Универсальный таймер на РIС-контроллере. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки

 Комментарии к статье

Универсальность описываемого в статье устройства в том, что оно способно не только включить и выключить в заданное время четыре нагрузки, но и превратить устаревшую машину AT в компьютер АТХ и при этом выполнять функцию "противозависательного" средства.

Когда возникает потребность коммутировать несколько нагрузок по заданной программе, удобно использовать электронные часы с несколькими будильниками, оснащенными электронными ключами. Однако если при этом необходимо управление с компьютера, то такие часы уже не подходят. Предлагаемый таймер позволяет управлять четырьмя независимыми каналами. Для этого предусмотрены 16 событий, каждое из которых может изменять состояние любого канала (включать или выключать) в назначенное время с учетом дня недели. Каналами можно управлять непосредственно с компьютера, к которому подключено устройство, с него же производятся установка текущего времени и настройка событий в таймере.

Устройство позволяет в обычном компьютере AT реализовать функции расширенного управления питанием аналогично машинам стандарта АТХ (программно выключаться и включаться в назначенное время), а также управлять питанием периферийных устройств (принтера, сканера, внешнего модема). Для использования таймера в качестве "противозависательного" средства необходима программа, которая автоматически регулярно переустанавливает время выключения и последующего включения через несколько минут. При зависании компьютера таймер, выключив на некоторое время питание, произведет "холодную" перезагрузку системы.

Принципиальная схема устройства изображена на рис. 1. Его основа - PIC-контроллер PIC16F84A-04 (DD2). Тактовую частоту (4 МГц) задает кварцевый резонатор ZQ2. На элементе DD1.1 выполнен генератор импульсов с частотой следования 32768 Гц для отсчета времени. Импульсы этого генератора поступают через буферный элемент DD1.2 на внешний вход счетчика RTCC микроконтроллера. Требуемую частоту и, следовательно, точность хода часов устанавливают подстрочным конденсатором С2.

(нажмите для увеличения)

Транзисторы 1VT1-4VT1 нагружены реле 1К1-4К1, контакты которых включены в цепи питания нагрузок, подсоединяемых к розеткам XS1-XS4. Светодиоды 1HL1-4HL1 - индикаторы состояния нагрузок.

Компьютер управляет устройством по интерфейсу RS-232. Так как микроконтроллер PIC16F84A не имеет встроенного последовательного интерфейса, последний реализован программно. Сигналы СОМ-порта использованы не стандартно. По линии DTR осуществляется синхронизация передаваемых данных, по линии RTS компьютер передает информацию, а по линии CTS получает ее из контроллера. Данные передаются в дуплексном режиме и дополняются контрольными байтами для проверки корректности информации. Более подробно используемый интерфейс описан в статье автора "Интерфейс PIC-контроллера с ПК" ("Радио", 2003, № 7, с. 20-22).

Цепи R4R7VD4 и R5R8VD5 преобразуют уровни RS-232 в уровни ТТЛ для входов микроконтроллера. Уровня ТТЛ с выхода микроконтроллера достаточно для непосредственного управления линией RS-232, что позволило упростить схему согласования.

После подачи питания микроконтроллер DD2 устанавливается в начальное состояние, в котором все каналы выключены, часы обнулены, а управление нагрузками заблокировано, чтобы не допустить их ошибочного включения. Производя настройку устройства, компьютер передает текущее время, день недели и параметры для событий. Вся информация о последних хранится в энергонезависимой памяти EEPROM микроконтроллера. Каждое событие содержит номер нагрузки, которой оно управляет, информацию о производимом действии (включение или выключение), время срабатывания (в том числе день недели) и может находиться в "выключенном" состоянии (не производит действия) и в "ежедневном" режиме (происходит в указанное время, независимо от дня недели).

После установки времени и настройки каналов устройство можно использовать как автономно (при отключенном кабеле связи от разъема XS5), так и под управлением компьютера. Поскольку интерфейс RS-232 допускает подсоединение и отсоединение кабеля при включенных устройствах (hot plug), делать это можно в любое время.

Для непосредственного управления каналами служат кнопки SB1-SB4. Удержание любой из них в нажатом положении более 0,5 с приводит к изменению состояния соответствующего канала.

Временная задержка реализована программно и предотвращает переключение нагрузок при случайных нажатиях. Порт В микроконтроллера сконфигурирован так, что его входные линии RB0- RB3 и RB5 подключены через внутренние резисторы к шине питания.

Блок питания таймера выполнен по традиционной схеме и особенностей не имеет. Применение понижающего трансформатора Т1 обусловлено необходимостью гальванической развязки питающей сети и компьютера. Батарея GB1 - резервный источник питания часов при перебоях в электроснабжении.

Коды "прошивки" микроконтроллера приведены в табл. 1. При программировании нужно установить следующие значения бит в конфигурационном слове: тип генератора (OSC) - HS, сторожевой таймер (WDT) - выключен, задержка после включения питания (FWRTE) - разрешена.

(нажмите для увеличения)

Связь компьютера с таймером осуществляется через динамически подгружаемую библиотеку timercom.dll.

Библиотека и описание программного интерфейса (API) для работы с ней и создания собственной оболочки для работы с устройством

Для установки событий и ручного управления нагрузками служит программа TIMER. В ее главном окне (рис. 2) имеются три закладки. В первой из них ("Нагрузки") отображается состояние нагрузок, которое можно изменить, убрав или постав и в соответствую щи й флажок, во второй ("События") содержатся условия 16 событии, номер канала нагрузки, требуемое действие, время и день недели, когда оно должно произойти. В закладке "Параметры" можно выбрать СОМ-порт, к которому подключено устройство, и установить флажок, разрешающий программе получать данные от устройства сразу после запуска. После изменения параметров событий или состояния нагрузок необходимо нажать кнопку "Записать" для передачи новой информации таймеру (при этом автоматически устанавливается текущее время). Нажатие кнопки "Прочитать" приводит к загрузке текущих данных устройства.

Устройство собрано на печатной плате и размещено в корпусе сетевого фильтра "Pilot". Кнопки, светодиоды и розетка XS1 установлены на его боковой стенке.

Трансформатор Т1 - любой малогабаритный с вторичной обмоткой на 12 В. В качестве 1К1-4К1 применены импортные реле TRU-12VDC-SB-CL с рабочим напряжением 12 В и контактами на 5 А (сопротивление обмотки - 400...500 Ом). Резервный источник питания GB1 - батарея аккумуляторов или гальванических элементов напряжением 3,6...4,5 В. Потребляемый от нее ток не превышает 8 мА.

Подключать таймер к СОМ-порту компьютера можно как модемным, так и нуль-модемным кабелем. Назначение контактов разъема для каждого случая приведено в табл. 2.

Автор: С.Кулешов, г.Курган

Смотрите другие статьи раздела Часы, таймеры, реле, коммутаторы нагрузки.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Определена масса света 09.09.2024

Вопрос о том, имеет ли свет массу, давно занимает умы ученых. Если бы оказалось, что фотон, частица света, действительно обладает ненулевой массой, это перевернуло бы наше понимание Вселенной и основополагающих законов физики. Недавнее исследование, проведенное командой ученых из Сычуаньского университета науки и техники, Китайской академии наук и Нанкинского университета, сделало значительный шаг в этом направлении, установив новый предел для возможной массы фотона. Исследование основывалось на анализе данных, собранных с помощью массива синхронизации пульсаров Паркса, а также на наблюдениях быстрых радиовсплесков - загадочных и мощных сигналов, исходящих из далеких галактик. Пульсары, являющиеся нейтронными звездами, испускающими регулярные пульсирующие лучи радиоволн, и радиовсплески, наблюдаемые в межгалактическом пространстве, предоставляют уникальные возможности для исследования природы света. Основное внимание в исследовании было уделено так называемой мере дисперсии - хар ...>>

Плазма способна изменять магнитные поля 09.09.2024

Взаимодействие плазмы с магнитными полями остается одной из ключевых загадок как в астрофизике, так и в разработке термоядерных реакторов. Плазма, состоящая из заряженных частиц, играет важную роль во многих космических и лабораторных процессах. От взаимодействия плазмы с магнитными полями зависит многое - от поведения звезд до перспектив создания устойчивой термоядерной энергии на Земле. Новое открытие ученых из Принстонской лаборатории физики плазмы в США обещает изменить наше понимание этих сложных процессов. Исследователи разработали инновационный метод, позволяющий с беспрецедентной точностью зафиксировать, как плазма взаимодействует с магнитными полями. С помощью протонной радиографии они смогли визуализировать эти взаимодействия, что ранее было недоступно. Процесс начинается с создания плазмы, которую получают, направляя мощный лазер на небольшой пластиковый диск. Одновременно создаются протоны - частицы, которые физики использовали в качестве диагностического инструмента. ...>>

Мужчины вредят природе больше женщин 08.09.2024

Вопрос о том, кто больше вредит окружающей среде - мужчины или женщины, оказался в центре внимания после публикации нового исследования шведских ученых. Результаты исследования показывают, что мужчины, по сравнению с женщинами, способствуют большему выбросу вредных веществ в атмосферу. Причем это связано не с профессиональной деятельностью или владением предприятиями, а с различиями в потребительском поведении. Исследование выявило, что мужчины тратят на 16% больше средств на товары и услуги, которые оказывают значительное негативное воздействие на окружающую среду. В первую очередь речь идет о продуктах, производство и использование которых сопровождается повышенным уровнем выбросов парниковых газов, способствующих глобальному потеплению. Хотя женщины расходуют сопоставимое количество денег, они выбирают товары и услуги, менее вредные для экологии. Наиболее заметная разница была обнаружена в расходах на автомобильное топливо. Мужчины значительно чаще покупают бензин и дизельное ...>>

Случайная новость из Архива Солнечный ветер создает электрический заряд на Фобосе 29.10.2017 NASA рассматривает марсианскую луну Фобос в качестве потенциальной исходной базы для изучения Земли с Красной планеты, но мощные солнечные ветры могут разрушить эти планы. Новое исследование NASA показывает, что солнечный ветер - поток электрически заряженных частиц, который "выдувает" Солнце в космос - создает сложную электрическую среду на Фобосе, которая может повлиять на космонавтов и любое научное оборудование, которое может быть доставлено на спутник неправильной формы в будущих миссиях. Поскольку Фобос не имеет атмосферы и магнитосферы, он проходит непосредственно через потоки солнечного ветра и поглощает электрически заряженные частицы днем, и остается пустота ночью. результате отрицательно заряженные электроны от солнечного ветра заполняют эту пустоту и статически заряжают спутник. "Мы обнаружили, что астронавты или роверы могли бы собирать значительные электрические заряды при прохождении ночной стороны Фобоса. -стороны, повернутой к Марсу во время марсианского дня. Хотя эти заряды не столь велики, чтобы навредить астронавтам, но достаточны, чтобы повлиять на чувствительное оборудование", - сказал Уильям Фаррелл (William Farrell), ведущий автор исследования из Центра космических полетов Годдарда. Теоретически астронавтов можно доставить на Фобос, откуда они дистанционно управляли бы роботами на поверхности Марса, что уменьшает значительную задержку времени, с которой сталкиваются операторы на Земле.

Другие интересные новости:

▪ Бионическая поджелудочная железа

▪ Генетика и холестерин

▪ Самообучающийся мозг для смартфонов и планшетов

▪ Микропластик попадает в органические удобрения

▪ Полет над вулканом

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Измерительная техника. Подборка статей

▪ статья Мария фон Эбнер-Эшенбах. Знаменитые афоризмы

▪ статья Сколько яблок надо съедать? Подробный ответ

▪ статья Биржевой маклер. Должностная инструкция

▪ статья Номенклатура мощных солнечных батарей. Солнечные батареи разных производителей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Нагреваем длинный гвоздь. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2024