69_054.pdf

Zegar

z timerem

kuchennym

Do czego to służy?

Prezentowane urządzenie, zegar z timerem

kuchennym, służy do urozmaicenia wyposa−

żenia kuchni o element pomocny przy wyko−

nywaniu różnych czasowych czynności.

Dzięki niemu pomocą już nigdy nie zapo−

mnisz wyjąć ciasta z piekarnika, dokładnie

przeprowadzisz proces gotowania jajek

i wiele innych. Dodatkową funkcją jest wy−

świetlanie aktualnego czasu i bieżącej daty

w chwilach wolnych od pracy z timerem.

Jak to działa?

Zasadniczo układ można podzielić na cztery

bloki funkcjonalne:

1 − blok zasilacza,

2 − blok klawiatury,

3 − blok procesorowy ze sterownikiem

LCD i sygnalizatorem,

omawiania, poza układem, U2, który w swo−

im wnętrzu zawiera zegar czasu rzeczywiste−

go PCF8583 pracujący w trybach 12/24h, 4−

letni kalendarz, licznik i kilka rejestrów do−

datkowych jak np. rejestry alarmów. Z ukła−

dem tym procesor porozumiewa się wykorzy−

stując magistralę I 2 C opracowaną przez firmę

Philips. Układ klawiatury tworzy zespół

trzech przycisków zwiernych chwilowych,

4 − blok zegara RTC.

Schemat elektryczny zegara przedstawio−

ny jest na rysunku 1 . W zasadzie praktycz−

nie żaden z elementów nie wymaga (chyba)

Rys. 1 Schemat ideowy

Elektronika dla Wszystkich

których zadaniem jest zwarcie do masy

w momencie naciśnięcia pinu, do którego są

podłączone. Lwia część portu P1 obsługuje

wymianę danych wyświetlaczem LCD, wy−

korzystując przy tym magistralę danych 4−bi−

tową. Procesor dodatkowo wysterowuje buz−

zer, którego zadaniem jest sygnalizowanie

zakończenia cyklu odliczania timera.

Aby dokładniej uzmysłowić sobie zasadę

działania, prześledźmy najważniejsze części

programu zawartego w listingu. Na początku

zdefiniowane są rozkłady pinów dla wyświe−

tlacza LCD, jak i dla magistrali I 2 C po to, by

uniezależnić się od ustawień kompilatora.

Później zadeklarowane są zmienne, aliasy

i podprogramy. Jeszcze przed rozpoczęciem

pracy we właściwej pętli dokonane są zabie−

gi kosmetyczne zapewniające: poprawny

start programu po włączeniu zasilania, po−

prawną interpretację sygnałów przerwania

INT1 oraz wyczyszczenie wyświetlacza

i wyłączenie kursora. Pętla główna zawarta

pomiędzy pierwszymi z rozkazów do...loop

jest swoistą osią systemu i to ona zarządza

pracą całego układu. Jej zadaniem jest reago−

wanie na przyciskanie przycisków, odpowie−

dzialna jest za aktualne wyświetlanie i od−

świeżanie odpowiednich informacji na wy−

świetlaczu i wywołuje wszystkie funkcje ze−

gara. Na początku pracy układ zbiera infor−

macje o aktualnym czasie i nastawionej dacie

i prezentuje te dane na wyświetlaczu. Użyt−

kownik może wybrać jedną z trzech dostęp−

nych funkcji:

1 − nastawianie zegara,

2 − nastawianie daty,

3 − ustawianie czasu do odliczenia

przez timer.

Przy nastawianiu czasu lub daty automa−

tycznie sprawdzane jest czy wartość zadana

nie przekracza dopuszczalnych wartości.

Sposób wyświetlania nastaw czasu i daty jest

taki, że czas pojawia się zawsze w pierwszej

linii, a data w drugiej. Taki sposób prezenta−

cji został niejako wy−

muszony przez ograni−

czenia co do wielkości

kodu programu proce−

sora AT89C2051.

Chcąc zaoszczędzić na

cennej pamięci podją−

łem się znalezienia ta−

kich części programu,

w których na pewnych

etapach wykonuje się

dokładnie te same ope−

racje, połączenia ich

w podprogramy i swo−

bodne odwoływanie

się do nich w miej−

scach, w których nale−

żałoby zastąpić je rów−

noważnym kodem.

Sposób ten pozwolił

na wyłonienie kilku

takich części programu i znakomite „odchu−

dzenie” kodu. Przykładem niech będzie wy−

świetlanie czasu i daty oraz ich osobne na−

stawianie. W obu przypadkach istnieje ten

sam sposób prezentacji na LCD i ten sam

sposób dopisywania zer przed liczbami jed−

nocyfrowymi. Po co więc za każdym razem

„klepać” kawałki programu, który zajmuje

pamięć, jeśli można się odwołać krótkim po−

leceniem do procedury, która taką funkcję

wykonuje? Dalej widzimy procedury odpo−

wiedzialne za odczyt i zapis danych do

i z RTC. Różnica między odczytem a zapi−

sem polega na tym, że w fazie odczytu, przy−

padającej w czasie wyświetlania czasu i daty,

jednocześnie dane są „ściągane” hurtowo

i trafiają, po konwersji, do odpowiednich re−

jestrów skąd są posyłane na wyświetlacz. In−

strukcji zapisu mamy natomiast dwie, ponie−

waż przy nastawianiu daty lub czasu, gdy

ustawiany jest tylko jeden pasek wyświetla−

cza, nie ma sensu tracić czasu na zapisywanie

danych, których wartości nie uległy zmianie.

Użycie takiego sposobu również przyczyniło

się do odchudzenia programu. Kolejne pod−

programy traktują o nastawach timera, dopi−

sywania zer przed liczbami jednocyfrowymi

i wyświetlaniu poszczególnych składników.

Ostatnia z procedur to obsługa przerwania

z INT1, które zgłaszane jest przy opadającym

zboczu na tym wejściu. Służy ono do zlicza−

nia sekund jakby „za darmo”, nie obciążając

procesora przy pracy z timerem. Przeglądając

dokumentację układu PCF8583, natknąłem

się na informację o tym, że po uruchomieniu

układu, bez modyfikacji rejestrów kontrol−

nych, na jednym z jego wyjść otrzymuje się

sygnał 1Hz. Właściwość ta wykorzystana

jest w owej procedurze, której zadaniem jest

odliczanie w dół od zadanego czasu z kro−

kiem 1s i sygnalizacja gdy osiągnięte zosta−

nie zero (czas minie). Proste – prawda? Je−

szcze jedna informacja odnośnie tajemnicze−

go opóźnienia 100ms w pętli głównej. Otóż

zwłoka ta jest nałożo−

na po to, by:

1 − zbyt często nie aktualizować wyświetlacza

(możliwy efekt mrugania lub pływania te−

kstu),

2 − zbyt często nie zapisywać do rejestrów

kontrolnych RTC informacji o chęci pobra−

nia z niego danych (żywotność EEPROM).

System zasilania został opracowany z my−

ślą o wykorzystaniu zasilacza wtyczkowego

9−12V. Gdy napięcie sieci zaniknie, układ au−

tomatycznie przełączy się na zasilanie bate−

ryjne (D1). Praca z timerem powinna raczej

odbywać się z zasilaczem, gdyż buzzer po−

biera sporo prądu i możliwe jest „wywiesze−

nie się“ programu przy słabszej baterii.

I to byłoby na tyle, jeśli chodzi o opis

działania. Zachęcam do przeanalizowania

listingu, w którym ująłem dużo komentarza

pomocnego przy „rozgryzaniu” programu.

Możliwości zmian...

Wykonując ten projekt, w założeniach mia−

łem zastosować również czujnik AF50 do de−

tekcji ulatniającego się gazu. Ponieważ chwi−

lowo nie zostało to zrealizowane, pozostały

dwa wolne wyprowadzenia procesora do,

właściwie, dowolnego wykorzystania. Są to

P1.0 i P1.1. Najlepiej wykorzystać zalety

układu i wykonać jakiś układ komparacyjny,

jak by to miało miejsce w przypadku czujni−

ka gazu. Możliwe są także inne rozwiązania

w zależności od wyobraźni. Największą jed−

nak przeszkodą jest bardzo mało wolnej pa−

mięci, którą można jeszcze wykorzystać. Je−

śliby użyć układu AT89C4051, sytuacja ra−

dykalnie zmieniłaby się. Dlatego też, gdy tyl−

ko uzyskam dostęp do takiego mikrokontro−

lera, wykonam nowszą wersję oprogramowa−

nia obsługującego albo wspomniany czujnik

gazu, albo cyfrowy termometr DS1820,

a może oba naraz.

Grzegorz Kaczmarek

Wykaz elementów

Rezystory

R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100k

Uwaga! Pliki z programem można ściągnąć

ze strony internetowej EdW

www.edw.com.pl/library/pliki/zegarGK.zip

Ω

REKLAMA . REKLAMA . REKLAMA

Kondensatory

C1−C3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33pF

C4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10nF

Półprzewodniki

U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .AT89C2051

U2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .PCF8583

U3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78L03

D1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4148

Inne

P1−P3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .miikroswiittch

POT1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . .pottencjjomettr 50kA

Q1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .kwarc 11..059

Q2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .zegarkowy

Buzzer

Wyświiettllacz LCD

Elektronika dla Wszystkich

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: