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:

Чувства кота, ожидаюшего возвращения хозяина 16.07.2026

Многие владельцы кошек уверены, что их питомцы совершенно равнодушны к уходу человека из дома. Считается, что кошки - независимые существа, которые спокойно переносят одиночество и даже радуются, оставаясь одни. Однако испанские специалисты по поведению животных считают, что реальность гораздо сложнее. Реакция кошки на отсутствие хозяина зависит от ее индивидуального характера, степени привязанности к человеку и привычного распорядка дня. Кошки хорошо запоминают ежедневные ритуалы своих владельцев. Они способны связывать определенные звуки - звон ключей, шаги у двери или звук закрывающегося замка - с предстоящим уходом человека. Для одних животных эти сигналы означают возможность спокойно лечь спать, а для других становятся причиной беспокойства и длительного ожидания возвращения хозяина. Таким образом, кошка не просто "не замечает" уход, а активно реагирует на связанные с ним изменения в окружающей обстановке. Исследования поведения кошек показывают, что некоторые из них действи ...>>

Целесообразность приема пробиотиков после курса антибиотиков 16.07.2026

Антибиотики остаются одним из самых мощных инструментов современной медицины в борьбе с бактериальными инфекциями. Однако их действие не ограничивается уничтожением только вредных микроорганизмов. Эти препараты способны существенно влиять на состав кишечной микрофлоры, что часто вызывает вопросы у пациентов: насколько серьезны эти изменения, как долго они сохраняются и нужно ли после курса антибиотиков принимать пробиотики для восстановления. На эти вопросы попытались ответить исследователи, проанализировав имеющиеся научные данные. Во время приема антибиотиков многие люди сталкиваются с неприятными симптомами со стороны пищеварительной системы: тошнотой, болями или спазмами в животе, а также диареей. Такие реакции возникают потому, что препараты воздействуют не только на возбудителей инфекции, но и на полезные бактерии, которые населяют кишечник и участвуют в пищеварении, синтезе витаминов и поддержании иммунитета. Некоторые антибиотики, например азитромицин, могут напрямую влия ...>>

Резкое похудение и возврат веса могут навредить сердцу 15.07.2026

Многие люди, желая быстро избавиться от лишних килограммов, прибегают к строгим диетам с резким ограничением калорий. Достигнув желаемого результата, они часто постепенно или быстро возвращаются к прежнему рациону и прежнему весу. На первый взгляд это кажется лишь вопросом внешнего вида, однако ученые предупреждают: постоянные колебания массы тела могут оказывать негативное влияние на сердечно-сосудистую систему и обмен веществ. Так называемый эффект йо-йо, когда периоды активного похудения сменяются повторным набором веса, становится все более распространенным явлением. Новые исследования указывают на возможную связь между такими циклами и ухудшением работы сердца. Организм способен адаптироваться к изменениям питания, но постоянное повторение резких переходов между ограничением калорий и перееданием создает дополнительную нагрузку на различные системы. В одном из экспериментов на лабораторных животных исследователи моделировали эффект йо-йо, периодически снижая калорийность рац ...>>

Случайная новость из Архива Чай очищает воду от тяжелых металлов 21.02.2025 Чай, любимый многими за свой вкус и аромат, оказался не только приятным напитком, но и эффективным природным фильтром, способным удалять свинец и другие тяжелые металлы из воды. Ученые из Северо-Западного университета обнаружили, что чайные листья обладают уникальной способностью адсорбировать тяжелые металлы, задерживая их на своей поверхности в процессе заваривания. Профессор Винаяк Дравид, возглавлявший исследование, отметил: "В этом исследовании нашей целью было измерить способность чая адсорбировать тяжелые металлы". Он также подчеркнул "неосознанный потенциал потребления чая для пассивного содействия уменьшению воздействия тяжелых металлов на население по всему миру". Это открытие особенно важно, учитывая, что длительное воздействие свинца связано с серьезными проблемами здоровья, такими как головные боли, бессонница, сердечно-сосудистые заболевания и инсульты. В ходе исследования ученые протестировали различные виды чая - черный, зеленый и улун - и обнаружили, что черный чай демонстрирует наилучшие результаты. Бенджамин Шиндел, аспирант и член исследовательской группы, объяснил этот феномен структурными особенностями черного чая: "Когда чайные листья перерабатываются в черный чай, они сморщиваются, а его поры открываются. Эти морщины и поры увеличивают площадь поверхности, доступную для адсорбции". Дополнительное измельчение листьев еще больше повышает эффективность адсорбции. Исследователи также установили, что тип чайного пакетика и время заваривания оказывают значительное влияние на процесс удаления металлов. Целлюлозные пакетики оказались более эффективными, чем хлопчатобумажные или нейлоновые, а более длительное время заваривания значительно повышает адсорбцию. "Любой чай, который дольше настаивается или имеет большую площадь поверхности, эффективно поглощает больше тяжелых металлов", - отметил Шиндел, добавив, что заваривание черного чая в течение 3-5 минут может снизить концентрацию свинца примерно на 15%. Хотя исследователи не рекомендуют использовать чай в качестве основного метода очистки воды, их открытие имеет важное практическое значение. "Если люди будут выпивать дополнительную чашку чая в день, возможно, со временем мы увидим снижение уровня заболеваний, тесно связанных с воздействием тяжелых металлов", - предположил Шиндел. Это исследование также может объяснить, почему в некоторых популяциях, где традиционно потребляют много чая, наблюдается более низкий уровень сердечно-сосудистых заболеваний и инсультов. Таким образом, чай, помимо своих вкусовых качеств, обладает ценными свойствами, способствующими очищению воды от тяжелых металлов. Это открытие подчеркивает потенциальную пользу регулярного употребления чая для здоровья человека.

Другие интересные новости:

▪ Креветки помогут в добыче урана

▪ Облака для парковки

▪ Производство авиационного топлива с нулевым выходом

▪ Садоводство - один из лучших антидепрессантов

▪ Интернет летом замедляется

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Нормативная документация по охране труда. Подборка статей

▪ статья Столыпин Петр Аркадьевич. Знаменитые афоризмы

▪ статья Кто такой нарвал? Подробный ответ

▪ статья Демонстратор причесок. Должностная инструкция

▪ статья Многожильный самодельный микрокабель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Защита контрольной АС от перегрузки. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026