Таймер на микроконтроллере. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

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

 Комментарии к статье

В рассматриваемом таймере предусмотрено два режима обратного отсчета интервалов времени длительностью от 1-й до 999 минут или такого же числа секунд.

Схема устройства представлена на рисунке. В нем имеется выключатель SA1, с помощью которого выбирают, в каких единицах, минутах или секундах будет вестись счет, кнопки управления SB1-SB3, трехразрядный светодиодный индикатор HG1 (разряд сотен) - HG3 (разряд единиц). После включения питания таймера RC-цепь R2C3 формирует импульс, устанавливающий микроконтроллер DD1 (AT90S2313-10PI) в исходное состояние.

При установке продолжительности формируемой выдержки каждым нажатием на кнопку SB1 (Л) показания индикатора увеличивают на единицу. Если удерживать эту кнопку нажатой более 3 с, значение на индикаторе станет в каждую секунду увеличиваться на 5 единиц (минут или секунд). Кнопка SB2 (V) действует аналогично кнопке SB1, но значение на индикаторе не увеличивается, а уменьшается. По достижении значений 999 или 0 дальнейшее изменение показаний в соответствующую сторону автоматически блокируется.

Выбрав выключателем SA1, в минутах или в секундах будет отсчитываться время и установив кнопками SB1 и SB2 необходимую продолжительность выдержки, следует нажать на кнопку SB3 (С). С этого момента начинается работа таймера - высокий уровень на выходе PD6 микроконтроллера сменяется низким, подается напряжение на исполнительное устройство, подключенное к разъему Х2, о чем сигнализирует неоновая лампа HL1 (со встроенным балластным резистором), и начинается обратный отсчет заданного времени. Число, выведенное на индикатор, каждую минуту или секунду уменьшается на единицу. Десятичная точка в разряде единиц мигает с периодом 1 с.

Как только показания индикатора достигнут нуля, низкий уровень на выходе PD6 вновь станет высоким, что приведет к выключению исполнительного устройства. Кроме того, в режиме отсчета минут в этот момент на выходе PD4 будет сформирована импульсная последовательность длительностью 60 с - прозвучит звуковой сигнал. Затем прибор возвратится в исходное состояние.

Для досрочного завершения выдержки на кнопку SB3 следует нажать еще раз - исполнительное устройство будет выключено. Чтобы сформировать новую выдержку, необходимо задать ее продолжительность заново.

Узел управления исполнительным устройством собран на твердотельном реле U1, излучающий диод которого соединен с выходом PD6 микроконтроллера. Благодаря этому реле цепи, связанные с сетью 220 В, изолированы от остальных цепей таймера. Пьезоэлектрический излучатель НА1, подающий звуковой сигнал окончания выдержки, подключен к выходу PD4.

На выходах порта В микроконтроллер DD1 формирует сигналы, поступающие через токоограничительные резисторы R4-R11 на катоды элементов светодиодных индикаторов HG1-HG3, и сигналы, используемые для определения состояния кнопок SB1-SB3. Вторые выводы всех кнопок соединены вместе и подключены к входу PD3 микроконтроллера. Диоды VD1-VD3 предотвращают замыкания между линиями порта В при одновременном нажатии на несколько кнопок. Транзисторы VT1-VT3, управляемые сигналами с выходов PDO-PD2, поочередно соединяют с источником питания общие аноды индикаторов HG1-HG3, что требуется для организации динамической индикации.

Тактовая частота микроконтроллера DD1 задана кварцевым резонатором ZQ1 равной 10 МГц.

Загружаемая в микроконтроллер таймера программа, исходный текст которой имеется в приложении к статье, состоит из трех основных частей: модуля инициализации (метка INIT), основного бесконечного цикла (метка SE1) и обработчика прерывания от таймера Т/С1 (метка TIM0).

Она начинает свою работу, инициализируя регистры, счетчики, стек, таймер Т/С1, сторожевой таймер, порты ввода-вывода. По завершении инициализации на индикатор выведено число 001, все десятичные точки выключены, на выходе PD6 установлен высокий уровень, поэтому цепь исполнительного устройства разомкнута. Отсчет времени остановлен.

Задача формирования точных интервалов времени длительностью 1 с решена с помощью прерываний от таймера Т/С1, запросы которых следуют через каждые 3,9 мс (1/256 с). Их подсчитывает счетчик в регистре г25. С помощью счетчика, организованного в регистре г21, формируется интервал в 1 мин.

В процессе обработки прерываний производятся также смена отображаемого на индикаторе разряда и преобразование двоичного значения цифры, выводимой в этом разряде, в "семисегментный" код. Кроме того, выполняется опрос состояния кнопок, формируются сигналы управления оптоэлектронным реле и звуковым сигнализатором.

В памяти данных микроконтроллера с адреса $060 по $062 организован буфер, хранящий значение оставшегося до завершения выдержки интервала времени. Именно из него программа обработки прерывания берет цифры для динамического вывода на индикатор. При нажатии на кнопку SB1 хранящееся в буфере значение увеличивается на единицу. Одновременно запускается счетчик секунд в регистре r1. Если кнопка удерживается нажатой более 3 с, значение в буфере начинает увеличиваться на единицу пять раз за каждую секунду. Подсчет интервала времени, в течение которого происходит это увеличение, организован в регистре гО. После отпускания кнопки SB1 счетчики в регистрах г1 и гО обнуляются.

Совершенно аналогичным образом организована обработка нажатий на кнопку SB2, уменьшающих число в буфере. Счетчики времени для этой кнопки находятся в регистрах гЗ и г2.

В процессе отсчета заданной выдержки число в буфере декрементируется (уменьшается на единицу) каждую минуту или секунду в зависимости от положения выключателя SA1. Учтите, что при переводе его в другое положение до завершения заданной выдержки соответственно изменится период декрементирования.

В регистре г22 хранится двоичный код с единицей в разряде, соответствующем включенному в данный момент разряду индикатора. При инициализации в него записывается 00000001 (включен индикатор HG3), а в регистр Y - начальный адрес буфера ($060). При каждом вызове процедуры обработки прерывания содержимое регистра г22 сдвигается на один разряд влево, а регистр Y инкрементируется. Понятно, что как только единица в регистре г22 будет сдвинута в третий разряд (пройдены все индикаторы), регистры г22 и Y следует перезагрузить, восстановив в них исходные значения.

На время опроса состояния кнопок SB1-SB3 все индикаторы выключаются, а на выходах PB0-РВ2 микроконтроллера формируется код "бегущий ноль". Обнаружив низкий уровень на входе PD3 и зная, на каком из выходов PB0-РВ2 уровень в данный момент низкий, процедура обработки прерывания принимает решение о том, какая кнопка нажата.

Вся программа занимает около 670 байт памяти программ микроконтроллера.

Таймер собран на макетной плате, помещенной в пластмассовый корпус, на переднюю панель которого выведены индикаторы HG1- HG3, кнопки SB1 - SB3, выключатель SA1 и неоновая лампа HL1. Потребляемый от источника напряжения 5 В ток не превышает 100 мА.
Пьезоэлектрический излучатель НРМ14АХ можно заменить на НРА17АХ или НРА14АХ. Вместо индикаторов HDSP-F501 подойдут и другие светодиодные семиэлементные индикаторы с общими анодами. Индикаторную лампу N-702R со встроенным резистором можно заменить обычной неоновой лампой, включив последовательно с ней резистор номиналом 200...560 кОм и мощностью не менее 0,25 Вт.

Программу микроконтроллера можно скачать отсюда.

Автор: С. Шишкин, г. Саров Нижегородской обл.; Публикация: radioradar.net

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:

Поцелуи полезны для здоровья 01.03.2026

Вопрос о том, как социальные связи и близость с партнером отражаются на здоровье человека, привлекает внимание не только психологов, но и специалистов в области микробиологии. Новое исследование показывает, что совместное проживание с любимым человеком может оказывать значительное влияние на микробиом кишечника и общее самочувствие. Доктор Наоми Миддлтон, клинический психологи и эксперт по здоровью кишечника, объяснила, что все аспекты совместной жизни - поцелуи, совместное питание, физическая близость и даже просто пребывание рядом - тесно связаны с поддержанием сбалансированной кишечной микрофлоры. Она подчеркивает, что здоровье экосистемы кишечника во многом определяется социальными взаимодействиями и повседневной близостью с другими людьми. По словам Миддлтон, длительное совместное пребывание с партнером может способствовать увеличению микробного разнообразия в кишечнике, а также снижать воспалительные процессы, связанные со стрессом. Такой эффект обусловлен тем, что микробио ...>>

Управление снами для решения важных задач 01.03.2026

Сны на протяжении веков привлекали внимание философов, психологов и ученых, вызывая вопросы о том, насколько они отражают нашу реальность и могут ли влиять на мышление. Новое исследование нейробиологов из Northwestern University показывает, что содержание человеческих сновидений можно частично направлять, а фаза быстрого сна (REM) играет ключевую роль в творческом мышлении и поиске нестандартных решений. В эксперименте ученые использовали метод целенаправленной реактивации памяти (TMR). Пока участники спали, им подавали звуки, ассоциированные с головоломками, предложенными им ранее. Сигналы включались только после подтверждения мозговой активности, указывающей на фазу быстрого сна. В результате 75% испытуемых сообщили о появлении во сне образов или идей, связанных с нерешенными задачами. При этом головоломки, "проникшие" в сновидения, решались значительно чаще: 42% против 17% у задач, которые не фигурировали во сне. Исследователи подчеркивают, что это не прямое доказательство тог ...>>

Новый томат с повышенным содержанием витамина A 28.02.2026

Проблема дефицита витамина A остается одной из глобальных задач здравоохранения, особенно в регионах с ограниченным доступом к разнообразной пище. Недавние достижения биотехнологий позволяют создавать продукты, способные существенно улучшить питание населения, и одним из таких примеров стал новый томат, обогащенный витамином A. Исследователи из Университета Флориды разработали сорта томатов с повышенным содержанием бета-каротина - вещества, которое организм преобразует в витамин A. Работа была выполнена Джингвеем Фу, Дениз Тиеман и Баллой Ратиноспати в Институте пищевых и аграрных наук UF/IFAS. Созданные помидоры отличаются существенно более высоким уровнем бета-каротина по сравнению с обычными сортами, а также с продуктами, традиционно богатыми этим соединением, такими как сладкий картофель и капуста. По словам профессора Ратинасабапати, регулярное употребление всего 50-100 граммов этих обогащенных томатов может покрыть суточную потребность человека в витамине A, что делает их п ...>>

Случайная новость из Архива Имплантат для подключения мозга к компьютеру 02.08.2020 Группа исследователей из Мичиганского университета разработала новый мозговой имплантат очень малой мощности. Ученые говорят, что их разработка до 90 % энергоэффективнее, чем аналогичные. Специалистам удалось не только снизить требования к источнику питания имплантата, они сделали его очень точным в расчетах электрических сигналов мозга, передающихся нейронами. Открытие может привести к созданию долговременных мозговых имплантатов, которые можно будет применять при лечении неврологических заболеваний, использовать для управления искусственными роботизированными протезами конечностей и другой электроникой. По словам специалистов из Мичиганского университета, сегодня для точной интерпретации сигналов мозга и их дальнейшего использования требуется компьютер, обычно размером больше самого человека. Такая машина потребляет очень много электричества. Снижение требований к источнику питания "на порядок" откроет дверь к разработке компактных интерфейсов "мозг-машина". Для возможности прогнозирования сложных моторных функций на основе нейронной активности, например, взятия предмета рукой, сегодня применяются специальные чрескожные электроды. Они выступают в роли прямого канала передачи данных между мозгом и компьютером. По словам ученых, для эффективной работы может потребоваться наличие 100 таких каналов. При этом они должны обладать возможностью передачи до 20 тыс. электрических сигналов мозга в секунду. Соблюдение этих условий может вернуть человеку возможность управлять своей парализованной рукой или даже, например, почувствовать через искусственный имплантат насколько мягким или твердым является объект, который он держит. Проблема заключается в том, что такой подход небезопасен, поскольку сопровождается рисками инфекции при интеграции электродов в мозг. Кроме того, он не очень практичен за пределами исследовательских лабораторий. К счастью, наука на месте не стоит и ученые уже разработали беспроводные имплантаты на основе интегральных схем, способных считывать и передавать около 16 тыс. электрических сигналов мозга в секунду. Но это ниже требуемого порога требуемой эффективности. Преимущество разработки исследователей из Мичиганского университета состоит в том, что их технология способна сжимать сигналы, передающиеся мозгом. Ученые сосредоточили свое внимание на пиковых сигналах нейронов, пересекающих определенный порог мощности. Это позволило сократить объем данных, которые необходимо обработать компьютеру и в то же время спрогнозировать следующий запуск нейронов. Эксперименты показали, что по сравнению с чрескожными имплантатами новая система обладает точно таким же уровнем точности, но при этом требует обработки всего 1/10 от общего объема электрических сигналов. Другими словами, при обработке всего 2000 сигналов мозга исследователи смогли добиться такой же точности, как при обработке 20 тысяч сигналов. Ученые уверены, что это открытие однажды изменит медицину.

Другие интересные новости:

▪ Весы с интеллектом

▪ 247-мегапиксельный датчик Sony IMX811

▪ FPGA Speedster22i от Achronix Semiconductor

▪ Определен новый белок, контролирующий красный цвет клубники

▪ Хранение газа внутри угля

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Искусство аудио. Подборка статей

▪ статья Кто говорит, что на войне не страшно, тот ничего не знает о войне. Крылатое выражение

▪ статья Как быстро растут волосы? Подробный ответ

▪ статья Санитарка-мойщица аптечной посуды. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Микросхема TDA8362 в 3УСЦТ и других телевизорах. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Фокус с четырьмя тузами. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026