Файл: 1. Техническое задание Разработка структурной схемы устройства.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.04.2024
Просмотров: 8
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Индикация времени осуществляется на четырехразрядном семисегментном светодиодном (СИД) индикаторе HG1. Для ограничения тока в цепях разрядов и сегментов включены резисторы R1-R4 номиналом 10 КОм и R5-R12 номиналом 100 Ом. Зуммер PZ подключен через токоограничивающий резистор R17 номиналом 100 Ом к линии микроконтроллера PC1, настроенной как выход. Кнопки SA1,SA2 подключены непосредственно к линиям PC2,PC3,настроенным как входы. Как уже было сказано, внешние подтягивающие резисторы для кнопок отсутствуют, так как задействованы внутренние (встроенные в микроконтроллер).
Работа схемы происходит следующим образом. При корректной подаче напряжения на микросхему DD2 и запрограммированный МК DD1 диоды VD1-VD3 открываются, ЧРВ начинает отсчитывать время, а микроконтроллер выполнять программу. Если полярность перепутана, то соответствующий диод не откроется (часы работать не будут и потребуется поменять полярность). Далее микроконтроллер обратится к ЧРВ ,считает время и отобразит его на HG1, путем зажигания соответствующих сегментов индикатора. Если программа решит, что считанное время соответствует времени срабатывания будильника, то будет выдан звуковой сигнал на зуммер. При нажатии кнопок на соответствующих линиях МК установится 0, и МК расценит это как необходимость программной реакции на нажатие.
Далее, после разработки и описания работы аппаратной части устройства перейдем к разработке и описанию программной части (управляющей программы, «прошивки»), непосредственно определяющей алгоритм функционирования часов.
4. Описание работы программной части устройства и его моделирование в Proteus 8 Professional
Управляющая программа работает следующим образом. После сборки часов и программирования микросхемы необходимо выполнить первоначальную установку ЧРВ. Пользователь видит на дисплее «приглашение» к первичному вводу – 4 цифры 0. Это означает, что микросхема ЧРВ «чистая», связь с ней есть и надо ввести время. Кнопкой SB1 вводим часы, а кнопкой SB2 – минуты. Длительное нажатие на кнопку приводит к тому, что соответствующее значение инкрементируется. Далее, нажав на две кнопки, переходим в режим установки будильника. Об этом будут свидетельствовать 4 точки, загорающиеся одновременно. Также вводим значение. Переход в режим часов осуществляем повторным нажатием двух кнопок.В этом случае видим текущее время и мигающую десятичную точку между часами и минутами. Повторный вход в режим установки осуществляется одновременным нажатием SB1,SB2. В этом случае точка будет, но она не будет мигать. Корректируем время часов и время будильника.
При срабатывании будильника пользователь может нажать на одну кнопку (любую). В этом случае будильник перестанет звенеть ,но через пять минут сработает вновь. Чтобы отключить повтор, пользователь должен нажать обе кнопки (эти действия требуют уже некоторого напряжения, так что дают гарантию, что пользователь проснется). Отключить зуммер при необходимости можно аппаратно, введя в схему тумблер, отключающий зуммер от линии контроллера.
Работа часов протестирована в Proteus 8 Professional (рисунок 4.1)
Рисунок 4.1 – Пример работы цифровых часов в Proteus 8 Professional – первое включение, приглашение для начальной установки
Заключение
В результате выполненной была проведена разработка устройства «Часы с будильником на основе микроконтроллера» на уровне схемы электрической принципиальной. Кроме того, была разработана программная часть устройства, а также было выполнено его моделирование.
Основными узлами разработанного устройства являются микроконтроллер Atmega8, который выполняет обработку полученных данных и управляет семисегментным индикатором, на который выводятся необходимые данные.
Работоспособность программы и устройства проверена с помощью системы SCADA-системы Proteus 8 Professional, ориентированной на эмуляцию работы различных микропроцессорных систем.
Разработанные часы можно использовать по прямому назначению. как в бытовых условиях, так и в различных учреждениях, а после некоторой доработки можно использовать их как первичные часы на производстве (в этом случае в каждом производственном помещении размещается табло «вторичные часы», а разработанное часовое устройство используется как датчик времени для всех этих табло), доработав таким образом, чтобы к часовому устройству можно было подключить несколько табло (например, с использованием интерфейса 1-wire).
Список используемых источников
-
Microchip [Электронный ресурс] //. URL: https://www.microchip.com/wwwproducts/en/ATmega8 (дата обращения: 27.05.2021). -
Микроконтроллер Atmega8 [Электронный ресурс] //. URL https://radio-magic.ru/microcontrollers/381-mikrokontroller-atmega8 (дата обращения: 27.05.2021). -
PCF8583 [Электронный ресурс] //. URL https://static.chipdip.ru/lib/249/DOC000249315.pdf (дата обращения: 27.05.2021). -
ATmega8, ATmega8L 8-разрядные микроконтроллеры с 8 Кбайтами внутрисистемно программируемой Flash памяти [Электронный ресурс]//. URL http://www.gaw.ru/html.cgi/txt/ic/Atmel/micros/avr/atmega8.htm (дата обращения 27.05.2021 г.).
