Простейшие часы на микроконтроллере
Современные светодиодные индикаторы обладают достаточной яркостью при рабочем токе даже в несколько миллиампер. Это позволяет подключать их к микроконтроллеру через токоограничивающие резисторы без транзисторных усилителей тока. Понижая тактовую частоту микроконтроллера, можно снизить потребляемый им ток до чрезвычайно малого значения и отказаться от использования микросхем RTC (часов реального времени).
Исходя из этих факторов, были разработаны электронные часы на микроконтроллере PIC16F84A. Реализация в них дополнительных функций — будильников, таймеров, термометров — не предусматривалась. Однако у микроконтроллера остался свободным выход с открытым коллектором RA4, который можно использовать при доработках.
Схема часов показана на рис. 1. Линии
портов RA2, RA3 и RB1 микроконтроллера DD1 в различные моменты времени
работают как входы или как выходы. Остальные — только выходы.
На линии RB1 формируется сигнал,
включающий разделительную точку между разрядами часов и минут на
индикаторе HG1, по этой же линии контролируется наличие внешнего
напряжения питания. При его отсутствии микроконтроллер прекращает
выводить текущее время на индикатор и переходит в экономичный режим.
В этом режиме потребляемый часами ток
уменьшается до 20 мкА, и они питаются от резервного литиевого элемента
G1. Легко подсчитать, что при емкости элемента CR2032 220 мА*ч часы
могут оставаться в экономичном режиме более года, правильно при этом
отсчитывая время.
Линии RA2 и RA3 дополнительно служат
для установки и коррекции времени. При нажатии на кнопку SB2 "Уст." на
индикаторе начинает мигать с периодом 1 с крайняя правая цифра — единицы
минут. Если при этом нажать на кнопку SB1 то каждую секунду число на
индикаторе будет увеличиваться на единицу, а результат записываться во
внутренний буфер микроконтроллера.
Чтобы установить десятки минут, часы и
десятки часов нужно поочередно нажимать на кнопки SB2 и SB1. Спустя 10 с
после последнего нажатия на SB2 часы автоматически перейдут в рабочий
режим. Корректируя время, нужно учитывать, что нажатие на кнопку SB2
обнуляет внутренний счетчик секунд, что позволяет устанавливать время с
точностью до секунды
Формат отображения времени —
24-часовой с гашением незначащего нуля в разряде десятков часов, точка
между разрядами единиц часов и десятков минут мигает с периодом 1 с.
Часы собраны на односторонней печатной
плате из фоль-гированного стеклотекстолита толщиной 1 мм, изображенной
на рис. 2. Все резисторы и конденсатор С1 — типоразмера 0805 для
поверхностного монтажа. Они размещены на стороне печатных проводников.
Собранная плата и расположение на ней остальных деталей показаны на фото
рис. 3. Здесь имеется проволочная перемычка.
Четырехразрядный светодиодный
индикатор, указанный на схеме, можно заменить любым из серий GNQ-5642 и
GNQ-5643, причем как с общим катодом, так и с общим анодом. Для этого
загружают в память микроконтроллера с помощью программатора
соответствующий файл: clock_OA.HEX (общий анод) или clock_OK.HEX (общий
катод). Микроконтроллер PIC16F84A можно использовать с любой предельной
тактовой частотой (это последние две цифры в его полном обозначении).
Питают часы от сетевого адаптера или
другого источника постоянного напряжения 9...15 В. В рабочем режиме они
потребляют ток около 20 мА. Для обеспечения точного хода часов
потребуется, возможно, подборка конденсатора С3.
В архиве прошивка для индикатора с общим катодом и прошивка для индикатора с общим анодам
clock.rar
Радио 2011 №6