Ébresztőóra atmega32 mikrovezérlővel

Ebben a projektben egy egyszerű ébresztőórát fogunk megtervezni ATMEGA32 időzítők segítségével. Az ATmega32A mikrovezérlő 16 bites időzítővel rendelkezik, és ezt az időzítőt használjuk a másodpercek számolásához és egy digitális óra fejlesztéséhez.

Az összes digitális órában van egy kristály, amely az óra szíve. Ez a kristály nemcsak az órában van jelen, hanem minden számítástechnikai valós idejű rendszerben. Ez a kristály óraimpulzusokat generál, amelyekre az időzítés számításához van szükség. Bár van néhány más módszer is az óraimpulzusok megszerzésére, de a pontosság és a magasabb frekvencia érdekében a kristályalapú órát részesítik előnyben. Csatlakoztatunk egy kristályt az ATMEGA32-hez a pontos óra érdekében.

Szükséges alkatrészek

Hardver: ATmega32 mikrovezérlő, 11.0592MHz kristály, 22pF kondenzátor (2 db), tápegység (5v), AVR-ISP PROGRAMMER, JHD_162ALCD (16x2 LCD), 100uF kondenzátor (a tápegységen keresztül csatlakoztatva), gombok (négy darab), 10KΩ ellenállás (hat darab), 100nF kapacitású r (négy darab), három tűs kapcsoló (2 db), 2N2222 tranzisztor, hangjelző, 200Ω ellenállás.

Szoftver: Atmel studio 6.1, progisp vagy flash magic.

Áramköri ábra és működési magyarázat

A pontos időzítés érdekében egy 11,0592 MHz-es kristályt csatlakoztattunk az órához. Az ATMEGA belső órájának kikapcsolásához meg kell változtatnunk a LOW FUSE BIT-eket. Ne feledje, hogy nem nyúlunk a magas biztosíték bitekhez, így a JTAG kommunikáció továbbra is engedélyezve lenne.

Be kell állítanunk az ATMEGA-t, hogy kapcsolja ki a belső órát, és működjön a külsőn:

ALACSONY HASZNÁLAT BYTE = 0xFF vagy 0b11111111.

Az ATMEGA32 PORTB áramkörében az LCD adatátviteli port csatlakozik. Itt nem szabad elfelejteni letiltani a JTAG kommunikációt az ATMEGA PORTC-jában a nagy biztosítékú bájtok megváltoztatásával, ha a PORTC-ot normál kommunikációs portként akarja használni. A 16x2 LCD-ben 16 érintkező van, ha fekete a fény, ha nincs háttérvilágítás, akkor 14 tű lesz. A hátsó lámpa csapjai bekapcsolhatók, vagy elhagyhatók. Most a 14 csapok vannak 8 adatok csapok (7-14 vagy D0-D7), 2 tápegység csapok (1 & 2 vagy VSS & VDD vagy GND & + 5V), 3 ^rd pin kontraszt vezérlő (VEE-kontrollok milyen vastag a karaktereket kell lennie ábra), és 3 vezérlőcsap (RS & RW & E)

Az áramkörben megfigyelheti, hogy csak két vezérlőtűt vettem. Ez rugalmasságot biztosít a jobb megértéshez, a kontrasztbitet és a READ / WRITE-t nem használják gyakran, így testzárlat lehet. Ez az LCD-t a legnagyobb kontrasztú és olvasási módba helyezi. Csak az ENABLE és RS csapokat kell vezérelnünk, hogy a karaktereket és az adatokat ennek megfelelően küldhessük el.

Az LCD-hez kapcsolódó csatlakozások az alábbiak:

PIN1 vagy VSS a földre

PIN2 vagy VDD vagy VCC + 5v teljesítményig

PIN3 vagy VEE földelés (a legjobb kontrasztot nyújtja a kezdőknek)

PIN4 vagy RS (Register Selection) az uC PD6-jához

PIN5 vagy RW (olvasás / írás) a földre (az LCD-t olvasási módba állítja, megkönnyíti a kommunikációt a felhasználó számára)

PIN6 vagy E (engedélyezés) az uC PD5-ére

PIN7 vagy D0 - PB0 az uC-nél

PIN8 vagy D1 - PB1 az uC-nél

PIN9 vagy D2 - PB2 az uC-től

Az uC PIN10 vagy D3 - PB3

PIN11 vagy D4 - PB4 az uC-nél

PIN12 vagy D5 - PB5 az uC-től

PIN13 vagy D6 - PB6 az uC-től

PIN14 vagy D7 - PB7 az uC-től

Az áramkörben látható, hogy 8 bites kommunikációt (D0-D7) használtunk, de ez nem kötelező, használhatunk 4 bites kommunikációt (D4-D7), de a 4 bites kommunikációs program kissé összetetté válik. Tehát, amint a fenti táblázat mutatja, 10 érintkezõ LCD-t csatlakoztatunk a vezérlõhöz, amelyben 8 érintkezõ adat és 2 érintkezõ a vezérléshez.

Az egyik kapcsoló a riasztás és az idő közötti beállítási funkció engedélyezésére szolgál. Ha a tű alacsony, a gombok megnyomásával beállíthatjuk a riasztási időt. Ha a magas gombjai csak a TIME beállítására szolgálnak. NÉGY gomb van itt, először MINUTES lépésenként, riasztás vagy idő esetén. A második a percek csökkentése riasztás vagy idő esetén. A harmadik a HOUR növelésére szolgál riasztásban vagy időben. A NEGYEDIK a HOURS csökkentésére szolgál riasztás vagy idő szerint.

Az itt található kondenzátorok a gombok pattogó hatásának semmissé tételére szolgálnak. Ha eltávolítják őket, akkor a vezérlő a gomb minden egyes megnyomásakor többet is számlálhat. A csapokhoz kapcsolt ellenállások az áram korlátozására szolgálnak, amikor a gombot megnyomják a csap földre húzásához.

Amikor egy gombot megnyomnak, a vezérlő megfelelő csapja lehúzódik a földre, és így a vezérlő felismeri, hogy bizonyos gombot megnyomtak és a megfelelő műveletet végrehajtották.

Először is, az itt választott óra 11059200 Hz, 1024-vel elosztva 10800-at kapunk. Tehát minden másodpercre 10800 impulzust kapunk. Tehát elindítunk egy számlálót egy 1024 előmérővel, hogy a számláló órája 10800 Hz legyen. Másodszor az ATMEGA CTC (Clear Timer Counter) módját fogjuk használni. Lesz egy 16 bites regiszter, ahol tárolhatunk egy értéket (összehasonlító érték), amikor a számláló az összehasonlítás értékéig számít, amelyet egy megszakítás generál.

Az összehasonlítási értéket 10800-ra fogjuk állítani, így alapvetően minden másodpercben lesz egy ISR (Interrupt Service Routine minden összehasonlításban). Tehát ezt az időszerű rutint fogjuk használni a kívánt óra megszerzéséhez.

BARNA (WGM10-WGM13): Ezek a bitek az időzítő működési módjának kiválasztására szolgálnak.

Mivel az OCR1A bájtban a CTC módot akarjuk összehasonlítani, csak a WGM12-et kell beállítanunk, a maradék marad, mivel alapértelmezés szerint nulla.

VÖRÖS (CS10, CS11, CS12): Ez a három bit az előkalar kiválasztására és a megfelelő számlálóóra megszerzésére szolgál.

Mivel egy 1024-et akarunk előskálázni, be kell állítanunk mind a CS12, mind a CS10 értéket.

Most van egy másik regiszter, amelyet figyelembe kell vennünk:

ZÖLD (OCIE1A): Ezt a bitet be kell állítani, hogy megszakítást kapjunk a számláló és az általunk beállított OCR1A érték (10800) közötti összehasonlításhoz.

Az OCR1A érték (számláló összehasonlító értéke) a fenti regiszterbe van írva.

Programozási magyarázat

Az ébresztőóra működését lépésről lépésre magyarázzák az alábbi kódban:

#include // fejléc az adatáramlás vezérlésének engedélyezéséhez a csapok felett #define F_CPU 1000000 // megmondja a vezérlő kristály frekvenciáját // fejléc a késleltetési funkció engedélyezéséhez a #define E 5 programban // az „enable” név megadása a PORTD ^ötödik tűjéhez, mivel az LCD-hez csatlakozik az #define RS 6 engedélyező tűhöz // a „registerselection” név adása 6- ^igpin of PORTD, mivel csatlakozik az LCD RS-hez pin void send_a_command (unsigned char command); void send_a_character (aláíratlan karakter); void send_a_string (char * karakterlánc_ karakterei); ISR (TIMER1_COMPA_vect); static volatile int SEC = 0; // egész memória lefoglalása másodpercek tárolására static volatile int MIN = 0; // egész memória lefoglalása percek tárolására static volatile int HOU = 0; // egész memória allokálása órák int main (void) tárolására {DDRA = 0b11000000; // csak az a port pin7-es és pin8-as kimenete DDRD = 0xFF; _delay_ms (50); // 50 ms késleltetést ad meg DDRB = 00FF; // B portot veszünk kimenetnek. TCCR1B - = (1 < th pozíció, ha (bit_is_set (PINA, 4)) // ha a kapcsoló az IDŐ beállítására van beállítva {if (bit_is_clear (PINA, 0)) // 1 gombot megnyomjuk {ha (MIN <60) {MIN ++; // ha perc a TIME értéke 60-nál kevesebb, mint egy késés_ ms (220); } if (MIN == 60) {if (HOU <24) {HOU ++; // ha a TIME perc = 60 a gomb lenyomásakor // és a TIME órája kevesebb, mint 24, az óránkénti lépések. } MIN = 0; // ha a TIME = 60 perc, állítsa vissza nullára _ késés_ ms (220); }} if (bit_is_clear (PINA, 1)) {if (MIN> 0) {MIN--; // ha megnyomja a második gombot, és a TIME perce // nagyobb, mint nulla, akkor csökkentse a perceket egy _delay_ms (220) értékkel; }} if (bit_is_clear (PINA, 2)) {if (HOU <24) {HOU ++; // ha megnyomjuk a harmadik gombot, és a TIME órája kevesebb, mint 24, akkor növeljük az órát egy eggyel: _delay_ms (220); ha (HOU == 24) {HOU = 0; // ha a TIME órája egyenlő 24-vel,TIME óra visszaállítása}} if (bit_is_clear (PINA, 3)) {if (HOU> 0) {HOU -; // ha megnyomják a negyedik gombot és a TIME órája // nagyobb, mint ZERO, csökkentse az órát eggyel késedelem_ms (220); }}} if (bit_is_clear (PINA, 4)) // ha a riasztás beállítása be van állítva {if (bit_is_clear (PINA, 0)) {if (ALMIN <60) {ALMIN ++; késedelem_ms (220); } if (ALMIN == 60) {if (ALHOU <24) {ALHOU ++; } ALMIN = 0; késedelem_ms (220); }} if (bit_is_clear (PINA, 1)) {if (ALMIN> 0) {ALMIN--; késedelem_ms (220); }} if (bit_is_clear (PINA, 2)) {if (ALHOU <24) {ALHOU ++; } _ késedelem_ms (220); ha (ALHOU == 24) {ALHOU = 0; }} if (bit_is_clear (PINA, 3)) {if (ALHOU> 0) {ALHOU--; késedelem_ms (220); }}}}} // Minden a fentiekben leírtak szerint történik a TIME ISR (TIMER1_COMPA_vect) // ciklusnál, amelyet a számláló összehasonlító mérkőzésen kell végrehajtani {if (SEC <60) {SEC ++; } if (SEC == 60) {if (MIN <60) {MIN ++;} SEC = 0; } if (MIN == 60) {if (HOU <24) {HOU ++; } MIN = 0; } if (HOU == 24) {HOU = 0; }} void send_a_command (aláíratlan karakterparancs) {PORTA = parancs; PORTD & = ~ (1 < 0) {send_a_jellem (* karakterlánc_ karakterei ++); }}