bпомилка при зміні індикації в варіанті з ULN2803.
16.03.2015 Виправлена \u200b\u200bнечіткість роботи одного з ефектів анімації.
28.03.2015 Невеликі зміни в індикації тире при відображенні часу. Версії файлів 4.1
Відео роботи програми, від користувача wolf2000.
