Трехканальный термостат, терморегулятор, таймер на ATmega8. Кухонный таймер на ATMega8 Таймер на atmega8 и светодиодных индикаторах
Этот таймер предназначен для установки выдержек от 5 секунд до 100 минут. На его выходе имеется достаточно мощное электромагнитное реле, позволяющее коммутировать ток до З0А при напряжении 12V и ток до 10А при напряжении 220V. Благодаря применению электромагнитного реле таймер может управлять не только нагревательными или осветительными приборами, но и электронными приборами, критичными к форме питающего переменного напряжения. Трансформаторное питание, в сочетании с реле, обеспечивает полную гальваническую развязку электронной схемы таймера от сети.
Для общения таймера с оператором есть четырехразрядный светодиодный индикатор, в нем очень старые 7-сегментные матрицы АЛ304 в количестве четырех штук, соединены в матрицу путем соединения вместе одноименных сегментных выводов. Конечно можно использовать и более современные светодиодные индикаторы, и даже готовые матрицы по четыре разряда под динамическую индикацию.
Управляют таймером кнопками S1, S2, S3, S4. При нажатии кнопки S1 происходит включение нагрузки и запуск таймера. Чтобы установить время, в течение которого должна работать нагрузка, нужно нажать S4.На дисплее будут мигать два старших разряда (минуты). Теперь кнопками S2 и S3 можно установить значение минут. Затем нужно еще раз нажать S4. Теперь будут мигать младшие разряды и кнопками S2 и S3 можно установить секунды. Чтобы сохранить установки нужно еще раз нажать S4. Теперь индикатор будет показывать установленную выдержку. Чтобы запустить таймер нужно нажать S1. Нагрузка включается, а показания индикатора начинают убывать. Как только заданное время иссякнет на индикаторе появляется надпись «OFF», а нагрузка выключается электромагнитным реле. Чтобы повторить нужно дважды нажать кнопку S1. При первом нажатии «OFF» сменится на показание заданного времени, а при втором произойдет запуск таймера. Управление реле по выводу 23 D1. Включение – логической единицей. Ключ на VT5 и VT6 управляет электромагнитным реле К1. Такие реле используются в схемах автомобильных сигнализаций. Они могут коммутировать как постоянный ток (12V) так и переменный (220V), поскольку обладают хорошей изоляцией.
Источник питания выполнен на маломощном трансформаторе. Поскольку вторичная обмотка трансформатора имеет отвод от середины (12-0-12), то выпрямитель сделан не по мостовой, а по двухполупериодной схеме на двух диодах VD2 и VD3. Если трансформатор будет с обмоткой 12V без отводом, то нужен выпрямительный мост. Реле питается непосредственно с выхода выпрямителя, а остальная схема через стабилизатор А1 напряжения 5V.
При прошивке нужно задать на работу с внутренним генератором 8 МГц.
Схема собрана на покупной макетной печатной плате, на её одной стороне расположены микросхема и другие детали, а кнопки и индикаторы на другой стороне. Трансформатор питания за пределами платы.
Транзисторы КТ315 можно заменить на КТ3102 или любые аналоги. Транзистор КТ815 можно заменить на КТ817, КТ604. Диод КД521 – практически любой аналог. Диоды в выпрямителе КД209 – любые диоды выпрямительные на постоянный ток не ниже 150 мА. Интегральный стабилизатор 7805 можно заменить любым 5-вольтовым, например, КР142ЕН5А. Или сделать стабилизатор по параметрической схеме на двух транзисторах и стабилитроне на 5V. По поводу индикаторов сказано выше. Это могут быть любые семисегментные индикаторы с общим анодом(катодом).
| Архив для статьи “Таймер на Atmega8 и светодиодных индикаторах” | |
| Описание: Файлы прошивок | |
| Размер файла: 5.58 KB Количество загрузок: 4 319 |
Таймер обратного отсчёта поможет вам точно отмерять интервал времени в диапазоне от 1 секунды до 24 часов.
Сегодня никого не удивишь конструкцией таймера, т.к. в продаже и в интернете подобных устройств, сколько угодно. И все таймеры вроде бы похожи друг на друга. И когда более подробно начинаешь рассматривать функции схемы, находишь в ней какие либо неудобства для себя.
Вот из этих соображений я и сделал программу таймера, который отвечает следующим параметрам:
– компактная конструкция и простая схемотехника;
– оперативное кнопочное управление;
– при управлении кнопками, дублирование действий на ЖКИ;
– задание времени с точностью до секунды;
– диапазон отсчета от 1 секунды до 24 часов;
– функция старт, пауза;
– функция сброса отсчета и выставленных значений времени;
– при достижении значения 00.00.00, включается исполнительное устройство;
Все поставленные задачи были реализованы в этом проекте.
Описание режимов работы таймера
После включения таймера, можно выставлять время, которое нам требуется. Назначение кнопок видно на схеме. После установки, нажимаете кнопку СТАРТ-пауза отсчет начинается. Максимальное выставляемое время 23.59.59.
Коррекция времени отсчета может быть произведена в любой момент работы таймера, после подачи питания на схему.
Как только время достигает 00.00.00, – включается светодиод (в данный момент это имитация включения исполнительного устройства или просто можно пищалку с генератором).
Если при его работе таймера нажать кнопку старт-ПАУЗА, таймер остановит отсчет, двойное нажатие кнопки СТАРТ-пауза приводит к возобновлению остановленного отсчета.
Чтобы выключить нагрузку после включения, нужно нажать СБРОС, данные таймера установятся 00.00.01 – нагрузка выключиться. Или выставить новый период отсчета и двойное нажатие кнопки СТАРТ-пауза.
Отображение на ЖКИ символов !
> означает, что нагрузка отключена (PD3) и при однократном нажатии кнопки СТАРТ начнется обратный отсчет установленного времени.
Кварц внешний 8 MHz, для точности счета.
Для программатора в PonyProg и CodeVisionAVR нужно убрать все галочки с настройки тактового генератора.
После прошивки программатором фьюзов от внешнего кварца, контроллер будет читаться программатором только с кварцем.
Внимание! Что касается FUSE-битов. Это основной источник ошибок, приводящих к залочиванию контроллера.
– CKSEL3…0 должны быть НЕзапрограммированы.
В PonyProg и CodeVisionAVR стоят так:
ЖК должен быть на базе контроллера HD4480
16х1, для него в архиве имеется прошивка V-1
или 8х2, в архиве прошивка V-2.
Работу схемы можно протестировать в proteus’е.
Если при симуляции проекта в proteus’е некорректно отображаются символы кириллицы на ЖКИ, то для правильного отображения кириллицы на ЖК индикаторе распаковать библиотеку LCDrus
.zip (приложена в архиве проекта) в папку models
proteus’а.
Простой кухонный таймер, способный защитить вашу кухню от чрезмерного количества дыма. Идеальный подарок к 8 марта .
Таймер позволяет устанавливать время от 1 до 99 минут, отсчёт времени начинается автоматически, спустя 3 секунды после установки.
Схема устройства:
Основа устройства – микроконтроллер ATMega8 с внешним кварцем на 16 МГц. Разъем Zas служит для питания устройства, на него подаётся постоянное напряжение 7-15В. Напряжение питания 5В обеспечивается линейным стабилизатором L7805, если вы используете стабилизированный источник 4,5 – 5В например зарядное устройство от мобильного, то стабилизатор, C3 и C4 можно исключить.
Зуммер B1 и аноды дисплея W1 управляются транзисторами T1 – T5. Резисторы R9 – R16 нужны для ограничения тока идущего через сегменты дисплея. К Разъему Prog и R(reset) подключается программатор, а к разъему Sw – клавиатура или кнопки. Кнопок всего 5, четыре из них отвечают за установку времени(+1, +5, +10 и +20 минут соответственно) и одна за сброс таймера.
Печатная плата:
Список компонентов:
U1 ATmega8A-AU 1шт
U2 Линейный стабилизатор LM7805CT 1шт
T1-T5 Биполярный транзистор BC556 5шт
C1,C2 Конденсатор керамический 22 пФ 2шт
C3 Конденсатор электролитический 100 мкФ 1шт
С4 Конденсатор электролитический 47 мкФ 1шт
R1-R8, R17, R18 Резистор 3.3 кОм 10 шт
R9-R16 Резистор 330 Ом 8шт
W1 семисегментный индикатор AF-05643FG-B(или с аналогичной распиновкой) 1шт
B1 Зуммер с генератором 1шт
X1 Кварцевый резонатор 16 МГц 1шт
Фото готового устройства:
Данное устройство будет полезно любому человеку, которому приходится постоянно готовить, и надежно защитит вашу кухню от чрезмерного количества дыма. Этот прибор, как следует из названия – кухонный таймер. Он предназначен для отсчитывания интервалов при приготовлении различных блюд. Таймер имеет несколько клавиш, при помощи которых можно легко установить время от 1 минуты до 99 часов. Обратный отсчет начинается автоматически, через 3 секунды после установки времени. Благодаря громкой пищалке вы точно услышите когда блюдо готово. Устройство собрано на основе микроконтроллера ATMega8.
Описание конструкции
Сердцем устройства является микроконтроллер U1 (ATMega8) с кварцевым резонатором X1 (16 МГц) и обвязкой из двух конденсаторов C1 (22 пФ) и C2 (22 пФ). Стабилизатор U2 (7805) с обвязкой из конденсаторов C3 (100 мкФ) и C4 (47 мкФ) стабилизирует напряжение питания 5В, необходимое для корректной работы микроконтроллера и связанных компонентов. На разъем Zas подается напряжение 7-12В. Если у Вас имеется блок питания с напряжением 5-6В, можно исключить из схемы стабилизатор напряжения. Зуммер B1 и аноды дисплея W1 управляются транзисторами T1 – T5 (BC556), с обвязкой из резисторов R1 – R8 (3.3 кОм), R17 (3.3 кОм) и R18 (3.3 кОм). Резисторы R9 – R16 (330 Ом) ограничивают ток через сегменты дисплея. Разъем Prog и один вывод R используются для подключения программатора. Клавиатура таймера подключена к разъему Sw.
Изготовление
Рисунок печатной платы для устройства есть в архиве в конце статьи. Установка деталей начинается с пайки двух перемычек. Затем устанавливаются все резисторы и прочие элементы в порядке от меньшего к большему. Кварц X1 должен быть “низкий” – он устанавливается под дисплей – в противном случае он просто не поместится туда. Зуммер B1 можно припаять на плату, как это показано на фотографиях, но позже выяснилось, что после закрытия корпуса звук слишком тихий (несмотря на отверстия, просверленные в корпусе). Лучше приклеить зуммер на одну из сторон корпуса (так, как это показано на последнем фото), и соединить проводами с платой. Клавиатура состоит из 5 кнопок без фиксации 12х12мм непосредственно на лицевой части корпуса, так что их толкатели находятся чуть выше поверхности корпуса. Для этого устройства в качестве блока питания хорошо использовать зарядное устройство для телефона, из-за его небольшого веса и размеров.
Список радиоэлементов
| Обозначение | Тип | Номинал | Количество | Примечание | Магазин | Мой блокнот |
|---|---|---|---|---|---|---|
| U1 | МК AVR 8-бит | ATmega8A-AU | 1 | В блокнот | ||
| U2 | Линейный регулятор | LM7805CT | 1 | В блокнот | ||
| T1-T5 | Биполярный транзистор | BC556 | 5 | В блокнот | ||
| C1, C2 | Конденсатор | 22 пФ | 1 | В блокнот | ||
| C3 | 100 мкФ | 1 | В блокнот | |||
| С4 | Конденсатор электролитический | 47 мкФ | 1 | В блокнот | ||
| R1-R8, R17, R18 | Резистор | 3.3 кОм | 10 | В блокнот | ||
| R9-R16 | Резистор | 330 Ом | 8 | В блокнот | ||
| W1 | 7-сегментный индикатор | AF-05643FG-B | 1 | Или с аналогичной распиновкой | В блокнот | |
| B1 | Пьезодинамик с генератором | 1 |
В этом уроке мы поговорим о таймерах.
Данная тема непосредственно связана с темой тактирования микроконтроллера. Поэтому рекомендую перед прочтением данного урока ознакомиться с предыдущим.
Итак, зачем нам таймер?
При построении проектов на микроконтроллерах очень часто возникает необходимость измерение точных временных промежутков. Например, желание мигать светодиодом с определенной частотой, или опрашивать состояние кнопки с необходимыми временными промежутками.
Решить поставленные задачи помогают именно таймеры. Но таймеры микроконтроллеров AVR
не знают что такое секунда, минута, час. Однако они прекрасно знают, что такое такт! Работают они именно благодаря наличию тактирования контроллера. То есть, таймер считает количество тактов контроллера, отмеряя тем самым промежутки времени. Допустим, контроллер работает при тактовой частоте 8МГц, то есть когда таймер досчитает до 8 000 000, пройдет одна секунда, досчитав до 16 000 000, пройдет 2 секунды и так далее.
Однако, тут возникает первое препятствие. Регистры то у нас 8 битные, то есть досчитать мы можем максимум до 255, а взяв 16 битный таймер, мы, досчитаем максимум до 65535. То есть за одну секунду мы должны обнулить таймер огромное количество раз! Конечно, можно заняться этим, если больше заняться нечем. Но ведь просто измерять время, используя мощный микроконтроллер совсем не интересно, хочется сделать нечто большее. Тут нам на помощь приходит предделитель. В общем виде это промежуточное звено между таймером и тактовой частотой контроллера. Предделитель облегчает нашу задачу позволяя поделить тактовую частоту на определенное число, перед подачей её на таймер. То есть установив предделитель на 8, за 1 секунду наш таймер досчитает до 1 000 000, вместо 8 000 000 (Разумеется, при частоте тактирования контроллера 8МГц). Уже интереснее, не так ли? А поделить мы можем и не только на 8, но и на 64 и даже на 1024.
Теперь настало время собрать схему, настроить наш таймер, предделитель, и сделать уже хоть что-то полезное!
А делать мы сегодня будем “бегущие огни” из светодиодов. То есть поочередно будем зажигать 3 светодиода, с периодом 0.75 секунды (То есть время работы одного светодиода 0.25 секунды). Соберем следующую схему:
Номиналы резисторов R
1-R
3 рассчитайте самостоятельно.
Далее, рассмотрим регистры отвечающие за работу таймеров. Всего AtMega
8 имеет в своем составе 3 таймера.Два 8 битных(Timer
0,Timer
2) и один 16 битный(Timer
1).Рассматривать будем на примере 16 битного таймера 1.
Пара регистров 8 битных регистров TCNT
1H
и TCNT
1L
, вместе образуют 16 битный регистр TCNT
1. Данный регистр открыт как для записи, так и для чтения. При работе таймера 1, значение данного регистра при каждом счете изменяется на единицу. То есть в регистре TCNT
1 записано число тактов, которые сосчитал таймер. Так же мы можем записать сюда любое число в диапазоне от 0 до 2 в 16 степени. В таком случае отсчет тактов будет вестись не с 0, а с записанного нами числа.
Регистр TIMSK
отвечает за прерывания, генерируемые при работе таймеров микроконтроллера. Прерывание – обработчик специального сигнала, поступающего при изменении чего либо
. Любое прерывания микроконтроллера может быть разрешено или запрещено. При возникновении разрешенного прерывания, ход основной программы прерывается, и происходит обработка данного сигнала. При возникновении запрещенного прерывания, ход программы не прерывается, а прерывание игнорируется. За разрешение прерывания переполнения счетного регистра TCNT
1 таймера 1 отвечает бит TOIE
1(Timer
1 Overflow
Interrupt
Enable
).При записи 1 в данный бит прерывание разрешено, а при записи 0 – запрещено. Данное прерывание генерируется таймером 1 при достижении максимального значения регистра TCNT
1. Подробнее о прерываниях поговорим в следующем уроке.
Регистр TCCR
1B
отвечает за конфигурацию таймера 1. В данном случае битами CS
10-CS
12 мы задаем значение предделителя согласно следующей таблицы.
Остальные биты пока нас не интересуют.
Так же существует регистр TCCR
1A
, который позволяет настроить другие режимы работы таймера, например ШИМ, но о них в отдельной статье.
А теперь код на C
:
#define F_CPU 16000000UL
#include
#include
uint8_t num=0;
ISR(TIMER1_OVF_vect)
{
PORTD=(12)
{
num=0;
}
TCNT1=61630;//Начальное значение таймера
}
int main(void)
{
DDRD|=(1
| #define F_CPU 16000000UL #include #include uint8_t ISR PORTD num if num TCNT1 int DDRD TCCR1B TIMSK TCNT1 sei while //Основной цикл программы, он пуст, так как вся работа в прерывании |
Код на ASM
:
Assembly (x86)
Include “m8def.inc”
rjmp start
.org OVF1addr
rjmp TIM1_OVF
start:
ldi R16,LOW(RamEnd)
out SPL,R16
ldi R16,HIGH(RamEnd)
out SPH,R16
ldi R16,1
ldi R17,0b00000111
out DDRD,R17
ldi R17,0b00000101
out TCCR1B,R17
ldi R17,0b11110000
out TCNT1H,R17
ldi R17,0b10111110
out TCNT1l,R17
ldi R17,0b00000100
out TIMSK,R17
sei
main_loop:
nop
rjmp main_loop
TIM1_OVF:
out PORTD,R16
lsl R16
cpi R16,8
brlo label_1
ldi R16,1
label_1:
ldi R17,0b10111110
out TCNT1L,R17
ldi R17,0b11110000
out TCNT1H,R17
reti
| Include Rjmp Org Rjmp start Ldi Out Ldi Out Ldi Ldi Out Ldi Out Ldi Out Ldi |
