Конструкции на pic16f628a. Схема электронных часов на pic16f628a - устройства на мк - radio-bes - электроника для дома

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:

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.

Данное устройство представляет из себя обычные электронные часы с будильником, но управляются они с пульта дистанционного управления на ИК лучах. Часы реализованы программно, индикация динамическая. В схеме предусмотрено резервное питание, на случай отключения эл.энергии. Будильник реализован на простой "пищалке" с встроенным генератором - buzzer.

Пульт управления реализован на микроконтроллере PIC12F629. Питается пульт от обычной батарейки для материнской платы компьютеров. Если не нажата ниодна из кнопок - микроконтроллер находится в режиме SLEEP и практически не потребляет тока. Как только кнопка нажата - микроконтроллер "просыпается" и формирует кодовую посылку на ИК светодиод.

При включении питания на дислей выводится текущее время, двоеточие мигает. Если нажать кнопку CLOCK диплей покажет время на которое установлен будильник (двоеточие не мигает), либо --:-- , если будильник выключен. Повторное нажатие на кнопку CLOCK, или через 6 секунд - девайс будет опять отображать текущее время. Нажатие кнопки COR переводит устройство в режим коррекции часов, если в данный момент индицируются часы; либо в режим установки будильника, если на дисплее отображается будильник. Первое нажатие - мигают часы, кнопкой +1 устанавливаются часы, второе нажатие кнопки COR - мигают минуты - кнопкой +1 устанавливаются минуты, третье нажатие - выход из режима коррекции часов (или будильника). Если корректируется время будильника - то он автоматически включается.

Когда дисплей индицирует время установки будильника (включается кнопкой CLOCK) - нажатие кнопки +1 включает, а повторное нажатие выключает будильник, дисплей, соответственно, показывает время установки будильника или --:-- (двоеточие не мигает). Если будильник выключен, то время его установки не сбрасывается.

В режиме индикации часов (двоеточие мигает) - нажатие кнопки +1 - переводит часы в "ночной" режим - в этом режиме индикатор полностью гаснет и мигает только двоеточие, что снижает энергопотребление и не создает лишней ночной подсветки. При этом нажатие любой кнопки на пульте, а также срабатывание - выводит часы из ночного режима.

Если сработал будильник - звучит звуковой сигнал в течение одной минуты, все цифры на дислее мигают. Нажатие любой кнопки на пульте управления выключают будильник (не сбрасывая времени его установки).

Для резервного питания часов, также как и в пульте управления, использована батарейка от материнской платы компьютера. Ее напряжение 3V, поэтому микроконтроллер в часах нужно применить низковольтный - PIC16LF628A. Если же применить батарейку с напряжением более 3,6V то подойдет и обычный PIC16F628A. Ну и совсем идеальный вариант - применить микроконтроллер с технолигией NANOWATT - PIC16F819 (Внимание! для этого микроконтроллера используется другая прошивка).

Вот еще один образец лабораторного оборудования — LC метр. Данный режим измерения, особенно замер L практически невозможно найти в дешевых заводских мультиметрах.

Схема данного LС метра на микроконтроллере была взята с сайта www.sites.google.com/site/vk3bhr/home/index2-html. Прибор построен на PIC микроконтроллере 16F628A, и так как я недавно приобрел программатор PIC, я решил испытать его это с помощью этого проекта.

Я убрал регулятор 7805, так как решил использовать зарядное устройство на 5 вольт от сотового телефона.

В схеме подстроичный резистор на 5 кОм, но на самом деле я поставил 10 кОм, согласно datasheet на приобретенный LCD модуль.
Все три конденсаторы 10 мкФ танталовые. Необходимо заметить что конденсатор C7 – 100мкФ на самом деле 1000мкФ.
Два конденсатора по 1000пФ конденсаторы styroflex с допустимым отклонением в 1%, индуктивная катушка 82мкГн.

Общий ток потребления с подсветкой составляет около 30мА.
Резистор R11 ограничивает ток подсветки и должен быть рассчитан в соответствии с фактически используемым LCD-модулем.

Я использовал оригинальный рисунок печатной платы в качестве отправной точки и изменил его под имеющиеся у меня компоненты.
Вот результат:

Последние две фотографии показывают LC метр в действии. На первом из них измерение емкости конденсатора 1нФ с отклонением 1%, а на втором — индуктивность 22мкГн с отклонением в 10%. Устройство очень чувствительно – то есть, с неподключенным конденсатором он показывает емкость порядка 3-5 пФ, но это устраняется путем калибровки.

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