Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

ЭЛЕКТРОННЫЕ ЧАСЫ НА МИКРОКОНТРОЛЛЕРЕ


   Недавно спаял схему электронных часов с будильником, выполненных на популярном среди радиолюбителей микроконтроллере PIC16F628. В них используется светодиодный индикатор для отображения времени. Мне надоели всевозможные ЖКИ и хочется иметь возможность видеть время из любой точки комнаты в том числе в темноте, а не только прямо с хорошим освещением. Схема содержит минимум деталей и имеет отличную повторяемость.

Схема электронных часов на микроконтроллере

   Микроконтроллер является единственной микросхемой, используемой в данном устройстве. Для задания тактовой частоты используется кварцевый резонатор на 4 МГц. Для отображения времени использованы индикаторы красного цвета с общим анодом, каждый индикатор состоит из двух цифр с десятичными точками. Можно применить любые индикаторы с общим анодом, лишь бы каждая цифра имела собственный анод. Чтоб электронные часы были хорошо видны в темноте и с большой дистанции - старайтесь выбрать АЛС-ки чем покрупнее.  

   Индикация в часах осуществляется динамически. В данный конкретный момент времени отображается лишь одна цифра, что позволяет значительно снизить потребление тока. Аноды каждой цифры управляются микроконтроллером PIC16F628. Сегменты всех четырех цифр соединены вместе и через токоограничивающие резисторы R1 … R8 подключены к выводам порта МК. Поскольку засвечивание индикатора происходит очень быстро, мерцание цифр становится незаметным.

   Для настройки минут, часов и будильника - используются кнопки без фиксации. В качестве выхода для сигнала будильника используется вывод 10, а в качестве усилителя - каскад на транзисторах VT1,2. Звукоизлучателем является пьезоэлемент типа ЗП. Для улучшения громкости вместо него можно поставить небольшой динамик. Питаются часы от стабилизированного источника напряжением 5 вольт. В часах реализовано 9 режимов индикации. Переход по режимам осуществляется кнопками "+" и "-". Перед выводом на индикацию самих показаний, на индикаторы выводится короткая подсказка названия режима. Длительность вывода подсказки примерно секунда.

   Кнопкой "Коррекция" часы переводятся в режим настроек. При этом кратковременная подсказка выводится на пол секунды, после чего корректируемое значение начинает мигать. Коррекция показаний осуществляется кнопками "+" и "-". При длительном нажатии на кнопку, включается режим автоповтора, с заданной частотой. Все значения, кроме часов, минут и секунд, записываются в память и восстанавливаются после выключения питания. Если в течение нескольких секунд ни одна из кнопок не нажата, то электронные часы переходят в режим отображения времени. Нажатием на кнопку "Вкл/Выкл" включается или выключается будильник, это действие подтверждается коротким звуком. При включенном будильнике светится точка в младшем разряде индикатора. Вот прошивка и рисунок платы часов.


Поделитесь полезными схемами

ВЫСОКОВОЛЬТНОЕ ОХРАННОЕ УСТРОЙСТВО

   Охранное устройство с высоким напряжением - электрический ежик. Сегодня мы продолжим беседы про конструкции которые нужны для оxраны нашего жилища. Устройство, которое мы сейчас будем рассматривать предназначено для оxраны квартиры , офиса, дачи и автомобиля. Называется устройство - высоковольтный электрический ежик!


САМОДЕЛЬНЫЕ ЩУПЫ

   Как сделать надёжный самодельный щуп для осциллографа или мультиметра - фотоурок.

 




ЗУ ДЛЯ АВТО

   В отличие от другого зарядного устройства, данное усовершенствованное зарядное устройство обеспечивает автоматическое поддержание аккумуляторной батареи в рабочем состоянии не давая ей разряжаться ниже установленного уровня. Описанный цикл работы устройства позволяет использовать eгo для автоматической тренировки аккумуляторных батарей циклами «заряд - разряд» при подключении к нему параллельно аккумуляторной батарее разрядного резистора.


Часы на микроконтроллере своими руками. Часы на контроллере

Схема принципиальная электрическая

В одном устройстве объединено две функции: собственно измерение температуры и времени (часы). Индикация производится попеременно, сменяясь через десять секунд. Для настройки часов используется две кнопки, аналогично простым китайским электронным часам: одна отвечает за выбор параметра, вторая за его изменение. Питается устройство от сети с помощью постоянного стабилизированного источника тока напряжением пять вольт (плата от зарядного устройства телефона).

Датчиком температуры является микросхема DS18B20. Так как в устройстве «Часы-термометр» нет своей батареи, при пропадании питания естественно показания будут сбиваться. И что бы это не явилось причиной какого-нибудь опоздания человека на жизненно важные дела, имеется интересная «фишка» - при подаче питания вместо времени на дисплее будут отображаться прочерки, пока не нажмёшь одну из двух кнопок настройки.

Корпусом самодельного измерителя температуры послужила подходящая коробочка от запонок. В неё была помещена сама плата часов-термометра и плата вытащенная из телефонного зарядника. Датчик DS18B20 сделан выносным и подсоединяется через разъём.

Список необходимых деталей

  • Микроконтроллер Atmega8 - 1шт.
  • Кварц 32768 Гц - 1 шт.
  • Датчик температуры DS18B20 - 1шт.
  • Семи сегментный индикатор(4 - разряда) - 1 шт.
  • Резисторы SMD типоразмера 0805:
  • 620 Ом - 8шт.
  • 0 Ом (перемычка) - 1шт.
  • 4,7 кОм - 1шт.
  • Тактовые кнопки - 2 шт.

Видео работы устройства на Ютуб-канале

Этот вариант часов сделан таким образом, чтобы максимально упростить схему, снизить энергопотребление, и в итоге получить прибор, который легко помещается в кармане. Выбрав миниатюрные аккумуляторы для питания схемы, SMD - монтаж и миниатюрный динамик (например от нерабочего мобильного телефона), Вы можете получить конструкцию, размером чуть больше спичечного коробка.
Применение сверхъяркого индикатора позволяет снизить ток, потребляемый схемой. Снижение тока потребления также достигается в режиме "LoFF" - индикатор погашен, при этом включена только мигающая точка младшего разряда часов.

Индикация
Регулируемая яркость индикаторов позволяет выбрать наиболее комфортное отображение показаний (и опять же снизить энергопотребление).
В часах реализовано 9 режимов индикации. Переход по режимам осуществляется с помощью кнопок "плюс" и "минус". Перед выводом на индикацию самих показаний, на индикаторы выводится короткая подсказка названия режима. Длительность вывода подсказки - одна секунда. Применение кратковременных подсказок позволило достичь хорошей эргономичности часов. При переходах по режимам отображения (которых получилось достаточно много, для такого простого прибора, как обычные часы) не возникает путаницы, и всегда понятно, какие именно показания выведены на индикатор.

Коррекция показаний, выведенных на индикатор включается при нажатии на кнопку "Коррекция". При этом кратковременная подсказка выводится на 1/4 секунды, после чего корректируемое значение начинает мигать с частотой 2 Гц. Корректируются показания кнопками "плюс" и "минус". При длительном нажатии на кнопку, включается режим автоповтора, с заданной частотой. Частоты автоповтора нажатия кнопки составляют: для часов, месяцев и дня недели - 4 Гц; для минут, года и яркости индикатора - 10 Гц; для корректирующего значения - 100 Гц.

Все откорректированные значения, кроме часов, минут и секунд, записываются в EEPROM и восстанавливаются после выключения - включении питания. Секунды при коррекции обнуляются. Из всех режимов, кроме часы-минуты, минуты-секунды и LoFF организован автоматический возврат. Если в течение 10 секунд ни одна из кнопок не нажата, то часы переходят в режим отображения часов - минут.
Нажатием на кнопку "Вкл/Выкл буд." включается/выключается будильник. Включение будильника подтверждается коротким двухтональным звуком. При включенном будильнике светится точка в младшем разряде индикатора.
В режиме "Corr" на индикатор выведена корректирующая константа, начальное значение которой 5000 микросекунд в секунду. При отставании часов константу увеличиваем на величину отставания, вычисленное в микросекундах за одну секунду. Если часы спешат, то константу уменьшаем по тому же принципу.

Схема

Данные часы с будильником основаны на микросхеме часов реального времени, что позволяет им работать от резервного источника питания при отсутствии основного. Заданное время будильника и режим работы хранится в энергонезависимой памяти микроконтроллера. Режим отображения - 24 часовой. Содержат имитацию «тикания» Индикация времени и режимов работы осуществляется посредством светодиодных индикаторов.
Принцип работы
Основой данных часов является микросхема DS1307 - часы реального времени, обменивающаяся информацией с управляющим контроллером посредством I2C интерфейса. Индикация времени осуществляется через 4 7-и сегментных индикатора, работающих в динамическом режиме. Ввод и корректировка времени осуществляется 5-ю кнопками: "+ минуты", "+ часы", «установка», «будильник» и «сброс». Звуковой сигнал будильника выводится через стандартный пьезоизлучатель и представляет из себя сигнал частотой 1кгц с секундными паузами.

В качестве управляющего микроконтроллера был выбран Atmega48 по причине его доступности и наличии необходимой периферии на борту(даже с избытком). Часы реального времени DS1307 подключены к аппаратным выходам I2C управляющего микроконтроллера. Для работы DS1307 в автономном режиме(в случае отключения питания главного контроллера) используется литиевая батарейка резервного питания на 3V, ресурса которой хватит на несколько лет из-за низкого энергопотребления микросхемы.

Рассмотрим подробнее управляющую программу:

Программа работает по принципу флагово-таймерного автомата: все состояния и события представлены в виде соответствующих флагов, выполняющихся в прерываниях соответствующего таймера 1с, 1мс и 263.17мс. Программа использует 2 аппаратных таймера.

Опрос часовой микросхемы и нажатие кнопок осуществляется с интервалом 263.17мс. Интервал 1мс служит для формирования звукового сигнала звонка, а 1с - для его модуляции. Секундный интервал также управляет миганием точки во 2-ом разряде индикатора, разделяющий часы и минуты и также служащим формированием «тиканья».
Рассмотрим принципиальную схему часов.

Обозначения и номиналы:
S4 - Увеличение часов
S3 - Увеличение минут
S2 - Установка
S1 - Включение будильника
S5 - Сброс

R6-R10 - 10k
R1-R5 - 510ом

Напряжение питания - 5 вольт.

Настройка и использование
Правильно собранные часы в дополнительной настройке не нуждаются. Необходимо лишь установить текущее время и будильник.
Установка текущего времени осуществляется следующим образом:
1) Кнопками S1 и S2 установить текущее время (точка между разрядами при этом не мигает)
2) Запустить часы кнопкой S3
Установка будильника:
1) Нажать S3 и убедиться в том, что загорелась точка в 1-ом разряде
2) Установить время звонка кнопками S1 и S2
3) Включить звонок кнопкой S4
Дополнительные возможности:
Включить тиканье - удерживая S4 нажать S2 до появления характерных звуков. Отключается так-же.
Отображение минут и секунд - удерживая S4 нажать S1. Если после этого нажать S3 произойдёт сброс секунд в 00. Возврат - та-же комбинация.
Фото и видео часов
Часы собраны в корпусе из под нерабочей «электроники».


И надо представить какой-либо готовый проект. По законам жанра это должен быть термометр , или часы . Поскольку у себя у закромах не нашлось датчика температуры - было решено написать код часов. Хочу сразу предупредить – это не атомные часы. Их точность зависит от стабильности тактового генератора на кварце. Можно конечно ввести коррекцию хода. Но думаю не надо. Для дома вполне хватит. Плату не разводил. Задача была написать прошивку, а не изготовить устройство. На написание кода ушло три вечера. Устройство пока сыровато. Можно его еще доработать. Если кого заинтересует, то пишите на форум. Будем доделывать. А кто хочет тот может и сам. Исходники выкладываю тут. Только не надо говорить, что говнокод. Хотел бы я посмотреть, что у вас получалось, когда только учились:)

Схема электрическая часов на МК и LCD

Часы отображают время, секунды, и дни недели. Есть также один будильник. Его можно и отключить. Кнопками можно установить все величины, кроме секунд.

Сам программатор

Индикацию режимов можно было прорисовать и лучше, но честно говоря уже поднадоело заниматься художеством. Хотелось скорей закончить. На кнопки жмем не спеша. Экран обновляется раз в секунду. Работает все от одного прерывания. Обновление экрана можно и сделать по чаще, но в данном случае нет смысла.


Настройку произведем только раз, и больше трогать кнопки не будем. Будильник будет работать ровно одну минуту с прерыванием писка в одну секунду каждый день.


Корпус кварцевого резонатора лучше припаять к минусу. В этом случае увеличится его стабильность. Бузер желательно подключить через транзистор для уменьшения нагрузки на контроллер. Если питать контроллер от 3,3V, то резисторные делители возле дисплея можно убрать - схема станет намного проще.


Для тех, кто хоть немного разбирается в микроконтроллерах, а также хочет создать несложное и полезное устройство для дома, нет ничего лучше сборки с LED индикаторами. Такая вещь может украсить вашу комнату, а может пойти на уникальный подарок, сделанный своими руками, от чего приобретёт дополнительную ценность. Схема работает как часы и как термометр - режимы переключаются кнопкой или автоматически.

Схема электрическая самодельных часов с термометром

Микроконтроллер PIC18F25K22 берёт на себя всю обработку данных и отсчёт времени, а на долю ULN2803A остаётся согласование его выходов со светодиодным индикатором. Небольшая микросхема DS1302 работает как таймер точных секундных сигналов, частота её стабилизирована стандартным кварцевым резонатором 32768 Гц. Это несколько усложняет конструкцию, зато вам не придётся постоянно подстраивать и корректировать время, которое будет неизбежно запаздывать или спешить, если обойтись случайным ненастроенным кварцевым резонатором на несколько МГц. Подобные часы скорее простая игрушка, чем качественный точный хронометр.

При необходимости, датчики температуры могут быть расположены далеко от основного блока - они соединяются с ним трёхпроводным кабелем. В нашем случае один температурный датчик установлен в блок, а другой расположен снаружи, на кабеле длинной около 50 см. Когда пробовали кабель 5 м, то тоже прекрасно функционировало.

Дисплей часов изготовлен из четырех больших светодиодных цифровых индикаторов. Первоначально они были с общим катодом, но изменены на общий анод в финальной версии. Вы можете ставить любые другие, потом просто подберёте токоограничительные резисторы R1-R7 исходя из требуемой яркости. Можно было разместить его на общей, с электронной частью часов, плате, но так гораздо универсальнее - вдруг вы захотите поставить очень большой LED индикатор, чтоб их было видно на дальнем расстоянии. Пример такой конструкции уличных часов есть тут.

Сама электроника запускается от 5 В, но для яркого свечения светодиодов необходимо использовать 12 В. Из сети, питание поступает через понижающий трансформатор адаптер на стабилизатор 7805 , который образует напряжение строго 5 В. Обратите внимание на небольшую зелёную цилиндрическую батарейку - она служит источником резервного питания, на случай пропадания сети 220 В. Её не обязательно брать на 5 В - достаточно литий-ионного или Ni-MH аккумулятора на 3,6 вольта.

Для корпуса можно задействовать различные материалы - дерево, пластик, металл, либо встроить всю конструкция самодельных часов в готовый промышленный, например от мультиметра, тюнера, радиоприёмника и так далее. Мы сделали из оргстекла, потому что оно легко обрабатывается, позволяет увидеть внутренности, чтоб все видели - эти часы собраны своими руками. И, главное, оно было в наличии:)

Здесь вы сможете найти все необходимые детали предлагаемой конструкции самодельных цифровых часов, в том числе схему, топологию печатной платы, прошивки PIC и

Конструкции на микроконтроллерах



Назначение этого термометра всего лишь показывать температуру. Небольшие отлиия от других подобных схем только в формате вывода температуры на LED индикатор, который представляет из себя 4-х разрядный сверхяркий  CA04-41SRWA. В качестве датчика температуры применён DS18B20 в обычном включении с отдельным проводом питания. Схема расчитана на питание от батареек...

    Генератор с регулируемой частотой и скважностью
Генератор позволяет генерировать прямоугольный импульсный сигнал в широком диапазоне частот от 0,01 Гц до 60 КГц. Коэффициент заполнения импульсом (скважность) регулируется от 3 до 97 %. Применить данный регулируемый генератор импульсов возможно при самых различных видах работ по настройке узлов и схем электронной аппаратуры.
       Generator with variable frequency and pulse ratio
Generator allows to generate square wave signal with frequency varying from 0,01 Hz to 60 kHz. Pulse ratio adjustments go from  3 to 97 %.  This generator can be used differently for adjustments of units and  electronics circuits, to control circuits of switched power supplies, to estimate settings of low-frequency amplifier when square wave signal is passing, it is used for digital circuits.  
Наличие "железного" COM порта например в ноутбуке в настоящее время большая редкость. Данная статья о том, как изготовить самодельный переходник USB - COM из легкодоступных комплектующих, найти которые можно буквально на каждом углу,.В  общем салон сотовой связи как правило такие переходники продаёт в ассортименте...
.Хорошо известен и широко распространён сегодня датчик температуры DS18B20. Дёшев, легко купить, малогабаритный, надёжный. Может работать в сетях, когда на одном двухпроводном кабеле подключено несколько датчиков. Очень удобен, но требует для работы наличия микроконтроллера. А там где микроконтроллер, там и своя электронная схема и программа. При использовании переходника USB_USART схема выходит достаточно простой 
. Этот программатор  объединяет в одном устройстве несколько вариантов программирования. Предназначен для программирования PIC - микроконтроллеров и микросхем памяти типа 24Cxxx.
Поддержаны протоколы связи с компьютером через USB и COM порт.
Совместно с программатором возможно использовать такие программы, как IC-Prog и PonyProg - схема содержит JDM программатор.

Часы и таймеры повышенной точности на микроконтроллерах
Схема таймера под индикаторы с общим катодом


Выкладываю схему и прошивку под индикаторы с общим катодом. Не всегда есть возможность приобрести нужные индикаторы. Эта схема таймера - поможет в этом случае. В схеме есть отличия от предыдущих схем с индикаторами с общим анодом, которые необходимо учитывать. Собран таймер на микроконтроллере PIC 16F628A.

Часы - таймер для аквариума на микроконтроллере PIC16F628A  (timer_4c)


Проектировался этот таймер, как таймер для аквариума и предназначен для включения/выключения освещения в аквариуме с циклом в одни сутки. Малое энергопотребление схемы позволяет применить конденсаторный источник питания от сети.
   Таймер сделан на основе программы, в которой реализованы кратковременные подсказки названий режимов индикации. Описание работы программы соответствует программе часов, с питанием от батареек.

Будильник - часы на микроконтроллере PIC16F628A с внешним питанием (clock_4c_02)


Так как ресурс работы батареек мал, здесь размещена схема часов, рассчитанная на применение внешнего источника питания.
 При использовании маломощного сверхяркого индикатора (такого как CA04-41SRWA) и обычных пальчиковых или мизинчиковых батареек необходимости отключать индикатор во время отсутствия сетевого напряжения нет. Можно использовать любую из прошивок для clock_4c.

Часы - будильник на микроконтроллере PIC16F628A с питанием от батареек (clock_4c)


Очень простая схема часов, рассчитанная на питание от батареи, напряжением 4,5 В.
Несмотря на простоту схемы, в программе реализовано достаточно много функций:
  - отсчёт часов(0...23 с гашением незначащего нуля), минут, секунд, даты, месяца, дня недели, года
  - определение количества дней в феврале для високосного года
  - переход на летнее/зимнее время в последнее воскресенье марта и октября
  - коррекция хода часов с точностью 1 микросекунда в секунду (30 секунд в год)
  - регулируемая яркость индикаторов
  - двухтональный сигнал сирены будильника
  - звуковое подтверждение нажатия кнопок
  - 9 режимов индикации с подсказками названий режимов

Часы - таймер на микроконтроллере PIC16F628A с защитой от перебоев в питании (timer_a)


Одна из моих первых разработок - таймер для управления освещением аквариума. Выбор комплектующих здесь не очень удачен (ставил то что было под рукой). Тем не менее и схема таймера и программа проверены неоднократно, и не только мной. Это устройство в данное время безотказно включает и выключает свет у меня в аквариуме.

Обновлённые прошивки

Прошивка для Clock_4c_02 с отключенным переходом на летнее/зимнее время (16 января 2012 года)
HEX:   Clock_4c_02_noplzv 
Печатные платы для конструкций часов, которые здесь описаны. Clock4c_Alex.rar                        - печатка для часов с контролем внешнего питания под смд детали и
 так же фото готового изделия и прошивки,а именно стандартная прошивка в которой отключен переход лето зима,а так же прошивку под двухточечный часовой дисплей са56-21,в обычном режиме мигают обе точки,при включеном будильнике верхняя горит постоянно,а нижняя мигает. Timer4c_plata_SK.rar                - Печатная плата для таймера Timer_4c от Сергея Кондратович из Луганска (maverick5334)
Timer4c_plata_SK1.rar              - Доработано 4.06.2010 plat_timer_dsorokin.rar               - Вариант платы для таймера с кратковременными подсказками названий режимов.Файл в формате layout 5 с использованием SMD компонентов и индикатора BQ-M326RD (от dsorokin) Clock_4C_02a_control.rar         - Плата для часов с внешним питанием и индикаторами Kingbright SA08-11SRWA в lay 5.0 формате(От КД213) Clock_4c_bat_Vadan_plata.rar  - Плата для батарейного варианта Clock_4c. (формат layout5) Clock_a_Vadan_plata.rar           - Ещё одна плата для часов - тех что на "Радиокот". (формат layout5)

Часы пропеллер на Atmega8 - Микроконтроллеры - Схемы на МК и микросхемах

Роман Галимов

Привет всем! Хочу предложить Вашему вниманию простые часы-пропеллер, которые я собрал на контроллере Atmega8. Они изготовлены из доступных деталей и их легко повторить и изготовить. Единственное что - необходим программатор для прошивки контроллера часов и пульта управления.

Для основания часов был использован обычный вентилятор 120 мм (кулер). Вентиляторы для этих часов можно использовать любые, как с вращением по часовой стрелке, так и против, потому что пока собирал эти часы, программу немного переделал и сделал переключение отображения символов с пульта программно.
Схема самих часов довольно простая и собрана на микроконтроллере Atmega8, для синхронизации работы которого использован часовой кварц с частотой 32768 Гц.
Часы питаются от приёмной катушки, энергия на которую передаётся с генератора с передающей катушкой. Обе эти катушки составляют воздушный трансформатор.

Со схемой и конструкцией генератора, особых проблем не возникло, так как был использован генератор от плазменного шара.

Генератор собран на распространённой микросхеме TL494 и позволяет менять ширину и частоту выходных импульсов в широких пределах .
Даже с зазором в сантиметр между катушками - напряжения вполне хватает для пуска часов. Только следует учесть, что чем больше зазор между катушками, тем больше нужно делать ширину импульса и соответственно от этого растёт и потребление тока от источника.

При включении генератора в первый раз, ширину импульсов (скважность) ставим на минимум (ручка регулятора в верхнем по схеме положении, то есть 4 нога через резистор R7 притянута к 14, 15, 2 ноге TL-494). Частоту генератора крутим, пока не исчезнет писк, это примерно 18-20 Кгц (настройка на слух), а если есть чем измерить частоту, то настраиваем её соответственно в этих пределах.
На плате генератора ещё дополнительно собран регулятор напряжения на LM317, предназначенный для регулировки скорости вращения вентилятора.
На схеме его нет, не дорисовал
. Посмотрите демонстрационное видео работы часов.

Видео.

Плата самих часов крепится к основанию вентилятора. Я закрепил её двухсторонним скотчем.

Потом переделал немного схему часов с фоторезистора на инфракрасный фотодиод (рисунок ниже).
В передатчике вместо простого светодиода, у меня теперь стоит инфракрасный.
Резистор вместо 2к поставил 100к.


Ответственными моментами при изготовлении часов являются - изготовление воздушного трансформатора и центровка ( вернее балансировка) платы часов на основании вентилятора.

К этим моментам отнеситесь серьёзнее.

Воздушный трансформатор.

В основу взял кулер 120 мм обычный с бронзовыми втулками. Плата часов к основанию приклеена на двусторонний скотч.
С кулера откусываем лопасти и обтачиваем и выравниваем напильником, наждачкой. Катушки сделаны на каркасе из кабельного канала. Придумал такую конструкцию не я, просто взял эту идею из инета. Для намотки трансформатора делается основа из кабельного канала. Через каждые 5 мм на бортиках канала делаем надрез и аккуратно сворачиваем его в круг, диаметр подберите так, чтоб он плотно сел на пластмассовое основание вентилятора.

Далее на оправку из кабельного канала, наматываем 100 витков эмалированного провода, диаметром 0.25.
Ток потребления собранного трансформатора, у меня получился 200 мА (это с довольно заметным зазором между катушками).
В целом вместе с двигателем вентилятора, ток потребления получается  в районе 0.4-0.5А.
Первичную (передающую) катушку делаем также, но стараемся сделать минимальный зазор между катушками. Передающая катушка тоже содержит 100 витков провода 0.3 (можно тем-же 0.25).
На схеме у меня немного другие моточные данные этих катушек.

Плата часов.

Планка со светодиодами сделана на стеклотекстолите. В ней сверлится отверстие, в это отверстие вставляется кусок трубки от телескопической антенны и припаивается к плате (трубочку антенны нужно зачистить от блестящего покрытия). Можно использовать любую подходящую трубочку, или прикрепить плату другим способом, например с помощью винта с гайками.
Плату со светодиодами соединил с платой часов обычным эмалированным (намоточным) проводом, он более жёсткий по сравнении с монтажным и не трепится при вращении.

Для балансировки всей платы, с другой её стороны приклеиваем термоклеем винт, диаметром 3-4 мм, накручивая с другой стороны на винт различные гайки - добиваемся минимальной вибрации.
Для проверки работоспособности платы часов - коротим фоторезистор отверткой, пинцетом, светодиоды при этом должны моргнуть.
Часы начинают работать при появлении 5В (логическая единица) на 5 ноге атмеги. То есть при освещении фоторезистора - на 5 ноге должно быть 5В,
Когда фоторезистор не освещён, на 5-й ноге атмеги должен быть логический 0 (около 0В), для этого подбираем резистор на землю с 5 ноги. На схеме стоит 2 кОм, у меня получилось 2.5 Ком.
Внизу на основании вентилятора приклеиваем светодиод так, чтобы при каждом обороте двигателя вентилятора - фоторезистор проходил как можно ближе к источнику света (светодиоду).

Пульт управления.

Пульт управления предназначен для управления работой часов, переключения режимов отображения индикацией (смена направления вращения вентилятора), установки времени часов.

Схема пульта собрана на микроконтроллере ATTINY2313. На плате установлен сам МК с обвязкой и шесть кнопок, предназначенных для управления часами.

Корпус для пульта собирать не стал, поэтому только фото самой платы.

Информация по назначению кнопок пульта;
H+ и  Н- настройка часов
М+ и М- настройка минут
R/L смена направления (для винтов крутящихся по часовой и против часовой)
font  смена шрифта (тонкий, жирный и надпись VPRL. ru)
при надписи VPRL.ru кнопками H+ и H - регулируется ширина надписи.

В прикреплённом архиве содержатся все необходимые файлы для сборки часов;

Архив

Архив для статьи

Если у Вас возникнут какие либо вопросы по конструкции часов, задавайте их ЗДЕСЬ на форуме, постараюсь по возможности помочь и ответить на возникшие вопросы.

 

Часы на микроконтроллере msp430. Часть 3. Объединяем периферию.

Ранее я описал методы работы микроконтроллера от Texas Instruments, msp430g2553 с различными устройствами. Это были устройства индикации (на контроллерах hd44780 и tm1638), датчик температуры ds18b20, и часы реального времени ds1394. Теперь настало время объединить эти девайсы. Так уж получилось, что у меня уже была плата, на которой добрыми китайцами собран 7-сегментный индикатор, управляемый контроллером tm1638, и, недолго думая, я решил изготовить плату, которая бы конструктивно подходила к плате индикации от добрых китайцев. Вот, что из этого у меня вышло:

Это — сама плата. Как водится, — прекрасно получилось её изготовить с помощью фоторезистивной технологии. Не обошлось без одной не очень приятной мелочи — после лужения оказался одна лишняя перемычка, которую почти не было видно, между двумя стабилизаторами — на 5 и на 3,3В, из-за этого микроконтроллер при включении питался от 5В, это его чуть не убило. Я сначала грешил на сам стабилизатор, даже пару раз его поменял, пока не обнаружил этот досадный волосок из припоя.

Получилась в итоге вот такая конструкция:

Сначала это было пассивное устройство, простые часы, которые показывали на светодиодном индикаторе день недели, дату, время и температуру в цикле, затем удалось написать для него меню, с помощью которого можно устанавливать часы, дату, время срабатывания будильника, в дальнейшем добавлена установка яркости светодиодного индикатора, благо она регулируется с помощью контроллера tm1638. Может быть позднее научу часики автоматически регулировать яркость индикатора.

Сопряжение индикатора, запитанного от 5В, с микроконтроллером msp43g2553, работающим от 3,3В, получилось просто, не пришлось городить никаких волшебных методов, так как у драйвера индикатора выход данных выполнен на внутреннем ключе с открытым истоком. Необходимо было только демонтировать подтягивающие резисторы на самой плате индикатора (выполнены сборкой, обозначенной «R1»). Необходимо только учесть, что в этом случае блок индикации может потреблять до 0,2А от источника на 5В. Если питать часы при этом от источника, скажем, на 12В, то стабилизатор будет неплохо греться (выделяемая мощность до 0,2*(12-5) = 1,4Вт)

Для управления внешней нагрузкой я сделал 2 выхода, каждый из которых может управлять нагрузкой до 0,1А, к ним можно подключать например реле, или как у меня, — светильник в виде шара. События, управляющие нагрузкой, пока можно менять, только изменяя программу, позднее в планах написать что-то более универсальное и чтобы управлялось непосредственно с часов. Напряжение питания внешней нагрузки можно менять с помощью джампера на плате часов, варианты — 5В и напряжение источника.

Также предусмотрены дополнительные выводы с контроллера на перспективу (их можно использовать например как входы) и разъём для программирования, кнопка сброса на плате.

Верхний разъём 3,5мм на плате — для подключения датчика ds18b20, нижние два — подключение нагрузки. Питание часов осуществляется с помощью бывшего зарядного устройства от мобильника (оно выдаёт около 6,8В и ток до 0,8А).

Добавил схему девайса:

Резисторы R11 и R12 не используются, вместо них — внутренние резисторы подтяжки. Так же на схеме нет индуктивности, которая установлена на плате в качестве перемычки. На плате предусмотрена возможность питания индикатора как от 5В, так и от 3,3. Для этого можно менять положение перемычки, идущей к питанию индикатора.

Исходный код проекта часов на микроконтроллере msp430g2553. Печатная плата в Sprint Layout.

Такая вот вундервафля-всё-в-одном.

Видео:

Это — реально простые часы на микроконтроллере msp430g2553, ака launchpad (ланчпад), которые может повторить каждый. Кроме того — я публикую исходный код, который отдаю по лицензии «делайте с этим что хотите». Часы имеют все основные функции часов, как то — показ дня недели, даты, времени, температуры, с программируемым будильником.

Схема. Часы-будильник и термометр с бегущей строкой на шестнадцатиэлементных индикаторах


В предлагаемом устройстве используются символьные светодиодные шестнадцатиэлементные индикаторы PSA08-11 с общими анодами. Выбор пал именно на них из-за невысокой стоимости, большого размера отображаемого символа и высокой яркости. Для того чтобы выводить максимум полезной информации, текст перемещается справа налево. На шести знакоместах поочерёдно отображаются текущее время, температура в помещении, температура вне его, число, день недели и месяц прописью, например, «18 МАРТА ЧЕТВЕРГ.

Счёт времени ведёт микросхема DS1307. Она представляет собой часы реального времени (Real Time Clock -RTC) со встроенным календарём. При выключенном общем питании эта микросхема продолжает работать от резервного источника — литиевого элемента CR2032 напряжением 3 В. Поскольку при отсутствии внешних обращений потребляемый микросхемой DS1307 ток не превышает 300 нА, счёт времени в таком режиме может продолжаться до десяти лет. Тактовый генератор этой микросхемы построен с применением внешнего кварцевого резонатора частотой 32768 Гц, что обеспечивает высокую точность хода. Микросхема отсчитывает секунды, минуты, часы, дни месяца (с учётом високосных лет), месяцы, дни недели и годы. Её календарь действителен до 2100 г. Более подробную информацию о ней можно получить в [1].

Для измерения температуры в устройстве применены цифровые термодатчики LM75, имеющие погрешность не более 2 °С в интервале температуры от -25 до +100°С. Более подробную информацию о них можно найти в [2].
Схема часов и термометра с бегущей строкой показана на рис. 1. Все функции, за исключением счёта времени, выполняет микроконтроллер DD2 (PIC16F873A-20I/P), тактируемый встроенным генератором с кварцевым резонатором ZQ2. Для управления устройством предназначены кнопки SB1—SB5. Когда их контакты разомкнуты, резисторы R4—R8 обеспечивают высокий логический уровень на соответствующих входах микроконтроллера. Резистор R11 поддерживает высокий уровень на входе начальной установки микроконтроллера, предотвращая перезапуск программы случайными помехами.

Для питания часов необходим стабилизированный источник напряжения 5 В с максимальным током нагрузки не менее 600 мА. Его подключают к разъёму XS1. В авторском варианте используется зарядное устройство от сотового телефона. Конденсаторы С1 и С2 — сглаживающие, причём ёмкость конденсатора С1 должна быть не менее 1000 мкФ.
В часах предусмотрен будильник. Его звуковой сигнал подаёт пьезоизлучатель со встроенным генератором НА1 (НРА24АХ). По сигналам микроконтроллера им управляет ключ на транзисторе VT7. Подбирая резистор R18 в цепи базы этого транзистора, можно в некоторых пределах регулировать громкость звука.

Для индикации режимов работы предназначены светодиоды HL1—HL3 красного цвета свечения. Их яркость изменяют, подбирая резисторы R15— R17.
Для программирования микроконтроллера, установленного на плату, на ней имеется разъём ХР1. На время выполнения этой операции к нему присоединяют программатор, например, PICkit2, EXTRAPIC или другой подобный [3]. В действующем устройстве этот разъём не нужен. Его можно не устанавливать, если до монтажа на плату запрограммировать микроконтроллер в панели программатора.

Программирование микроконтроллера заключается в загрузке программного кода из НЕХ-файла в его FLASH-память. Для этого требуется управляющая программатором программа, например WinPic800, которая находится в свободном доступе по адресу www.winpic800.com/descargas/WinPic800.zip   в сети Интернет. Подробную инструкцию по программированию микроконтроллера также можно прочитать в [3].
Для упрощения программы микроконтроллера и устройства в целом микросхема RTC DD1 и датчики температуры ВК1 и ВК2 связаны с микроконтроллером по одной и той же шине I2C. Датчик ВК2 подключают к разъёму ХР2 кабелем длиной до нескольких метров по схеме, изображённой на рис. 2.

Резисторы R2 и R9 соединяют линии SCL и SDA шины I2C с плюсом питания, поддерживают на них высокий уровень в паузах передачи информации, как того требует спецификация шины. Более подробно об использовании этой шины можно узнать из [4]. Адресные входы датчиков температуры ВК1 и ВК2 по-разному соединены с плюсом питания и общим проводом, что даёт микроконтроллеру возможность программно различать датчики.

Шестнадцатиразрядные параллельные коды для вывода информации на индикаторы образуются на выходах микросхем DD3 и DD4. Микроконтроллер DD2 заносит информацию в эти микросхемы последовательным кодом, используя для этого всего три линии своих портов В и С. Установив на линии RC6 и информационном входе сдвигового регистра микросхемы DD3 уровень, соответствующий значению (0 или 1) очередного разряда кода, он формирует на линии RC7 и тактовых входах обеих микросхем нарастающий перепад уровня. При этом уже содержащийся в соединённых последовательно сдвиговых регистрах код перемещается на одну позицию в сторону старшего разряда регистра DD4, а в освободившийся младший разряд регистра DD3 записывается значение, установленное микроконтроллером на его входе.

После шестнадцати таких операций весь код записан в образованный микросхемами DD3 и DD4 шестнадцатиразрядный сдвиговый регистр. Однако на выходах микросхем этот код ещё не появился, на них продолжает действовать тот, что был выведен в предыдущем цикле. Чтобы обновить состояние выходов, микроконтроллер формирует нарастающий перепад уровня на своей линии RB0 и входах записи кода из сдвиговых регистров микросхем DD3 и DD4 в их регистры хранения. Более подробно с работой микросхемы преобразователя последовательного кода в параллельный 74НС595 можно ознакомиться, прочитав [5].

После записи кода в микросхемы DD3 и DD4 микроконтроллер подаёт команду включить тот из шести индикаторов, для катодов элементов которого этот код предназначен. Чтобы не перегружать выходы микроконтроллера, аноды индикаторов соединены с ними через ключи на транзисторах VT1—VT6. Схема платы индикаторов показана на рис. 3, а условные обозначения элементов индикатора PSA08-11SRW — — на рис. 4. Разъёмы ХР1 и ХР2 платы индикаторов соединяют соответственно с разъёмами XS3 и XS2 основной платы.

Чертежи основной платы и размещения элементов на ней приведены на рис. 5. Она изготовлена из фольгированного с одной стороны стеклотекстолита. Плата рассчитана на установку датчика температуры ВК1 в корпусе DIP8, однако датчик LM75AD выпускают в корпусе SO8 для поверхностного монтажа, поэтому устанавливать его следует через плату-переходник (рис. 6). На рис. 5 контур переходника показан штрихпунктирной линией. В соответствующие отверстия переходника и платы вставляют и пропаивают с обеих сторон отрезки провода. Можно, конечно, изменив топологию печатных проводников на основной плате, обойтись и без переходника.

Двусторонняя печатная плата индикаторов показана на рис. 7. Обратите внимание, что разъёмы на ней устанавливают со стороны, противоположной той, где находятся индикаторы. При сочленении разъёмов обе платы располагаются одна над другой «этажеркой», как можно видеть на фотоснимке рис. 8.
Транзисторы КТ502Б можно заменить любыми той же серии. Вместо светодиодов АЛ307БМ подойдут и другие маломощные красного цвета свечения, например АЛ310А.
Правильно собранное устройство с корректно запрограммированным микроконтроллером в налаживании не нуждается и начинает работать сразу после включения.

После подачи питания первым на индикаторы выводится приветственное сообщение. За ним следует время в 12- или 24-часовом формате, который можно выбрать в соответствующем пункте меню. Далее бегущая строка с текущим временем на 10с останавливается. По их истечении выводятся температура в помещении (показания датчика ВК1), температура на улице (показания датчика ВК2) и выдерживается ещё одна десятисекундная пауза, в течение которой индикатор показывает уличную температуру. После этого выводится число, за ним месяц и день недели прописью, после чего цикл (за исключением приветственного сообщения) повторяется.

Для установки текущего времени и других параметров переходят в режим «Меню» кратковременным нажатием на кнопку SB3 «М». Включается светодиод HL2, показывая, что этот режим включён. На индикаторе после сообщения «НАСТРОЙКА» выводится и останавливается строка «ЧАС XX», где XX — текущее значение часа, которое можно увеличить нажатием на кнопку SB1 «+» или уменьшить нажатием на кнопку SB5 «-«.
Для того чтобы перейти к следующему пункту меню, нажимают на кнопку SB2 «>». С её помощью меню можно «листать» в указанном далее порядке, с помощью кнопки SB4 «<» — в противоположном. После первого нажатия на кнопку SB2 «>» выводится строка «МИН XX», затем «ГОД 20ХХ» (по умолчанию 2011), далее «МЕСЯЦ XX», «ЧИСЛО XX», «ДЕНЬ НЕДЕЛИ XX», «БУД_ЧАС XX» (час срабатывания будильника), «БУД_МИН XX» (минуты срабатывания будильника).

Затем на индикаторе появляется одна из строк «БУД ВЫКЛ» или «БУД ВКЛ», отображая текущее состояние будильника. Его можно менять, нажимая на кнопку SB1 «+» или SB5 «-«. Когда будильник включён, горит светодиод HL1, сигнализируя об этом.
Далее выводится строка «ФОРМАТ XX», где XX равно 12 или 24 в зависимости от выбранного нажатиями на кнопку SB1 «+» или SB5 » формата отображения времени. После очередного нажатия на SB2 «>» выводится строка «ПОКА», выключается светодиод HL2, часы переходят в обычный рабочий режим.

Когда текущее время совпадает с заданным временем срабатывания будильника, включаются светодиод HL3 и излучатель звука НА1. Чтобы отключить световую и звуковую сигнализацию, достаточно нажать на любую кнопку. Электрический сигнал для управления внешним исполнительным устройством при необходимости можно снять с выхода RB5 микроконтроллера, к которому через резистор R17 подключён светодиод HL3.
При выключенном внешнем питании устройство продолжает счёт времени — микросхема DD1 работает от литиевого элемента G1.

Прилагаемые файлы: source.zip

ЛИТЕРАТУРА
1. DS1307 — 64 X 8 часы реального времени с последовательным интерфейсом. — www.piclist.ru/D-DS-DSB1 «+»307-RUS/D-DS-DS1307-RUS.html
2. LM75A Digital tem- perature sensor and thermal watchdog. www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/100962/PHILIPS/LM75AD.html
3. Долгий А. Программаторы и программирование микроконтроллеров. — Радио, 2004, № 1, с. 53.
4. Семёнов Б. Ю. Шина I2C в радиотехнических конструкциях. — М.: «СОЛОН-Р», 2002.
5. 74НС595; 74НСТ595 8-bit serial-in, serial or parallel-out shift register with output latches; 3-state. — www.nxp.com/documents/data_sheet/74HC_HCT595.pdf

В. БАЛАНДИН, с. Петровское Тамбовской обл.
«Радио» №9 2012г.

Post Views: 1 594

Наручные часы на Atmega328 и OLED дисплее

Автор этих часов Zak Kemble

Аппаратная реализация

В аппаратной части часы содержат микроконтроллер Atmel ATmega328P, 2,5 V регулятор напряжения Torex, часы реального времени DS3231M(RTC), 1.3" 128x64 монохромный OLED дисплей, 2 светодиода (красный и зеленый), зуммер, 3-х позиционный переключатель для навигации, питание от 150 mAh LiPo аккумулятора, который можно заряжать через USB и 2-х печатных плат(хотя одна используется только для монтажа OLED дисплея).

Принципиальная схема часов




ATmega328P использует свой внутренний генератор 8 МГц и работает от 2,5 V линейного регулятора. Ее ток потребления составляет около 1,5 mА при активной и 100 nА в режиме сна.

DS3231M является отличным прибором, который выпускается в небольшом 8-ми контактном корпусе и включает в себя встроенную температурную компенсацию MEMS резонаторов с точностью ± 5 ppm (± 2 минуты 40 секунд в год). В обвязке только фильтрующий конденсатор и несколько дополнительных подтягивающих резисторов. Питание RTC подключено не к выводу VCC, а к выводу Vbat, для того чтобы уменьшить ток потребления с 100 uА до 2,5uA. К сожалению, этот чип очень трудно заполучить по разумной цене, если вы не в США. Я получил необходимое количество DS3231M в качестве образцов.

Для зарядки аккумулятора используется Microchip MCP73832 вместе с некоторыми дополнительными компонентами для распределения нагрузки, где батарея может заряжатся без вмешательства в остальную часть часов.

Вы могли заметить, что на схеме светодиоды напрямую связаны с микроконтроллером без резисторов. Внутренние MOSFET микроконтроллера имеют сопротивление около 40 Omh, напряжение с 2,5 V падает до 2 V, что достаточно для питания светодиодов. Мне хотелось использовать синий светодиод, но у него большое падение напряжения, что потребовало бы увеличить напряжение питания до 3 V и ставить некоторые дополнительные резисторы и MOSFET.

Поскольку микроконтроллер работает от 2,5 V чтобы измерить напряжение батареи нужно понизить этот сигнал перед тем как подключить его к АЦП. Для этого используется делитель напряжения. Однако, делитель напряжения подключен параллельно батарее и через него будет постоянно протекать ток 350 uA, а это огромная трата энергии. В этой версии проекта добавлен P-MOSFET, чтобы делитель был включен только при необходимости.

2,5 V регулятор используется марки Torex XC6206, в первую очередь я выбрал его из-за своего крошечного ток покоя, всего 1 uA. Почему выбран линейный регулятор, а не импульсный? КПД у импульсного стабилизатора не менее 80% при нагрузке 2 mА, но с нагрузками 100 uА его эффективность падает до менее чем 50%. Так как потребление устройства в спящем режиме составляет 2-3 uA, импульсный стабилизатор показал себя невероятно плохо по сравнению с линейным регулятором. Эффективность 2,5 V линейного регулятора составляет до 60% с 4,2 V на входе и до 83% с 3 V на входе.

Реклама
Инфракрасный датчик движения Отзывы: ***Отличная штука.
Свет в коридоре всегда горел. А теперь порядок. включается быстро, горит секунд 40.*** Реклама
1602 ЖК-модуль синий/желто-зеленый экран с IIC/I2C 16x2 Отзывы: ***Экранчики отличные,все проверил,***







Будильники

- Активация до 10 будильников.
- Количество будильников ограничено только количеством доступных EEPROM и RAM.
- У каждого будильника настраиваются часы, минуты и в какие дни недели он должен быть активным.




Некоторые возможности:

- 3 канала регулировки громкости для:

Основного режима;
Будильника;
Почасового сигнала.




- Режим ожидания
- Регулировка яркости дисплея
- Анимация

Реклама
5 метров никелевая полоса для сварки аккумуляторных батарей Отзывы: ***Заказываю не в первый раз из этого магазина. Качество товара как всегда на высоте, отлично паяется и лудится.***
Реклама
DSO138mini цифровой осциллограф Отзывы: ***Приятно что подробная инструкция в комплекте. Всё легко собралось. Заработало. ***
Исходный код(Си), файлы прошивки микроконтроллера, схема и макет печатной платы Eagle 6

Ну и наверно самое интересное, братья наши из Китая не только повторили эти часы, но и предлагают их в виде KIT набора




Конечно можно и попроще что-то найти:




Часы микроконтроллера - Crystal, Reso - Maxim Integrated

Аннотация: Кристаллы, керамические резонаторы, RC-генераторы (резисторы, конденсаторы) и кремниевые генераторы - это четыре типа источников синхронизации для использования с микроконтроллером (мкКл). Оптимальный источник синхронизации для приложения зависит от многих факторов, включая стоимость, точность и параметры окружающей среды. В этой заметке по применению обсуждаются определяющие факторы для выбора часов микроконтроллера. Сравниваются типы осцилляторов.

См. Также: Решения для поддержки часов микроконтроллера

Введение

Большинство источников синхронизации для микроконтроллеров можно разделить на два типа: источники, основанные на механических резонансных устройствах, таких как кристаллы и керамические резонаторы, и источники, основанные на электрических схемах фазового сдвига, таких как RC-генераторы (резисторы, конденсаторы).Кремниевые генераторы обычно представляют собой полностью интегрированную версию RC-генератора с дополнительными преимуществами источников тока, согласованных резисторов и конденсаторов, а также схем температурной компенсации для повышения стабильности. Два примера источников тактовых импульсов показаны на Рис. 1 . На рисунке 1а показана конфигурация генератора Пирса, подходящая для использования с механическими резонансными устройствами, такими как кристаллы и керамические резонаторы, а на рисунке 1b показан простой RC-генератор с обратной связью.


Рисунок 1.Примеры простого источника синхронизации: (а) конфигурация генератора Пирса и (б) генератор обратной связи RC.

Основные различия между механическими резонаторами и RC-генераторами

Генераторы на основе кварцевых и керамических резонаторов (механические) обычно обеспечивают очень высокую начальную точность и умеренно низкий температурный коэффициент. Генераторы RC, напротив, обеспечивают быстрый запуск и низкую стоимость, но, как правило, страдают от низкой точности по температуре и напряжению питания и показывают колебания от 5% до 50% от номинальной выходной частоты.Хотя схемы, показанные на рисунке 1, могут генерировать чистые и надежные тактовые сигналы, на их характеристики будут сильно влиять условия окружающей среды, выбор компонентов схемы и компоновка схемы генератора. Керамические резонаторы и связанные с ними значения емкости нагрузки должны быть оптимизированы для работы с определенными логическими семействами. Кристаллы с их более высокой добротностью не так чувствительны к выбору усилителя, но подвержены сдвигам частоты (и даже повреждению) при перегрузке. Факторы окружающей среды, такие как электромагнитные помехи (EMI), механическая вибрация и удары, влажность и температура, влияют на работу генератора. Эти факторы окружающей среды могут вызвать изменения выходной частоты, увеличение джиттера и, в тяжелых случаях, могут привести к прекращению работы генератора.

Модули осциллятора

Многих из описанных выше соображений можно избежать с помощью модулей генераторов. Эти модули содержат все компоненты схемы генератора и выдают тактовый сигнал в виде прямоугольного сигнала с низким импедансом.Работа гарантируется в ряде условий. Модули кварцевых генераторов и полностью интегрированные кремниевые генераторы являются наиболее распространенными. Модули кварцевого генератора обеспечивают точность, аналогичную дискретным схемам компонентов, использующим кристаллы. Кремниевые генераторы более точны, чем схемы RC-генераторов с дискретными компонентами, и многие из них обеспечивают сопоставимую точность с генераторами на основе керамических резонаторов.

Потребляемая мощность

Потребляемая мощность - еще одно важное соображение при выборе генератора.Потребляемая мощность схем дискретных компонентов кварцевого генератора в первую очередь определяется током питания усилителя с обратной связью и используемыми значениями внутрисхемной емкости. Потребляемая мощность усилителей, изготовленных на КМОП-матрице, в значительной степени пропорциональна рабочей частоте и может быть выражена как значение рассеиваемой емкости. Значение емкости рассеяния мощности затвора инвертора HC04, используемого, например, в качестве инвертирующего усилителя, обычно составляет 90 пФ. Для работы на частоте 4 МГц от источника питания 5 В это соответствует току питания, равному 1.8 мА. Схема дискретного компонентного кварцевого генератора обычно включает дополнительную нагрузочную емкость 20 пФ, а общий ток питания составляет 2,2 мА.

Цепи с керамическим резонатором обычно имеют более высокие значения емкости нагрузки, чем цепи с кварцевым резонатором, и потребляют еще больше тока, чем схема с кристаллом, использующая тот же усилитель.

Для сравнения: модули кварцевого генератора обычно потребляют от 10 мА до 60 мА тока питания из-за включенных функций температурной компенсации и управления.

Ток питания кремниевых генераторов зависит от типа и функции и может варьироваться от нескольких микроампер для низкочастотных (фиксированных) устройств до десятков миллиампер для компонентов с программируемой частотой. Маломощный кремниевый генератор, такой как MAX7375, потребляет менее 2 мА при работе на частоте 4 МГц.

Сводка

Оптимальный источник синхронизации для конкретного приложения микроконтроллера определяется сочетанием факторов, включая точность, стоимость, энергопотребление и требования к окружающей среде.В следующей таблице приведены общие типы схем генератора, обсуждаемые здесь, а также их сильные и слабые стороны.

Таблица 1. Сравнение производительности типов источников синхронизации

Источник тактовой частоты Точность Преимущества Недостатки
Кристалл от среднего до высокого Низкая стоимость Чувствителен к электромагнитным помехам, вибрации и влажности. Согласование импеданса сложной цепи.
Модуль кварцевого генератора от среднего до высокого Нечувствителен к электромагнитным помехам и влажности. Никаких дополнительных компонентов или проблем с соответствием. Высокая стоимость; высокая потребляемая мощность; чувствителен к вибрации; большая упаковка.
Керамический резонатор Средний Меньшая стоимость Чувствителен к электромагнитным помехам, вибрации и влажности.
Встроенный кремниевый осциллятор от низкого до среднего Нечувствителен к электромагнитным помехам, вибрации и влажности.Быстрый запуск, небольшой размер и отсутствие дополнительных компонентов или проблем с сопоставлением. Температурная чувствительность обычно хуже, чем у кварцевых и керамических резонаторов; высокий ток питания у некоторых типов.
RC-генератор Очень низкий Самая низкая стоимость Обычно чувствителен к электромагнитным помехам и влажности. Плохая характеристика подавления температуры и напряжения питания.

©, Maxim Integrated Products, Inc.
Содержимое этой веб-страницы защищено законами об авторском праве США и других стран. Для запросов на копирование этого контента свяжитесь с нами.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2154:
ПРИМЕЧАНИЕ ПО ПРИМЕНЕНИЮ 2154, г. AN2154, AN 2154, г. APP2154, Appnote2154, Appnote 2154

maxim_web: en / products / микроконтроллеры, maxim_web: en / products / микроконтроллеры / secure, maxim_web: en / products / microcontrollers / low-power

maxim_web: en / products / microcontrollers, maxim_web: en / products / microcontrollers / secure, maxim_web: en / products / microcontrollers / low-power

Цепь цифровых часов

с использованием микроконтроллера 8051 и DS12C887

В этом проекте я покажу вам, как разработать простую схему цифровых часов с использованием 8051 и DS12C887, а также модулей DS1307 RTC.

Введение

Цифровые часы отображают время с помощью цифр, и у них есть много приложений, таких как автомобили, железнодорожные станции, дома, офисы и т. Д., Чтобы обеспечить точное время и дату. В приложениях этого типа обычно используются микросхемы RTC (часы реального времени) для точного отображения времени и даты.

Схема отображает время на ЖК-дисплее. Для этих часов мы можем установить время в любой момент. Здесь часы могут работать либо в 24-часовом режиме, либо в 12-часовом режиме, а микросхема RTC настраивается путем программирования контроллера 8051.

Я продемонстрирую две схемы цифровых часов с использованием микроконтроллера 8051: в одной используется RTC DS12C887, а в другой - RTC DS1307.

Принцип электрической цепи

Главный принцип обеих схем заключается в том, что контроллер 8051 непрерывно считывает данные с ИС часов реального времени и обрабатывает их в правильном порядке для отображения времени на ЖК-дисплее.

Связанное сообщение: [Схема цифрового секундомера]

Принципиальная схема Цепь цифровых часов с использованием 8051 и DS12C887

Принципиальная схема цифровых часов с использованием RTC DS12C887 и микроконтроллера 8051

Компоненты цепи
  • 8051 микроконтроллер
  • Плата проекта
  • Кабель для программирования
  • Аккумулятор постоянного тока или адаптер 12 В, 1 А
  • DS12C887 RTC IC
  • 16 * 2 буквенно-цифровой ЖК-дисплей
  • Кнопки - 4
  • Ползунковые переключатели - 3
  • 2 керамических конденсатора - 33 пФ
  • , кристалл 12 МГц
  • Конденсатор электролитический - 10мкФ, 16В
  • Резистор (1/4 Вт) - 10к
  • Горшок - 10к
  • Цепь питания 5 В постоянного тока
  • Однополюсные соединительные провода
Схема проектирования

Схема показывает, как соединить RTC IC с контроллером 8051. Порт P0 используется как порт данных часов реального времени. Порт P2 контроллера подключен к выводам данных ЖК-дисплея. Контакты P1.1, P1.2 и P1.3 контроллера подключены к контактам RS, RW, EN соответственно. P1.0 подключен к RESET RTC. Кнопки подключены к P1.4 и P1.5. Они используются для установки времени. P1.6 сконфигурирован как пин START, используемый для запуска часов по времени, установленному пользователем. P3.3 связан с кнопкой, используемой для вызова функции set_time.

DS12C887 Часы реального времени

Эта микросхема используется в большинстве приложений для определения точного времени и даты.Эта ИС показывает время как в 12-часовом, так и в 24-часовом режимах. Эта ИС также предоставляет компоненты календаря: день, месяц и год. Этот RTC использует внутреннюю литиевую батарею для обновления времени и даты при сбое питания. Эта ИС имеет 128 байт оперативной памяти. В этих 128 байтах ОЗУ 14 байтов используются для времени, даты и регистров. Остальные 114 байтов используются для хранения данных общего назначения.

Регистры управления RTC доступны только при подаче питания от внешнего источника.Для этой ИС требуется источник питания более 4,25 В, а регистры управления доступны через 200 мс при наличии внешнего питания.

DS12C887 IC

Контакт Описание

  • MOT: Это контакт выбора типа шины, используемый для выбора между типами шины Intel и Motorola . Этот контакт подключен к VCC для выбора типа шины Motorola и подключен к GND или не подключен для выбора типа шины Intel .
  • 2, 3: Неиспользуемые штифты
  • 4 - 11 (AD0 - AD7): Эти контакты являются линиями двунаправленного адреса и данных RTC. На этих выводах адрес присутствует в первой части цикла, а данные присутствуют во второй части цикла шины.
  • 12 (GND): Этот вывод подключен к земле.
  • 13 (CS): Этот вывод должен иметь низкий уровень для доступа к микросхеме во время операций чтения и записи.
  • 14 (AS): Высокий импульс на этом выводе используется для демультиплексирования данных и адреса.
  • 15 (R / W): Этот вывод используется для операций чтения или записи .
  • 16: Неиспользуемый штифт
  • 17 (DS): Это вывод строба данных.
  • 18 (RESET): Низкий импульс на этом выводе сбрасывает все флаги и прерывания, но не влияет на время и дату.
  • 19 (IRQ): Это активный низкий вывод, используемый в качестве входа прерывания для контроллера.
  • 20 - 22: Неиспользуемые штифты
  • 23 (SQW): Используется для генерации прямоугольной волны с заранее заданными частотами
  • 24 (VCC): Этот вывод подключен к источнику питания 5 В

RTC Адресная карта

Этот RTC имеет 128 байтов ОЗУ с адресами 00H - 07H. Первые десять позиций (00–09) используются для данных часов, календаря и будильника. Ячейки адресов 0A - 0D используются для регистров состояния и управления. Остальные адреса используются для общих данных. В следующей таблице показаны адреса для часов, календаря и будильника.

Адреса для времени, даты и будильника

Эта микросхема имеет 4 регистра управления и состояния, а именно регистр A, регистр B, регистр C, регистр D. Нам необходимо настроить все эти регистры, чтобы получить точное время и дату.Чтобы настроить эти регистры, воспользуйтесь таблицей данных DS12C887

.
Код

Принципиальная схема Цепь цифровых часов с использованием 8051 и DS1307

Необходимые компоненты
  • 8051 Микроконтроллер
  • 8051 Совет по развитию (дополнительно)
  • 8051 Программист
  • DS1307 Модуль RTC
  • Кристалл 11,0592 МГц (для 8051)
  • Кристалл 32,768 кГц (для DS1307 RTC)
  • Конденсаторы - 33пФ x 2, 10 мкФ
  • Резисторы - 1 кОм x 2, 10 кОм x 2, 8 x 1 кОм с повышением напряжения, 10 кОм POT
  • Литиевая батарея 3 В
  • Кнопка
  • ЖК-дисплей 16 × 2

Код

Как работать?
  1. Первоначально записать программу на микроконтроллер 8051
  2. Теперь выполните подключения согласно принципиальной схеме
  3. Включить питание платы
  4. Теперь вы можете наблюдать время на ЖК-дисплее. Если вы хотите установить время, сделайте пусковой вывод низким и нажмите кнопку, подключенную к P3.3
  5. ЖК-дисплей показывает сообщение установленного времени. Теперь используйте кнопку, которая подключена к P1.4, чтобы установить часы, и используйте другую кнопку, чтобы установить минуты.
  6. Теперь сделайте пусковой штифт высоким, чтобы часы работали.

Схемы приложений

  • Этот проект используется в офисах, домах, гостиницах и автомобильных мобильных для отображения времени и даты.
  • Мы также можем установить сигнализацию в этом проекте с небольшими изменениями.

Схемы часов

  • Изучив этот раздел, вы сможете:
  • Поймите необходимость генераторов часов.
  • Распознавать схемы тактового генератора.
  • • Часы с дистанционным управлением.
  • • Часы с кварцевым управлением.
  • Распознавать схемы тактового генератора.

Часы и временные сигналы

Большинство последовательных логических схем управляется тактовым генератором.Обычно это нестабильная схема, генерирующая регулярные импульсы, которые в идеале должны:

1. Быть постоянным по частоте

Многие тактовые генераторы используют кварцевый резонатор для управления частотой. Поскольку кварцевые генераторы обычно генерируют высокие частоты, там, где требуются более низкие частоты, исходная частота генератора делится с очень высокой частоты на более низкую с использованием счетных схем.

2. Имеют быстрые нарастающие и спадающие фронты импульсов.

Это фронты импульсов, которые важны для синхронизации работы многих последовательных цепей, время нарастания и спада обычно меньше 100 нс. Выходы схем синхронизации обычно должны управлять большим количеством вентилей, чем любой другой выход в данной системе. Чтобы эта нагрузка не искажала тактовый сигнал, выходы тактового генератора обычно подают через буферный усилитель.

3. Имеют правильные логические уровни

Сигналы, генерируемые схемами синхронизации, должны иметь соответствующие логические уровни для схем, на которые подается питание.

Простой тактовый генератор

Рис. 5.1.1 Простой тактовый генератор с инвертором Шмитта

Рис. 5.1.1, вероятно, самый простой из возможных осцилляторов, состоящий всего из трех компонентов. Обратите внимание, что затвор представляет собой инвертор Шмитта. Это устройство имеет чрезвычайно быстрое переключение между логическими состояниями. Также уровень, на котором он реагирует на изменение входного сигнала с 0 на 1 (Vt +), выше, чем уровень, на котором он изменяется с 1 на 0 (Vt-). Принцип работы схемы следующий.

Предположим, что вход затвора находится на логическом 0, поскольку затвор является инвертором, на выходе должна быть логическая 1, и поэтому C будет заряжаться через R с выхода. Это произойдет с нормальной кривой зарядки CR. Как только на входе затвора достигается Vt +, выход затвора быстро переключается на 0. Теперь резистор эффективно подключен между положительной пластиной C и нулевым вольт. Таким образом, конденсатор теперь разряжается через резистор R до тех пор, пока входное напряжение затвора не снизится до Vt-, когда выход снова изменится на логическую 1, снова начав цикл зарядки и разрядки.

Рис. 5.1.2 Типичный базовый выходной сигнал осциллятора Шмитта

Этот RC-генератор Шмитта может генерировать импульсную форму волны с превосходной формой волны и очень быстрым нарастанием и спадом. Отношение метки к пространству, как показано на рис. 5.1.2, составляет примерно 1: 3.

Частота колебаний зависит от постоянной времени R и C, но также зависит от характеристик используемого логического семейства. Для 74HC14 частота (ƒ) рассчитывается по формуле:

При использовании 74HCT14 значение 0.Поправочный коэффициент 8 заменяется на 0,67, однако любая из этих формул даст приблизительную частоту. Какое бы семейство логических схем ни использовалось, частота будет меняться в зависимости от напряжения питания. Хотя этот базовый генератор обеспечивает отличную производительность во многих простых приложениях, если стабильная частота является важным фактором при выборе тактового генератора, конечно, есть лучшие варианты.

Тактовый генератор с кварцевым управлением

Рис. 5.1.3 Тактовый генератор с кварцевым управлением

Рис.5.1.3 использует три логических элемента от 74HCT04 IC и кристалл для обеспечения точной частоты колебаний. Здесь генератор работает на частоте 3,276 МГц, но ее можно уменьшить, разделив выходную частоту до более низкого значения, разделив ее на 2 несколько раз, используя серию триггеров.

Верхняя осциллограмма на рис. 5.1.4 показывает тактовый сигнал, сгенерированный рис. 5.1.3, а под ним - частота тактового сигнала, деленная на 4 после прохождения ее через два триггера. Обратите внимание, что после прохождения сигнала через триггеры, а также уменьшения частоты, форма волны стала значительно квадратнее и теперь имеет отношение метки к пространству 1: 1.

Рис. 5.1.4 Деление тактовой частоты на 4

Генератор таймерных часов 555

Другой вариант в схемах, не требующих очень высокочастотных тактовых сигналов, - это использование таймера 555 в нестабильном режиме в качестве тактового генератора. Эта ИС способна генерировать импульсные или прямоугольные сигналы хорошего качества в широком диапазоне частот, ниже тех, которые возможны с кварцевыми генераторами, а также стабильность частоты не будет такой хорошей, как у кварцевых генераторов.Некоторые варианты конструкции осцилляторов обсуждаются в Модуле осцилляторов 4.4

.

Двухфазные тактовые сигналы

Некоторым более старым микропроцессорным системам требовались двухфазные тактовые сигналы, которые при условии, что тактовый сигнал источника работал с частотой, вдвое превышающей требуемую микропроцессором, экономили время обработки, поскольку микропроцессор мог выполнять два действия за тактовый цикл вместо одного.

Создание двухфазного тактового сигнала

Если используется тактовый сигнал с соотношением промежутков между метками 1: 1, могут быть созданы два неперекрывающихся тактовых импульса, используя схему, показанную на рисунке 5. 1.5. Эти сигналы обычно называют Φ01 и Φ02 (Φ греческая буква Phi используется для обозначения фазы).

Рис. 5.1.5 Двухфазный тактовый генератор

На рис. 5.1.5 одиночный тактовый сигнал, имеющий отношение метки к пространству 1: 1, подается в триггер JK, работающий в режиме переключения. Это достигается за счет создания как J, так и K логики 1. Активные входы низкого PR и CLR не участвуют в работе этой схемы, поэтому также связаны с логикой 1. В режиме переключения выход Q триггера JK инвертирует логические уровни на Q и Q на каждом заднем фронте тактового входа (CK), а также на выходах Q и Q, всегда находящихся в противоположных логических состояниях.

Каждый из вентилей И-НЕ затем будет генерировать выход логического 0, когда оба его входа находятся на уровне логической 1. Следовательно, вентиль И-НЕ, генерирующий Φ01, создает импульс логического 0, когда CK и Q находятся в логической 1, а вентиль И-НЕ, генерирующий Φ02, создает импульс логического 0, когда CK и Q находятся на уровне логической 1.

Рис. 5.1.6 Двухфазный тактовый сигнал

Рис. 5.1.6 иллюстрирует работу Рис. 5.1.5. Каждый из вентилей И-НЕ будет генерировать на выходе логический 0, когда оба его входа находятся на логической 1.Таким образом, вентиль И-НЕ, генерирующий Φ01, создает импульс логического 0, когда CK и Q равны логической 1, а вентиль И-НЕ, генерирующий Φ02, создает импульс логического 0, когда CK и Q равны логической 1. Типичные формы выходных сигналов показаны на рис. 5.1. 7.

Если требуются положительные тактовые импульсы, выходы логических элементов И-НЕ могут быть инвертированы с помощью инверторов Шмитта, что также поможет уменьшить время нарастания и спада тактовых сигналов.

Распределение тактовых сигналов

Для более требовательных приложений доступно очень много специализированных микросхем тактового генератора, которые обычно оптимизированы для определенного диапазона приложений, таких как компьютерное оборудование, беспроводная связь, автомобильные или медицинские приложения и т. Д.

Разветвление часов

Какая бы схема не использовалась для генерации тактового сигнала, важно, чтобы ее выход имел достаточную возможность разветвления для управления необходимым количеством ИС, требующих тактового входа, и чтобы тактовый сигнал не ухудшался по амплитуде, скорости его нарастания и время спада или точность его частоты. Кроме того, поддержание короткого времени нарастания и спада может стать проблемой. Форма волны должна быть как можно ближе к идеальной прямоугольной форме волны.

Рис. 5.1.7 Двухфазные тактовые сигналы

Емкость цепи

Так как часы должны питать множество вентилей, малая емкость каждого из этих вентилей будет добавляться, чтобы стать заметной емкостью, которая загружает тактовый выход, стремясь замедлить время нарастания и спада тактового сигнала. Чтобы избежать этого, тактовый выход должен иметь достаточно низкий импеданс, чтобы быстро заряжать и разряжать любую естественную емкость в цепи. Обычный способ добиться этого - подать тактовый сигнал через специальный вентиль тактового буфера, который будет иметь необходимый низкий выходной импеданс и большой коэффициент разветвления. Триггерные вентили Шмитта также могут использоваться для восстановления формы и целостности тактовых сигналов перед их подачей на вентили в различных частях схемы.

Перекрестный разговор

Там, где тактовый сигнал должен быть распределен по большим цепям, существует большая вероятность появления шума и возможных перекрестных помех, когда данные в одном проводе излучаются в другой соседний проводник. Подобные проблемы увеличивают вероятность ошибок "перекоса", то есть тактовых сигналов, поступающих в разные части схемы в несколько разное время из-за небольших изменений фазы некоторых распределенных тактовых сигналов.Миниатюризация, вызванная технологией поверхностного монтажа, может помочь свести к минимуму эти проблемы. Также, когда тактовые сигналы должны быть отправлены из одной системы в другую по внешнему проводному или беспроводному каналу связи, обычно используется одно из нескольких семейств логических схем ECL или LVDS с их дифференциальными выходами, чтобы минимизировать помехи, и существует множество специализированных ИС ( ASICS) с использованием этих технологий для распределения высокочастотных тактовых импульсов.

Тактовая схема 8051 | 8051 Микроконтроллер

Схема часов 8051.

8051 имеет на кристалле выводы генератора XTAL1 и XTAL2. предусмотрены для подключения резонансной сети к кристаллу генератора диапазон частот от 1 МГц до 24 МГц.

Керамические резонаторы можно использовать как недорогой альтернатива кристаллическим резонаторам, но из-за снижения стабильности частоты и точность, керамические резонаторы не предпочтительны для высокоскоростной последовательной передачи данных связь с другой системой.

Генератор, образованный кристаллом, конденсаторами и инвертор на кристалле генерирует серию импульсов с частотой кристалла, как показано на рис.

Тактовая частота & устанавливает наименьшую интервал времени внутри микроконтроллера, называемый импульсом, p, time. В наименьший интервал времени для выполнения любой простой инструкции или части Однако сложная инструкция - это машинный цикл. Машинный цикл сделан до шести штатов. Состояние - это основной временной интервал для дискретных операций микроконтроллер, такой как выборка при кодировании декодирования байтов, кодирование, выполнение кодирование или запись байта данных. Импульсы генератора определяют каждое состояние.

Программная инструкция может потребовать одного, двух или четырех машинный цикл, который будет выполняться, в зависимости от типа инструкции. Инструкции загружаются и выполняются микроконтроллером автоматически, начиная с инструкции, расположенной в адресе памяти Rom, ооооо в то время сначала выполняется сброс микроконтроллера.

Мы можем рассчитать время любой конкретной инструкции будет выполняться следующим образом. Время выполнения этой инструкции находится путем умножения на 12 и деления произведения на частоту кристалла.



Т (инструкция) = c * 12д.

Кристалл частота


12 МГц кристалл дает удобное время 1 микросекунду на цикл. An Частота кристалла 11,0592 МГц 921,6 клогерц, которую можно равномерно разделить на стандартные скорости передачи данных 19200, 9600, 4800, 2400, 1200 и 300 бод HZ.

Тактовая частота 8051, тактовая схема 8051, тактовая частота 8051 на команду, источник тактовой частоты 8051, тактовый код 8051 c, тактовый сигнал 8051 c, тактовый сигнал 8051 скорость, сборка часов 8051, калькулятор часов 8051, поколение часов 8051, часы 8051, цифровые часы 8051 код сборки, часы цифровые 8051 сборка, 8051 будильник часы, цифровые часы с использованием 8051 и 7-сегментного дисплея, цифровые часы с использованием 8051 и ds1307, цифровые часы с использованием 8051 и lcd, цифровые часы с использованием 8051 и rtc, цифровые часы с использованием кода сборки 8051, цифровые часы с использованием сборки 8051, цифровые часы по 8051, часы на основе 8051, тактовый код 8051, тактовый цикл 8051, цифровой тактовая схема 8051, пропеллерные часы com 8051, последовательный делитель тактовых импульсов 8051, 8051 цифровые часы, 8051 цифровые часы с будильником, цифровые часы 8051 7-сегментные, 8051 цифровые часы жк, 8051 проекты цифровых часов, 8051 цифровые часы с будильником с использованием ds1307, язык ассемблера цифровых часов 8051, внешние часы 8051, цифровые часы с использованием 8051 efy, тактовая частота микроконтроллера 8051, схема синхронизации для 8051, тактовый генератор 8051, часы GPS 8051, часы в 8051, тактовая частота в Микроконтроллер 8051, тактовый цикл 8051, тактовая схема 8051, цифровые часы ic 8051, системные часы в 8051, интерфейс часов реального времени 8051, реальное время часы в 8051, осциллятор и часы в 8051, тактовый цикл команд 8051, цифровой часы жк 8051, светодиодные часы 8051, цифровые часы 8051 микроконтроллер, пропеллер часы 8051 микроконтроллер, часы реального времени микроконтроллер 8051, тактовая частота микроконтроллера 8051, цифровые часы с использованием микроконтроллера 8051 pdf, пропеллер часы с микроконтроллером 8051 pdf, будильник с микроконтроллером 8051, цифровой часы с микроконтроллером 8051 (at89c51) и ds12c887, цифровые часы с использованием Микроконтроллер 8051 ppt, тактовая частота 8051, тактовая частота 8051 микроконтроллер, тактовая схема 8051, часы проекта 8051, тактовая частота 8051 на инструкция, будильник 8051 программа, цифровые часы проект 8051, пропеллер часы 8051, цифровые часы с использованием 8051 pdf, программа часов реального времени 8051, 8051 проект пропеллерных часов, пропеллерные часы 8051 программирование, 8051 rtc часы, цифровые часы с использованием отчета 8051, тактовая частота 8051, тактовый сигнал 8051, цифровые часы Исходный код 8051, тактовая частота Intel 8051, системные часы 8051, цифровые часы 8051 учебник, таймер часов 8051, часы с пропеллером, учебник 8051, часы с использованием 8051, часы с использованием микроконтроллера 8051, пропеллерных часов с использованием 8051, пропеллерных часов с использованием Микроконтроллер 8051, пропеллерные часы с использованием 8051 pdf, будильник с использованием 8051, пропеллер часы с использованием 8051, цифровые часы с кодом 8051, часы с 8051, пропеллер часы с 8051, программирование часов с 8051, часы реального времени с 8051, реальные часы с микроконтроллером 8051, цифровые часы с использованием 8051 с rtc, цифровые часы с использованием 8051 с ЖК-дисплеем, 7-сегментные часы с использованием 8051,

Цифровые кварцевые часы с нуля | Эрик ван Зийст

После 20 с лишним лет программирования я хотел получить некоторое представление об электронике, которая сделала мою карьеру возможной.

Я построил основные индивидуальные логические вентили с транзисторами на макете, но для создания чего-то значимого мне потребовалось их множество, поэтому я купил несколько случайную коллекцию логических микросхем на Amazon, которая познакомила меня с серией 7400 и концепцией. таблиц.

Довольно случайный набор логических микросхем 74xx CMOS

После нескольких простых проектов я захотел создать что-то более полезное: кварцевые часы со светодиодным дисплеем.

Практическим способом создания часов было бы подключить 7-сегментные светодиодные дисплеи к Arduino или Raspberry Pi и написать несколько строк кода для управления дисплеями.Однако для этого проекта я хотел использовать только базовые логические элементы, а не код.

Я начал с пары 7-сегментных светодиодных дисплеев. Обычно они имеют отдельные выводы для каждого светодиода и общий катод или анод. Чтобы отобразить число, вам просто нужно выяснить, какие светодиоды включить.

7-сегментный дисплей с общим катодом

Чтобы отобразить цифру 5, вы должны вывести верхние строки a, c, d, f и g. Номер 1 будет b и c. Жесткое соединение шаблона для каждого числа требует большого количества проводов и вентилей, поэтому были разработаны специализированные ИС, такие как 74HC4511, который принимает 4-битное двоичное число (например.г. 0101 для 5) на его 4 входных линиях D, C, B и A, и переводит соответствующие выходные линии в высокий уровень (в данном случае a, c, d, f и g).

74HC4511: декодер 7-сегментного дисплея BCD

Этот чип поддерживает только числа от 0 до 9, а не истинную ширину его 4-битного входа. Любой двоичный вход более 9 дает пустой дисплей. Например, 1111 (15) не дает шестнадцатеричной буквы «F».

Это усеченное использование только 10 младших перестановок 4-битного двоичного числа известно как двоично-десятичное число или BCD.

Теперь, когда мы можем отображать числа от 0 до 9 в двоично-десятичном формате, мы можем подключить двоичный счетчик пульсаций ко входу 4511. Двоичный счетчик создается путем последовательного соединения нескольких триггеров, каждый из которых делит частоту входных тактовых импульсов на два.

Это работает путем подключения перевернутого выхода синхронизированного триггера D-типа обратно к его входу.

Триггер D-типа в качестве делителя частоты (www.electronics-tutorials.ws)

Последовательно соединив n из них, мы получаем n -битный двоичный счетчик пульсаций.Примером может служить микросхема 74HC393, которая содержит два отдельных 4-битных счетчика пульсаций, каждый из которых ведет счет от 0 до 15.

3-битный счетчик пульсаций (www.electronics-tutorials.ws)

Однако для моего приложения мне нужен счетчик BCD, который идет до 9, а не 15, и поэтому я использовал 74HC390, который можно подключить для обеспечения 2 независимых счетчиков BCD.

HC390 фактически содержит каскад деления на 2 и деления на 5, каждый со своими собственными входными тактовыми сигналами (CP0 и CP1). Подключив выход деления на 2 (Q0) к часам каскада деления на 5 (CP1), мы получаем счетчик 0–9.HC390 содержит 2 таких контура.

Чтобы первый счетчик выдавал тактовый импульс «переноса» на второй, когда он возвращается обратно от 9 к 0, нам нужно добавить некоторую схему, которая ищет образец 1001 (десятичное 9) на выходных линиях BCD первая фишка. На самом деле нам нужно только искать 1 в строках A и D (Q0 и Q3 на HC390), поскольку 9 - единственное значение, которое соответствует этому.

Мы пропускаем эти две линии через логический элемент И (74HC08) и подключаем выход к тактовому входу второго счетчика (2CP0).Поскольку тактовый вход HC390 запускается по отрицательному фронту, тактовый импульс запускается, когда выход логического элемента И снова падает (когда первый счетчик возвращается с 9 обратно в 0).

Схема для отображения 0–59 секунд

На данный момент у нас есть двухзначный дисплей, который ведет счет от 0–99, поэтому нам нужно добавить сигнал сброса, который ограничивает отсчет на 0–59 секунд. Для этого ищем цифру 6 (0110) на выходе BCD второго счетчика. Мы замечаем, что нам нужно только И строки 2Q1 и 2Q2, поскольку 6 - первое значение, у которого два средних бита будут высокими.Мы выполняем И эти линии и подключаем выход к линии общего сброса второго счетчика (2MR), чтобы мгновенно сбросить его до 0, когда он достигает 6.

Стоит отметить, что технически мы считаем от 0–6, а не от 0–5, но значение 6 появляется всего на несколько десятков наносекунд, пока происходит сброс, что слишком мало для того, чтобы светодиодный дисплей среагировал.

Индикация минут идентична схеме секунд, описанной выше, поскольку обе имеют основание 60. У нас есть еще один счетчик с двойным двоично-десятичным кодированием 74HC390, первый из которых имеет тактовую линию (CP0), подключенную к тому же сигналу, который управляет сбросом (2MR) дисплея секунд.Таким образом, когда секунды переходят с 59 на 0, счетчик минут увеличивается на единицу.

Дополнительные 2 логических элемента И, необходимые для переноса и сброса минутной секции, берутся из той же микросхемы 74HC08 quad AND, используемой для секунд.

Отображение часов немного отличается, так как это базовый 24, разделенный на 2 десятичных дисплея по следующим правилам:

  • правый (нижний) дисплей отсчитывает от 0 до 9
  • возвращается к 0 и отправляет перенос сигнал на левый дисплей
  • правый счетчик снова от 0 до 9
  • цикл возвращается к 0 и отправляет другой сигнал переноса на левый дисплей
  • правый дисплей считает от 0 до 4
  • когда объединенные дисплеи достигают 24, отправьте сброс сигнал для обоих

Для левого дисплея, который считает от 0 до 2, мы используем только секцию счетчика деления на 5 с тактовым входом 2CP1, подключенным к сигналу переноса правого дисплея, идентично схемам минут и секунд.

Схема для отображения 0–23 часов

Для сброса на 24 мы видим, что 24 в BCD равно 0010–0100, что является первым значением, которое имеет высокий уровень как для 2Q2, так и для 1Q2, и поэтому мы можем выполнить AND и связать результат с обоими сбросить входы.

Чтобы вручную установить время, мы можем принять тактовые сигналы на счетчиках, подключив их к кнопкам, чтобы продвигать их по одному нажатию за раз. Чтобы не усложнять, я решил имитировать интерфейс многих радиочасов 70-х и 80-х годов, которые обычно имели три кнопки: одну, которую вы удерживали, чтобы войти в режим отмены, затем одну для увеличения минут и одну для увеличения часов.

Винтаж 1980-х годов Цифровые звуковые часы Радио FM / AM

При установке времени мы должны остановить обычный сигнал часов, сбросить отображение секунд на 00, отключить нормальный сигнал переноса с секунд на минуты и минут на часы, чтобы вы могли зациклить счетчик минут без увеличения часового диапазона.

Для этого мы пропускаем линии ввода часов для счетчиков минут и часов через линейный мультиплексор 74HC157, который позволяет нам переключать входы часов с сигналов переноса на ручные кнопки.

Цифровой мультиплексор переключается между различными входными сигналами (Википедия)

74HC157 имеет четыре 2-строчных входа и одну линию выбора (S), которая определяет, какие из входных линий активны. Строка выбора подключена к кнопке «установить время».

Подсистема кнопки управления временем

Обратите внимание, что все сигналы инвертируются по пути. Это связано с тем, что тактовый вход счетчиков запускается по отрицательному фронту, тогда как сигналы сброса / переноса, управляющие тактовым сигналом следующего каскада, запускаются по положительному фронту.

Кнопка «установить время» не только управляет линией выбора мультиплексора, она также подключается к линии сброса второго счетчика, обеспечивая их сброс на «00». Поскольку этот вывод сброса также управляется триггером с 59 на 60, мне понадобился логический элемент ИЛИ, чтобы соединить эти две линии. Тем не менее, поскольку это было единственное логическое ИЛИ, которое мне было нужно на плате, я не чувствовал, что стоит добавлять полностью четырехъядерный ИЛИ 74HC32. Вместо этого я использовал два диода для создания логического элемента ИЛИ, сэкономив большую часть места, которое занимала бы другая ИС.

При подключении кнопок ко входам инвертора необходимо учитывать контактный шум при нажатии или отпускании кнопки. Когда механический переключатель заставляет два металлических контакта соприкасаться, возникает очень короткий момент, в течение которого контакты «подпрыгивают», замыкая и разрывая электрическое соединение.

Это можно увидеть на логическом анализаторе или осциллографе при достаточно высокой частоте дискретизации.

Механические переключатели не замыкают и не размыкают контакты (Джек Г. Ганссл)

Если мы подключим этот сигнал прямо ко входу счетчика, одно нажатие кнопки фактически сдвинет счетчик на столько же, сколько есть отскоков.

Есть много способов уменьшить это явление, будь то аппаратное обеспечение или, если используется микроконтроллер, программное обеспечение. Мы сделаем это аппаратно, используя резисторы и конденсаторы, чтобы построить фильтр нижних частот, чтобы сгладить переход сигнала.

Когда кнопка не нажата, сигнал hour_button понижается до уровня R5 . Когда она теперь нажата, конденсатор C3 начинает заряжаться через резистор R1 , в результате чего напряжение на кнопке hour_button медленно повышается.

При VCC при 3 В, R1 при 100 кОм и C3 при 100 нФ, требуется около 11 миллисекунд для повышения напряжения до 2 В (высокий логический уровень CMOS). Если в течение этого времени соединение ненадолго колеблется, напряжение больше не будет резко колебаться между 0 В и 3 В, а просто немного продлит время зарядки конденсатора. Это важно, потому что дикие колебания между рельсами вызывают цифровые колебания.

Логические уровни CMOS (Sparkfun)

При отпускании, C3 медленно разряжается через диод D1 и резистор R5 , предотвращая дребезг.

Но нас еще нет.

3,3 В CMOS определяет низкий логический уровень как любое напряжение ниже 0,8 В и любое напряжение выше 2 В как высокий логический уровень. Однако поведение между 0,8 В и 2 В не определено, и наш конденсатор заряжается в течение 11 мс, проводя долгое время в этой неопределенной зоне.

Чтобы предотвратить нежелательное поведение во время этого перехода, мы пропускаем сигнал через инвертор триггера Шмитта. Триггер Шмитта применяет гистерезис к входному сигналу, находясь в неопределенной зоне, определяя его выходное состояние как предыдущее состояние.Это означает, что при повышении выше 0,8 В выходной сигнал остается низким до тех пор, пока не будет достигнуто 2 В, и наоборот при понижении.

На данный момент у нас есть почти все, кроме точного тактового сигнала. В истинно винтажном стиле я хотел использовать для этого кристалл кварца. Кварц - это материал, обладающий пьезоэлектричеством: он генерирует электрический заряд в ответ на механическое напряжение и слегка деформируется при воздействии электрического заряда.

Это свойство можно использовать для создания схемы кварцевого генератора.Сначала подайте напряжение на кристалл и дождитесь его деформации, чтобы сопротивляться заряду. Затем, когда он полностью деформирован, удалите заряд и подождите, пока кристалл противодействует изменению, восстанавливая свою форму, после чего мы повторно применяем заряд.

Продолжительность деформации кристалла кварца напрямую зависит от его толщины, которая, в свою очередь, очень точно определяет его резонансную частоту. Таким образом можно вырезать кристаллы кварца с частотами от нескольких килогерц до сотен мегагерц.

Схема кварцевого генератора Пирса-Гейт

Механизмом изменения приложенного напряжения в конце каждой фазы часто является цифровой инвертор, который также обеспечивает усиление, необходимое для поддержания колебаний.

Я выбрал «часовой кристалл» ECS-2X6X с резонансной частотой 32 768 Гц. Поскольку 32 768 равно 2¹⁵, мы можем пропустить сигнал через 15-ступенчатый делитель частоты, чтобы получить точную тактовую частоту 1 Гц.

Часовой кристалл 32,768 Гц, подключенный к комбинированному генератору 74HC4060 и 14-ступенчатому счетчику пульсаций.

74HC4060 - это комбинированный инвертор генератора и 14-ступенчатый счетчик пульсаций, который должен выдавать точный сигнал 2 Гц. Мы добавляем дополнительный одиночный триггер (74HC74), чтобы обеспечить последнее 15-е деление до 1 Гц.

Логический анализатор показывает очень точный тактовый сигнал после 14 делений.

После установки всех этих компонентов мы, наконец, смогли подключить все к макетной плате для тестовой поездки.

Цифровые часы, но без микроконтроллера [Hardcore]

Довольно легко построить схемы с помощью микроконтроллера, но мы полностью забываем тонны работы, которую должен был выполнить микроконтроллер, чтобы выполнить простую задачу ( даже для мигания светодиода ). Итак, насколько сложно сделать цифровые часы полностью с нуля? Никакого кодирования и микроконтроллера, и чтобы сделать его реальным HARDCORE , как насчет того, чтобы построить схему на перфокартах без использования каких-либо печатных плат.

Это действительно сложный проект не из-за того, как работает тактовая логика, а из-за того, как мы собираемся построить схему со всеми этими компонентами вместе на компактной перфокартах.

Этот проект был вдохновлен этим руководством (автор: hp07) еще в 2018 году, которое было бы безумно сложно встроить в перфокарту из-за количества подключений и используемых компонентов. Итак, я немного покопался в Интернете, чтобы уменьшить сложность, но все же сделать ее довольно простой и сложной для сборки на перфокартах.

Другие ссылки: scopionz, danyk

Расходные материалы:

Это список продуктов, которые могут помочь вам с легкостью выполнить этот проект

(Партнерская ссылка)

Шаг 1: Концепция времени [но для NOOBS]

Прежде чем приступить к созданию этих цифровых часов, мы должны понять ответ на несколько вопросов! как мы собираемся отслеживать время и как мы можем определить само время?

Решение этой проблемы довольно простое (если вы думаете о себе как о непослушном подростке и притворяетесь, что более века физики никогда не ломали голову над этим).То, как мы собираемся подойти к этому решению, может показаться нелогичным: сначала мы увидим, как мы можем отслеживать время, а затем определим время.

Рассматривайте часы как счетчик, который может считать числа до 0-60 и 0-24 (давайте пока будем беспокоиться только о 24-часовых часах), когда это значение превышает его, просто перенесите его на следующее более высокое обозначение [Секунды -> Минуты -> Часы -> Дни-> Месяцы-> Годы].

Но здесь мы упускаем важный момент. Когда нам следует увеличивать значение этого счетчика? Давайте посмотрим на простое определение физики

"Второе определяется принятием фиксированного числового значения частоты цезия ∆ν, невозмущенной частоты сверхтонкого перехода основного состояния атома цезия 133, равным 9 192 631 770, когда выражается в единицах Гц, что равно с-1."

Если вы поняли определение, вам, вероятно, следует заняться теоретической физикой и бросить электронику!

В любом случае, для простоты мы просто предположим, что это время, необходимое для того, чтобы атом цезия колебался 9 миллиардов раз. Теперь, когда вы увеличиваете счетчик каждую секунду или время, необходимое для того, чтобы атом цезия вибрировал 9 миллиардов раз, у вас есть что-то вроде часов! К этому, если бы мы могли просто добавить логику таким образом, чтобы секунды переходили в минуты и минуты переносятся на часы, когда они достигают 60 (а часы сбрасываются на 24).Это даст нам ожидаемые полнофункциональные часы.

Теперь давайте посмотрим, как мы можем воплотить теорию в реальность с помощью магии чистой электроники!

Шаг 2: Семисегментный дисплей

Давайте сначала выясним способ отображения числа (или времени). 7-сегментные дисплеи должны идеально подходить для этой сборки, потому что они придают ретро-вид, и это также один из самых простых дисплеев, доступных на рынке, он настолько прост, что состоит всего из 7 светодиодов (8 светодиодов, если точка Светодиод, был подсчитан), расположенный таким образом, чтобы отображать буквенно-цифровые значения, которые могут быть размещены рядом с несколькими 7-сегментными дисплеями для отображения большего значения.

Есть 2 разновидности этих 7-сегментных дисплеев.

ОБЩИЙ КАТОД: Вся отрицательная клемма светодиода подключается к общей точке, а затем эта общая точка подключается к земле (GND). Теперь, чтобы включить любую часть сегмента, положительное напряжение подается на соответствующий положительный вывод этого сегмента.

CATHODE ANODE: Все плюсовые клеммы светодиода подключаются к общей точке, а затем эта общая точка подключается к VCC. Теперь, чтобы включить любую часть сегмента, на соответствующий вывод -ve этого сегмента подается напряжение -ve.

Для нашего приложения мы будем использовать версию 7-сегментного дисплея с общим катодом , потому что цифровая ИС, которую мы будем использовать, будет выводить ВЫСОКИЙ сигнал (сигнал + ve).

Каждому сегменту этого дисплея присвоено имя от A до G по часовой стрелке, а точка (или точка) на дисплее помечена как 'p', запомните сегменты с соответствующими алфавитами, которые будут удобны при подключении его к цифровые ИС.

Шаг 3: Размещение семисегментного дисплея

Этот шаг будет немного сложным, потому что определить точный размер перфокарта довольно сложно, и вы можете его не найти.В таком случае вы можете объединить 2 перфокарты, чтобы сделать одну большую.

Размещение 7-сегментного дисплея довольно просто, просто разместите дисплей равномерно с правильным интервалом, чтобы вы могли различать секунды, минуты и часы (см. Изображение для размещения светодиода).

Если вы заметили, что я использую кучу резисторов по 100 Ом для каждого вывода дисплея, это сделано исключительно для эстетики, и нет необходимости использовать такое количество резисторов. Если вы можете разместить резистор 470 Ом между общим выводом 7-сегментного дисплея и землей, этого должно быть достаточно.(Эти резисторы используются для ограничения тока, который будет проходить через светодиод)

Поскольку в этой схеме есть что припаять, и чтобы не терять из виду, что я делаю, я припаял 7-сегментные выводы дисплея. в алфавитном порядке к резисторам и земле к верху цепи. Это кажется бесполезным и сложным, но поверьте мне, это облегчит вашу работу.

При сборке этой схемы я обнаружил классный трюк с 7-сегментным дисплеем. В любое время по ошибке, если вы перевернули 7-сегментный дисплей вверх ногами, вам не нужно полностью демонтировать дисплей и повторно паять.Все контакты останутся такими же, за исключением контактов G и P, просто добавив простую перемычку, вы можете решить проблему. (Проверьте последние 2 изображения, где я использовал зеленую перемычку, чтобы продемонстрировать эту проблему).

Шаг 4: Счетчик

На шаге 1 мы говорили о том, как мы можем отслеживать время с помощью счетчиков, и именно так мы собираемся реализовать на этом шаге с помощью электроники.

Если вы хотите узнать больше о счетчике и о том, как он работает, вам следует ознакомиться с этим руководством.Здесь я просто собираюсь сосредоточиться только на том, как мы собираемся использовать один и завершить эту схему.

Есть несколько способов реализовать этот счетчик в цифровой электронике. Если вы совершенно безумны и вам практически нечего делать в жизни, создайте шесть 7-сегментных счетчиков полностью с нуля, просто используя транзисторы. Поскольку у вас даже нет времени проверить мой канал на Youtube и подписаться, мы просто остановимся на умеренно сложной схеме, где мы будем использовать готовую ИС.

IC 4026. Счетчик с 7-сегментным дисплеем. Он подсчитывает количество тактовых импульсов или количество циклов включения и выключения на контакте 1 и отображает десятичное значение от 0 до 9 на 7-сегментном дисплее.

Схема этого счетчика очень проста, просто подключите контакты A, B, C, D, E, F, G 7-сегментного дисплея к контактам 10, 12, 13, 9, 11, 6, 7, 8 микросхемы IC 4026, и для проверки этой схемы вы можете использовать переключатель между контактом 1 и + 5В, как на принципиальной схеме. С помощью этого переключателя мы можем вручную увеличивать счетчик от 0 до 9.

Шаг 5: Размещение IC 4026 [Счетчик]

Если вы можете успешно построить один счетчик, который может считать от 0 до 9, тогда остальная часть схемы просто повторяет те же самые схемы 4026 еще 5 раз. Но при этом будет немного изменений в часах, сбросе и выводе (CO) ИС.

Чтобы упростить задачу, сконцентрируйтесь на построении соединения между семисегментным дисплеем и семисегментным счетчиком, постарайтесь использовать как можно меньше проводов, чтобы избежать беспорядочных соединений и трудностей для последующей отладки.Итак, используйте одножильный медный провод для создания дорожек / соединений между ИС и дисплеем. Наконец, подключите VCC и землю к шине питания, которая проходит между резисторами и ниже IC (вы можете видеть, что принципиальная схема не очень совпадает с часами, которые я сделал, потому что резисторы, которые включены последовательно, совершенно не нужны и это просто для эстетики, просто замените один резистор 470 Ом на катодной стороне 7-сегментного дисплея).

[Попробуйте использовать цветовой код, чтобы в дальнейшем все было проще]

Шаг 6. Тактовый сигнал

Когда дело доходит до цифровых схем, есть только 2 состояния: ВЫСОКИЙ, или Низкий, (двоичный: 0 или 1).Это мы можем связать с переключателем, когда переключатель ВКЛ. , мы можем сказать, что это ВЫСОКИЙ логический уровень, а когда переключатель повернут на ВЫКЛ. , мы можем сказать, что это логический НИЗКИЙ . Если вы можете включать и выключать переключатель с постоянной синхронизацией между включением и выключением, вы можете генерировать прямоугольный сигнал.

Теперь время, необходимое для создания сигналов высокого и низкого уровня вместе, называется Период времени . Если вы можете включить переключатель на 0,5 секунды и выключить переключатель на 0.5 секунд, то период времени этого сигнала будет 1 секунда. Точно так же, количество раз, когда переключатель включается и выключается за секунд, называется Частота .

[Пример: 4 Гц -> 4 раза включить и 4 раза выключить]

Поначалу это может показаться не очень полезным, но такая синхронизация сигнала очень необходима, чтобы все синхронизировалось в цифровых схемах, то есть по этой причине некоторые цифровые схемы с тактовыми сигналами также называют синхронными схемами.

Если мы можем генерировать прямоугольную волну с частотой 1 Гц, мы можем увеличивать наш счетчик каждую секунду точно так же, как секунд на цифровых часах. Концепция здесь все еще довольно расплывчата, потому что нам нужно время, за которое атом цезия колеблется 9 миллиардов раз (как мы видели в шаге 1), потому что это то, что дает нам одну секунду. Такая точность с использованием нашей схемы будет почти невозможной, но мы можем добиться большего, если сможем использовать осциллограф (где время предварительно откалибровано), чтобы получить приближение в одну секунду.

Шаг 7: Выбор тактовой цепи

Существует множество способов создания генератора тактовых импульсов. Но вот несколько причин, по которым я использовал микросхему таймера 555, и несколько причин, почему вам не следует этого делать.

Advantage

  • Схема очень проста (удобна для начинающих)
  • Требуется очень небольшая занимаемая площадь
  • Легко регулируется тактовая частота
  • Может иметь широкий диапазон напряжений (не требуется для нашей схемы цифровых часов)

Недостаток

  • Неточная синхронизация часов
  • На тактовый сигнал может серьезно повлиять температура / влажность
  • Тактовая синхронизация связана с резисторами и конденсаторами

Альтернативные варианты для генератора частоты или генератора тактовых импульсов: Кварцевый генератор, частота деления

Шаг 8: Размещение тактовой схемы

Разместите схему часов точно под секундной частью цифровых часов, это упростит соединение между IC 4026 и IC 555.

На этом этапе было совершенно бесполезно делать снимки после каждой схемы, так как схемы становятся очень сложными из-за большого количества проводов, идущих в разных направлениях. Итак, просто соберите схему часов отдельно, не беспокоясь об остальной части схемы, и как только это будет сделано, просто подключите выход (контакт 3) микросхемы таймера 555 к тактовому выводу IC 4026.

Шаг 9: Переключение / инкремент. Логика

На предыдущем шаге мы закончили со схемой на 3/4, теперь мы просто выясняем, как сбросить счетчик, когда он достигнет 60 и 24.

Решение просто выяснить, достигли ли часы 60, рассмотрите 2-й семисегментный дисплей и обратите внимание на сегменты E, F, G. Эти 3 сегмента загорятся, только когда они достигнут 6 или больше 6. Итак , с этим мы можем выяснить, когда наши секунд достигнут 60. Точно так же мы можем взять часовую часть схемы. Здесь загораются сегменты D, E одного 7-сегментного дисплея и сегмент F другого дисплея. только когда он 24 или больше 24 (с помощью этой аналогичной логики вы можете вычислить для 12 часов).

[Быстрое обновление -> вентиль И выводит сигнал ВЫСОКИЙ, когда все входы, заданные для него, имеют ВЫСОКИЙ уровень или выход будет НИЗКИЙ.]

Чтобы использовать это как условие, мы будем использовать вентиль И с тремя входами. Таким образом, всякий раз, когда мы обнаруживаем, что 3 сегмента дисплея загораются, логический элемент И будет выводить сигнал HIGH, и мы можем использовать этот высокий сигнал для сброса одного счетчика и увеличения следующего счетчика. По совпадению с одной единственной ИС [7411] мы можем добавить эту логику для часов, минут и секунд.

Шаг 10: Размещение логического элемента IC 7411

Может быть, действительно сложно определить, какой провод где подключается, но это проще, если вы знаете логику и просто следуете принципиальной схеме.Диод в схеме используется для разделения микросхем серии 40xx (CMOS) и серии 74xx (TTL), а резистор 10k действует как понижающий резистор для сброса (PIN 15) и часов (PIN 1).

Поместите ИС точно между платой, где она как схема часов, с одной стороны, а другая оставлена ​​для кнопок, чтобы регулировать время.

Шаг 11: Схема устранения дребезга

Отражение нескольких сигналов - наиболее частая проблема, с которой мы сталкиваемся при использовании кнопок. Когда вы нажимаете кнопку один раз, из-за действия механической пружины внутри кнопки будет генерироваться несколько импульсов.Это вызовет массу проблем, когда вы попытаетесь отрегулировать время! При попытке установить значение 5 из-за нескольких триггеров счетчик может выйти за пределы 6-7.

Это довольно легко решить, и схема, используемая для устранения этого эффекта подпрыгивания, называется схемой устранения подпрыгивания, но в моей схеме я определенно усложнил вещи, используя ИС триггера Шмитта [7414] и кучу других компонентов. . Поэтому я обновил схему, которая может легко решить этот эффект подпрыгивания, просто используя RC-сеть.

Есть несколько способов удалить эффект дребезга, вы можете выбрать тот, который вам удобнее.

Различные способы устранения дребезга в цепи.

Шаг 12: Размещение цепи устранения дребезга

Кнопки подключаются к выводу часов и минут, а диод добавляется между выводом сброса предыдущей ИС и выводом часов текущей ИС, чтобы избежать сброса минут или секунд при нажатии кнопки.

Чтобы устранить отскок, намного проще использовать RC-цепь, состоящую из резистора 10 кОм и конденсатора 1 мкФ, как показано на схеме.Это отфильтрует множественные триггеры, вызванные кнопкой, о которой мы говорили на предыдущем шаге.

Затем, чтобы закончить полную схему, просто добавьте гнездовой разъем постоянного тока к положительной и заземляющей шине на монтажной плате, которая потребляет 5 В 1 ампер от адаптера постоянного тока.

Шаг 13: Последние мысли!

Меньше заключительных мыслей и больше извинений, хотя на передней панели часы могут показаться красивыми немногим, с другой стороны, это полная ошибка. В свое оправдание я скажу несколько вещей, этот проект был выполнен почти 3 года назад, и это был самый сложный проект, над которым я работал тогда, поэтому я многому научился на ходу.Во-вторых, я тогда очень плохо разбирался в паяльных и механических работах. Если я переделаю это прямо сейчас, я могу многое улучшить.

Но я действительно хочу узнать от вас, какие изменения / улучшения могут быть добавлены к этому и как вы можете сделать это лучше, поэтому оставьте комментарий о своих идеях.

Во-первых, втиснуть всю микросхему в одну плату действительно не нужно. Вы можете использовать 2 платы, одну только для управления дисплеем, а другую - только для логики и тактового генератора. Используйте более совершенный и точный генератор тактовых импульсов, а также вы можете создать великолепно выглядящий корпус, который сделает весь проект эстетически привлекательным.

Большая цифровая схема часов без микроконтроллера

Это большая цифровая схема часов без микроконтроллера для большого размера: 6 см, причина может быть четкой на Очень четко в диапазоне 10 метров, даже в темноте, потому что дисплей легко читать числа.

В этих проектах используются все КМОП-микросхемы, которые легко купить в магазине, чем дешевые цифровые часы со схемой будильника от LM8560

Принцип работы

Посмотрите на рисунок 1 - это блок-схема основного принципа этих проектов.Начнем с сигнала 50 Гц от линии переменного тока в нашем доме, затем он будет преобразовывать форму волны из синусоиды в цифровой сигнал в квадрате 50 Гц, а затем питать схему счетчика 3000 (с разделенной частотой внутри).
Какая частота 50 Гц, для 1 секунды будет 50 циклов, поэтому, когда мы можем посчитать 3000 циклов, нужно будет время для 60 секунд. Что соответствует цифрам в 1 минуту.

Связанный: Схема генератора тактовых импульсов на основе кристалла времени


На рисунке 1 показана блок-схема схемы больших цифровых часов .

Следовательно, при 3000 счетчике схема считает волну 3000 цикла (1 минута). Затем он отправит сигнал на схему счетчика из шестидесяти, чтобы за один шаг сложить цифры минут на часах.

Следующий пересчет через 3000 циклов. Затем отправьте на счетчик шестидесяти новое число непрерывно до 59 цифр, затем вернется к нулевому числу нового.

В этот период времени будет послан сигнал на счетчик тринадцати, добавить следующий шаг один и до 12 цифр, затем вернется к 0, число, новое, затем продолжится.

Читайте также: Универсальная схема цифрового счетчика с использованием CD4510 и CD4543

Исходя из принципа, мы приходим к рассмотрению реальной схемы в Рисунок 2 Диод (D1-D4), конденсаторы (C1), резистор ( R2) и стабилитрон (ZD1) действует как преобразователь переменного тока 12 вольт в постоянный ток и способность поддерживать регулируемое питание. Резисторы R1, R3 и C2, IC1 / 1 преобразовывают схему в IC2.


Рисунок 2 Цифровые часы Jumbo.

Вместе с IC3 работала схема счетчика 3000.И разделение частоты на выводе 2 микросхемы IC2 будет подключено к базе транзистора Q1, что вызовет мигание LED1-4 с частотой 0,78 Гц.

IC4, IC1 / 3, IC1 / 4 работают вместе со схемой шестидесяти счетчиков, следующие IC7, IC9 / 1, IC9 / 2, IC9 / 3 и диод D5 работают в схеме счетчика 13.

Q2 действует как драйвер для LED119-LED128 отображения минутных цифр часов (начиная с 10,11 и 12 часов)

- Затем IC5, IC6 и IC8 будут декодировать цифры минут и часов для отображения номера часов. Которые используют LED5-LED118.

- Для каждой цифры есть структура, которая будет использоваться, как на рисунке 2. Которые видны как светодиод на основном номере до 38 шт. Делайте большие числа красивее.

Вот несколько статей по теме, которые вы, возможно, захотите прочитать:

Идея сборки

Этот проект очень подробный. Я рекомендую просто создать только концепт.
Примечание: потому что этот проект мы не создавали самостоятельно, если вы заинтересованы в создании этого проекта. Требуют достаточно внимательности.


Рисунок 3 Компоновка печатной платы секции схемы контроллера


Рис.4 Схема печатной платы секции светодиодного дисплея


Рис.5 Компоновка всех компонентов этого проекта

Список компонентов

IC1: CD4093
IC2: CD4040
IC3: CD4068
IC4, IC7: CD4518
IC5, IC6, IC8: CD4511
Q1, Q2: BC549, транзисторы
D1-D4: 1N4003__Диоды
D5: 1N4149m ZDiodes:
D5: 1N4149m ZDiodes
C3, C4: 300 пФ 50 В Керамические конденсаторы
C2: 0.0047uF 50V Ceramic
C1: 1000uF 25V, электролитические конденсаторы = 1 шт.
LED1-LED128: LED: красный прямоугольник = 128 шт.

Резисторы 0,25 Вт 5%
R1, R6, R21, R22: 10K
R2: 470 Ом
R3: 470K
R4: 330 Ом
R5, R32: 100K
R7, R10, R13, R14, R17, R20, R23, R26, R29: 150 Ом
R8, R9, R11, R12, R15, R16, R18, R24, R25, R27, R28: 180 Ом
S1, S2: нормально разомкнутый кнопочный переключатель

Ознакомьтесь с этими статьями по теме тоже:

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *