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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Термиты для производства биотоплива 27.02.2021 Пшеничная солома является потенциальным источником биотоплива и товарных химикатов. Но, прежде чем солому можно будет превратить в полезные продукты на биоперерабатывающих заводах, полимеры, из которых она состоит, должны быть разбиты на строительные блоки. Для того, чтобы переработать солому в биосырье, необходимо в первую очередь расщепить лигнин - особенно прочный полимер в соломе. С этой работой могут справиться микробы из кишечника определенных видов термитов. В соломе и другом высушенном растительном материале три основных полимера - целлюлоза, гемицеллюлоза и лигнин - вплетены в сложную трехмерную структуру. Первые два полимера представляют собой полисахариды, которые можно расщепить на сахара, а затем превратить в топливо в биореакторах. Лигнин, с другой стороны, представляет собой ароматический полимер, который можно преобразовать в полезные промышленные химические вещества. Ферменты грибов могут разлагать лигнин, который является наиболее сложным для разложения из трех полимеров, но ученые ищут бактериальные ферменты, которые легче производить. В предыдущем исследовании было показано, что кишечные микробы четырех видов термитов могут разлагать лигнин в анаэробных биореакторах. В новой работе предлагаемая технология была детализирована, а процесс, с помощью которого микробы из кишечника древесных насекомых разлагают лигнин в пшеничной соломе, подробно изучен. Исследователи смешали по 500 кишечников каждого из четырех видов термитов с пшеничной соломой в качестве единственного источника углерода. Через 20 дней они сравнили состав переваренной соломы и необработанной соломы. Разложению подверглось до 37% лигнина, 51% гемицеллюлозы и 41% целлюлозы. Неразложившийся лигнин, оставшийся в соломе, претерпел химические и структурные изменения, такие как окисление некоторых его субъединиц. Эффективное разложение гемицеллюлоз микробами могло также увеличить разложение лигнина, сшитого с полисахаридами. В будущей работе команда хочет определить микроорганизмы, ферменты и пути разложения лигнина, ответственные за эти эффекты, которые могут найти применение на заводах по переработке лигноцеллюлозы.

Другие интересные новости:

▪ Извлечение редких металлов с помощью бактерий

▪ Сон младенцев

▪ Прослушивание музыки во время работы снижает усталость

▪ Съедобные батареи

▪ Портативная игровая консоль AYANEO 3

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Прошивки. Подборка статей

▪ статья Отдаленные последствия вредных, травмирующихи поражающих факторов. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Что означает популярный смайлик с закрытыми глазами и голубым пузырьком около рта? Подробный ответ

▪ статья Грузчик, работающий в организации торговли. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Усилители мощности. Справочник

▪ статья Увидеть невидимое. Физический эксперимент

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026