Приложения на Андроид

Часы на PIC16F628A и FYQ3641A. Схема электронных часов на pic16f628a - устройства на мк - radio-bes - электроника для дома Часы с термометром на микроконтроллере pic16f628a

Данное устройство позволят считать время, измерять температуру, использовать секундомер. Дополнительно это устройство ведет простую статистику температуры — минимум/максимум, а в остальном мало отличается от уймы подобных устройств. Для индикации используются светодиодные 7-ми сегментные индикаторы с десятичной точкой, зеленого свечения. Индикация динамическая.

Устройство имеет следующие функции:

Индикация текущего времени в формате ЧЧ.ММ в течение 3-х секунд, потом показания переключаются на температуру, отображение с точностью до 0.1 градуса. Коррекция часов возможна только в этом режиме индикации.

Индикация предельно низкой температуры на текущие сутки, индикатор высвечивает маленькую L в первом знакоместе и далее температура.

Индикация предельно высокой температуры на ткущие сутки, индикатор высвечивает маленькую h в первом знакоместе.

Средняя температура на текущие сутки, индикатор высвечивает маленькую c.

Индикация предельно низкой температуры за всю историю работы термометра, в первом знакоместе большая буква L.

Индикация предельно высокой температуры за всю историю работы, в первом знакоместе большая H.

Средняя температура за всю историю, в первом знакоместе большая C.

Индикация времени в формате ММ.СС (т.е. минуты и секунды). В этом режиме коррекция не возможна.

Индикация количества дней пройденных с момента включения устройства.

Секундомер — имеющий несколько пределов индикации (М.СС.Д — ММ.СС — Ч.ММ.С — ЧЧ.ММ). Предел счета секундомера 100часов. Далее секундомер останавливается и на дисплей выводиться BUSY.

Рекорды температуры (не суточной, а общей за всю историю) сохраняются в энергонезависимой памяти EEPROM

Для измерения температуры используется датчик DS18B20, этот датчик выносной, устанавливается «за окном» для измерения уличной температуры. Остальные функции устройства реализованы чисто программно. Вывод данных на индикатор осуществляется последовательно по 2-м проводам ДАННЫЕ и СИНХРОНИЗАЦИЯ. После того как последовательно выгружены все 8 бит в сдвиговый регистр К1533ИР24 открывается один из транзисторов и зажигает нужное знакоместо. Далее все знакоместа выключаются и в регистр загружается новое значение для следующей цифры и после этого открывается следующий транзистор, зажигая тем самым следующее знакоместо. Это происходит очень быстро, поэтому визуально кажется, что светиться весь индикатор, все его знакоместа.

Для управления этим устройством используется всего 2 кнопки. Кнопка S1 последовательно переключает все режимы индикации. А кнопка S2 служит для включения режима коррекции часов или для запуска/остановки секундомера. В режиме коррекции часов сначала мигают часовые цифры, кнопка S2 изменяет их значение на 1, если еще раз нажать S1, то будут мигать цифры минут, кнопка S2 будет влиять уже на них. Коррекция часов возможно только в режиме индикации часов/температуры. В остальных режимах (кроме секундомера) кнопка S1 никаких действий не производит. В режиме секундомера кнопка S1 запускает счет, а повторное нажатие на нее останавливает. Сбрасуется секундомер в 0 по нажатию кнопки S2. Если секундомер уже сброшен, то нажатие S2 переведет устройство на следующий режим. Кроме того, когда кнопки не нажимались в течение 10 секунд, индикаторы переходят на «приглушенный» режим (этот режим получился немного коряво, снижения яркости практически не заметно), чтобы снизить энергопотребление и нагрев стабилизатора 7805. Но как только будет нажата любая кнопка независимо от текущего режима индикации — индикаторы вновь вернуться на полную яркость и 10-ти секундный цикл повториться.

Некоторые примеры индикации:
— Температура.

— Время (ЧЧ.ММ — разделительная точка мигает).

— Максимальная температура за текущие сутки.

— Минимальная температуры за текуище сутки.

— Максимальная температура за всю историю работы

— Минимальная температура за всю инсторию работы.

— Количесто отработанных суток.

— Секундомер.

— минуты-секунды (ММ.СС — разделительная точка не мигает).

Многие события устройства имеют звуковую сигнализацию.

Включение/выключение/сброс секундомера — 1 короткий.

Температура упала ниже нуля, и ранее за эти сутки не была ниже нуля (и так далее, при дальнейшем понижении) — 1 короткий.

Температура поднялась выше 30 и ранее не была выше 30 (и так далее при дальнейшем повышении) — 2 коротких.

Получен новый рекордный минимум или максимум температуры — 3 коротких.

Переполнение секундомера — 1 длинный и 2 коротких.

Включение устройства — 1 короткий.

Устройство собрано на печатной плате, и размещено в подходящем пластиковом корпусе. На лицевую панель выведены кнопки управления, а также просверлены отверстия диаметром 1,2 мм в районе звукового излучателя. Окошко для индикатора в попавшемся мне корпусе уже было. Датчик закреплен на пластиковой трубочке на расстоянии примерно 30 см от окна, вокруг датчика из жести сделана коробочка с отверстиями, чтобы уменьшить нагрев датчика прямыми солнечными лучами. Для питания устройства от сети используется выносной блок питания — адаптор с выходным напряжением 9 вольт, в нем отсутствует стабилизатор. Только трансформатор, диодный мост и конденсатор на 470мкФ. Конечно же лучше применить для питания этого устройства блок питания с резервным питанием, чтобы не сбрасывались часы при пропадании напряжения в сети. Микросхему стабилизатор 7805 нужно снабдить маленьким теплоотводом и обеспечить ее вентиляцию (несколько отверстий в корпусе). Микроконтроллер можно применять абсолютно в любом температурном исполнении.

СКАЧАТЬ — Архив файлов (56 кб)
содержит проект под Proteus 7.5 SP3, готовую прошивку микроконтроллера и схему в формате GIF. В прошивке сразу заносяться в EEPROM рекордные температуры: минимальная +20, а максимальная +30 градусов, эти значения нетрудно откорректировать прямо в окне программы управления программатором, их нужно сделать равными текущей температуре +100, чтобы термометр вел правильную статистику. Т.е. если нужно занести стартовую температуру равную 10 градусам, то на самом деле нужно внести 110. В шестнадцатеричном виде это будет 0х6E.

Этот вариант часов сделан таким образом, чтобы максимально упростить схему, снизить энергопотребление, и в итоге получить прибор, который легко помещается в кармане. Выбрав миниатюрные аккумуляторы для питания схемы, SMD - монтаж и миниатюрный динамик (например от нерабочего мобильного телефона), Вы можете получить конструкцию, размером чуть больше спичечного коробка.
Применение сверхъяркого индикатора позволяет снизить ток, потребляемый схемой. Снижение тока потребления также достигается в режиме "LoFF" - индикатор погашен, при этом включена только мигающая точка младшего разряда часов.

Индикация
Регулируемая яркость индикаторов позволяет выбрать наиболее комфортное отображение показаний (и опять же снизить энергопотребление).
В часах реализовано 9 режимов индикации. Переход по режимам осуществляется с помощью кнопок "плюс" и "минус". Перед выводом на индикацию самих показаний, на индикаторы выводится короткая подсказка названия режима. Длительность вывода подсказки - одна секунда. Применение кратковременных подсказок позволило достичь хорошей эргономичности часов. При переходах по режимам отображения (которых получилось достаточно много, для такого простого прибора, как обычные часы) не возникает путаницы, и всегда понятно, какие именно показания выведены на индикатор.

Коррекция показаний, выведенных на индикатор включается при нажатии на кнопку "Коррекция". При этом кратковременная подсказка выводится на 1/4 секунды, после чего корректируемое значение начинает мигать с частотой 2 Гц. Корректируются показания кнопками "плюс" и "минус". При длительном нажатии на кнопку, включается режим автоповтора, с заданной частотой. Частоты автоповтора нажатия кнопки составляют: для часов, месяцев и дня недели - 4 Гц; для минут, года и яркости индикатора - 10 Гц; для корректирующего значения - 100 Гц.
Все откорректированные значения, кроме часов, минут и секунд, записываются в EEPROM и восстанавливаются после выключения - включении питания. Секунды при коррекции обнуляются. Из всех режимов, кроме часы-минуты, минуты-секунды и LoFF организован автоматический возврат. Если в течение 10 секунд ни одна из кнопок не нажата, то часы переходят в режим отображения часов - минут.
Нажатием на кнопку "Вкл/Выкл буд." включается/выключается будильник. Включение будильника подтверждается коротким двухтональным звуком. При включенном будильнике светится точка в младшем разряде индикатора.
В режиме "Corr" на индикатор выведена корректирующая константа, начальное значение которой 5000 микросекунд в секунду. При отставании часов константу увеличиваем на величину отставания, вычисленное в микросекундах за одну секунду. Если часы спешат, то константу уменьшаем по тому же принципу.

Часы с небольшим 4-х цифровым индикатором. Точка между часами и минутами мигает с частотой 0,5 секунд. Можно встроить в любой предмет: в настольный календарь, в радиоприемник, в автомобиль. Расчетная погрешность – 0,00002%. На практике – за полгода ни разу не было необходимости в коррекции.

Питание 4.5 - 5 вольт, ток до 70мА. Стабилизатор напряжения находится в вилке - адаптере. Он собран на 3 ваттном трансформаторе и высокочастотном преобразователе – стабилизаторе по стандартной схеме. Для авто, конечно, трансформатор не нужен. Микросхема без радиатора, практически не греется. Разъём для блока питания 3.5мм. Кварц 4 МГц. Транзисторы n-p-n любые маломощные.

Кнопки любые. Длина толкателя кнопок выбирается исходя из требований конструкции. Можно кнопки припаять и со стороны проводников. При каждом нажатии на кнопку добавляется единичка. При удержании – счет ускоряется до разумной скорости.

Резисторы МЛТ – 0,25. R7 – R14 300 – 360 Ом. R3 – R6 1-3 кОм.
Аккумуляторы: 4 штуки из GP- 170, или подобные. При отключении сетевого напряжения они питают только микроконтроллер. 8 суток выдерживают точно, проверил.
Диоды с наименьшим падением напряжения в прямом направлении.

Платы изготовлены из одностороннего фольгированого стеклотекстолита.

До установки микроконтроллера в панель изготовленной платы, включите питание и замеряйте напряжение на 14 ножке панельки. Должно быть 4,5 – 4,8 вольт. На 5-ой ножке 0 вольт. Если вы не уверены в качестве изготовленной платы или в исправности деталей – проверьте устройство без микроконтроллера. Делается это очень просто:

Вставьте перемычку из оголенного провода в панельку, 1 и 14 клемму. Это значит, что +4,5 вольт с первой ноги через резистор откроет транзистор VT 2 и катод индикатора единиц часов будет соединен с нулем.
Любой провод присоединить одним концом к +, а другим концом поочередно касаться клемм 6,7,8,9,10,11,12,13 панельки.
При этом наблюдать зажигающиеся сегменты и их соответствие схеме: + на 6-ой ножке – горит сегмент "g" и так далее.
Переставьте перемычку в 2 и 14 клеммы панельки. Проверьте все сегменты индикатора единиц минут.
Перемычка 18 и 14 – проверяются десятки часов, 17 и 14 – десятки минут.

Если что-то неправильно работает – исправляйте. Если все правильно – программируйте микроконтроллер и вставляйте, при отключенном питании, в панельку.
НЕХ файл прилагается.
Включайте питание и получайте готовые часы.

Если все детали покупать, включая и резисторы, то в соответствии с моей схемой устройство обойдется примерно в 400 руб:

PIC16F628A – 22,8 грн
LM2575T-5.0 – 10грн
FYQ 3641AS21 - 9,3грн
Панелька – 3грн
Кварц – 1,5грн

Литература:

Pic микроконтроллеры. Все, что вам необходимо знать. Сид Катцен.2008г.
PIC-микроконтроллеры. Архитектура и программирование. Майкл Предко. 2010г.
Pic микроконтроллеры. Практика применения. Кристиан Тавернье.2004г.
Разработка встроенных систем с помощью микроконтроллеров PIC. Тим Уилмсхерст. 2008г.
Data sheet: PIC16F628A, FYQ 3641, LM2575.
Самоучитель по программированию PIC контроллеров для начинающих. Евгений Корабельников. 2008г.

Ниже вы можете скачать прошивку и печатную плату в формате LAY

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал			Магазин
	МК PIC 8-бит	PIC16F628A	1		Поиск в магазине
VR2	DC/DC импульсный конвертер	LM2575	1	5В	Поиск в магазине
VT1-VT4	Биполярный транзистор	КТ315А	4		Поиск в магазине
VD1, VD3, VD4	Диод	Д310	3		Поиск в магазине
VD2	Диод Шоттки	1N5819	1		Поиск в магазине
VD5	Диодный мост	DB157	1		Поиск в магазине
С1, С2	Конденсатор	20 пФ	2		Поиск в магазине
С3	Конденсатор	0.1 мкФ	1		Поиск в магазине
С4		330 мкФ 16 В	1		Поиск в магазине
С5	Электролитический конденсатор	100 мкФ 35 В	1		Поиск в магазине
R1, R2	Резистор	10 кОм	2		Поиск в магазине
R3-R6	Резистор	1.5 кОм	4		Поиск в магазине
R7-R9, R11-R14	Резистор	300 Ом	7		Поиск в магазине
R10	Резистор	360 Ом	1

Эти электронные часы простейшие. Собраны были за несколько часов. Основа микроконтроллер PIC16F628A, кроме него часы содержат несколько простых и дешевых элементов, информация выводится на 4-х разрядный (часовой) светодиодный индикатор. Схема питается от сети, а также имеет резервное питание. Данную конструкцию можно рекомендовать начинающим, я специально снабдил исходную программу подробными коментариями, чтобы легче было поять, что и как тут работает.

Схема очень простая, простой и алгоритм их работы (см.коментарии в исходнике). Кнопки кн1 и кн2 служат для коррекции времени - часов и минут соответственно. Часы имеют 24 часовой формат отображения. В 1-м разряде часов сделано гашение незначащего нуля. Точность хода часов целиком зависит от частоты кварцевого резонатора. Но даже без специальных подборок кварцев и конденсаторов в тактовом генераторе - часы идут весьма точно.

Часы собраны на 2-х печатных платах, пристыкованных одна к одной под углом 90 градусов. На одной плате размещен целиком индикатор, а все остальное на другой. Элемент резервного питания выломан из китайской зажигалки со светодиодным фонариком. Удаляем светодиод, а держатель батареек устанавливаем на плату. На фотографии видно, что к батарейкам выведены обрезки выводов резисторов - они то и держут всю эту конструкцию. Конечно емкость таких батареек невелика, но когда часы питаются от сети, ток от батареек не потребляется. Они питают схему, только если нет сетевого питания. При этом питается только микроконтроллер, индикатор же от батареек не питается, поэтому гаснет, а часы продолжают ход. Кнопки управление вынесены с платы в любое удобное место корпуса. Конструкция кнопок может быть любой. Для питания от сети использован китайский БП-адаптор, в который добавлена плата с микросхемой 7805 (5-ти вольтовый стабилизатор). Вобще подойдет любой блок питания, с выходным напряжением 5В и током 150мА.

Программа написана таким образом, что ее можно использовать для начального изучения микроконтроллера PIC, прокоментировано действие практически каждой команды. При желании в нее легко можно добавить дополнительные функции, например календарь, таймер, секундометр и др.

Файл:
Размер:
Содержимое:

Часы на PIC16F628A и датчике температуры DS18B20.

4-х сегментный светодиодный индикатор.

Анимированная смена индикации.

Вариант простых часов на популярном и доступном микроконтроллере PIC16F628A. Фактически c них начинался проект на AVR .

Описание часов.

1. Функции.

– часы, формат отображения времени 24-х часовый, часы:минуты.

– цифровая коррекция точности. Возможна ежесуточная коррекция ±25 сек. Установленное значение в 1 час 0 минут 30 сек будет прибавлено/вычтено из текущего времени.

– термометр.

– индикация. Поочередная.

– настраиваемая анимация смены показаний.

– использование энергонезависимой памяти микроконтроллера для сохранения настроек при отключении питания.

– если в основном режиме нажать на кнопку PLUS , то на индикаторы выводится время, если нажать на MINUS – температура. При отпускании кнопок возобновляется автоматическая смена показаний.

2. Настройка.

2.1. При включении питания часы в основном режиме.

2.2. Нажатием на кнопку SET производится вход в режим настроек и выбора параметра для установки. По-очереди доступны для установки:

– минуты;

– часы;

– секунды (обнуляются при нажатии на кнопки PLUS или MINUS );

– величина коррекции. В старшем разряде символ " с ";

– время индикации текущего времени. В старших разрядах символы " tc ". Диапазон установки 0÷99 сек. Если установлен 0, то время отображаться не будет;

– время индикации температуры. В старших разрядах символы " tt ". Диапазон установки 0÷99 сек. Если установлен 0, то температура отображаться не будет;

– выбор эффекта анимации. В старших разрядах символы " EF ". Если установлен 0, смена информации будет проводиться без эффектов , если выбран автоматический режим (символ А ), то будет производиться поочередная смена эффектов. Если выбран режим r , то смена эффектов будет производиться случайным образом.

– выбор скорости анимации. В старшем разряде символ " P ". Диапазон установки 0÷99. Одна единица соответствует примерно 2 мсек, чем выше величина, тем медленнее идет анимация.

2.3. Устанавливаемый параметр мигает.

2.4. Удержанием кнопок PLUS / MINUS производится ускоренная установка параметра.

3. Примечания.

Необходимо соизмерять скорость анимации и время отображения информации. Если выбрана медленная анимация и малое время отображения, то может оказаться, что информация не успевает полностью обновиться до очередной смены.

При отключении основного питания (+12 V ) индикация отключается, часы продолжают идти. Питание МК осуществляется от резервного источника.

В архиве прошивки для индикаторов с общим катодом и анодом, проект в Proteus и описание.

Вопросы, пожелания в форум .

11.03.2015

Добавлена обновленная прошивка для индикатора с общим катодом. В новой прошивке больше эффектов анимации и небольшие изменения в алгоритме. Подробное описание в архиве.