Radioelektronik Audio-HiFi-Video 3/2002

Przedstawiony w artykule

zegar umo¿liwia

odmierzanie czasu

z dok³adnoœci¹

do mikrosekundy

na dobê. Podaje równie¿

datê.

U

k³ad zegara sk³ada siê z na-

stêpuj¹cych bloków funkcjo-

nalnych:

q

jednostki central-

nej CPU _ US1, AT89C2051,

q

zasilacza sieciowego,

q

bufora zasilania awaryjnego,

q

bloku klawiatury,

q

bloku wyœwietlaczy LED.

Odczyt mo¿na prze³¹czaæ miêdzy godzin¹

i dat¹. Godzina jest wyœwietlana w systemie

24-godzinnym, wraz z minutami i sekunda-

mi. Wskazanie wyœwietlaczy pracuj¹cych

sekwencyjnie jest aktualizowane co 1 s.

Pracê zegara sygnalizuj¹ migocz¹ce z czê-

stotliwoœci¹ 1 Hz kropki przy mniej znacz¹-

cych cyfrach godzin, minut i sekund. Aktu-

alna data jest wyœwietlana w postaci dwóch

ostatnich cyfr roku oraz dwóch cyfr aktual-

nego miesi¹ca i dnia. Prze³¹czanie miêdzy

trybami wyœwietlania daty i czasu oraz usta-

wianie zegara odbywa siê za pomoc¹

dwóch przycisków klawiatury.

Opis dzia³ania

Schemat zegara przedstawiono na rys. 1.

Do odmierzania czasu wykorzystano prze-

MIKROPROCESOROWY

ZEGAR KWARCOWY

rwanie pochodz¹ce od licznika T0 znajdu-

j¹cego siê wewn¹trz mikroprocesora. We-

ktor obs³ugi przerwania jest umieszczony

w pamiêci flash ROM mikroprocesora pod

adresem OB hex. Przerwanie jest wywo³y-

wane co 50 ms. Wynika z tego, ¿e mikropro-

cesor obs³uguje w ci¹gu sekundy 20 prze-

rwañ przychodz¹cych od licznika T0,

z których ka¿de modyfikuje odpowiednio

rejestry TH0 i TL0 licznika T0 w celu odlicze-

nia kolejnych 50 ms oraz aktualizuje zade-

klarowane w programie liczniki pomocni-

cze, dziêki którym nastêpuje zliczanie se-

kund, minut, godzin, dni miesi¹ca, kolej-

nych miesiêcy i lat. Licznik T0 liczy cykle ma-

szynowe mikroprocesora, których d³ugoœæ

jest równa 1

µ

s.

D³ugoœæ cyklu maszynowego jest równa 12

taktom zegara pracuj¹cego z czêstotliwoœci¹

kwarcu 12 MHz. Pojedyñczy cykl maszyno-

wy jest najkrótszym odcinkiem czasu, z do-

k³adnoœci¹ do którego mo¿na ustawiæ pra-

cê zegara. Przy pierwszym w³¹czeniu zega-

ra do sieci lub po jego zresetowaniu, urz¹-

dzenie ustawia siê do odmierzania czasu

pocz¹wszy od wartoœci 00.00.00, natomiast

data zostaje ustawiona na 00.01.01.

Do odczytu daty i czasu s³u¿¹ wyœwietlacze

LED ze wspóln¹ anod¹, sterowane sekwen-

cyjnie przez odpowiednie wyprowadzenia

portu P3 mikroprocesora za pomoc¹ tranzy-

storów T1

÷

T6. Kod wyœwietlanej w danym

momencie cyfry na jednym z wyœwietlaczy

jest doprowadzany przez CPU za pomoc¹

portu P1 mikroprocesora. Maksymalna war-

toœæ pr¹du, jaki mo¿e pop³yn¹æ przez seg-

r

Z PRAKTYKI

12

menty wyœwietlaczy, jest ograniczona przez

rezystory R9

÷

R16. Ustawienia aktualnej da-

ty i czasu oraz prze³¹czanie miêdzy dat¹

i czasem dokonuje siê za pomoc¹ przyci-

sków SW1 i SW2. Pozosta³e dwa przyciski

s¹ niewykorzystane i zosta³y przewidziane je-

dynie jako opcja dla Czytelników, którzy ze-

chc¹ w³asnorêcznie rozbudowaæ program

obs³ugi. Podobn¹ opcjê stanowi przewidzia-

ny w konstrukcji brzêczyk, który montuje siê

jedynie w przypadku, gdy ktoœ zamierza

rozbudowaæ dostarczony przez autora tego

artyku³u program o funkcjê budzika.

Do zasilania zegara s³u¿y prosty zasilacz

sieciowy, dostarczaj¹cy napiêcia stabilizowa-

nego +5 V. W zasilaczu znajduj¹ siê ele-

menty TS1, D1

÷

D4, stabilizator US2 i kon-

densatory C1, C2, C5, C6. Na wypadek za-

niku napiêcia zasilaj¹cego przewidziano pro-

sty bufor podtrzymuj¹cy pracê zegara z³o¿o-

ny z diod D5, D6, akumulatora ACCU i rezy-

stora R1, za pomoc¹ którego akumulator

jest do³adowywany w trakcie normalnej pra-

cy zegara. W chwili wyst¹pienia zaniku na-

piêcia sieci, wyœwietlacze zostaj¹ wygaszo-

ne, lecz praca mikroprocesora jest dalej

podtrzymana dziêki napiêciu z akumulatora.

Nie ma zatem koniecznoœci ka¿dorazowego

ustawiania daty i czasu po zaniku napiêcia.

Monta¿ i uruchomienie

Monta¿ zegara rozpoczynamy od wykonania

p³ytek drukowanych przedstawionych na rys.

2 i 4 oraz od dobrania odpowiedniej obudo-

wy z tworzywa, któr¹ nale¿y kupiæ w sklepie

Rys. 1. Schemat zegara kwarcowego

13

z czêœciami RTV. Przednia p³ytka obudowy

powinna byæ wykonana z przezroczystego

tworzywa w kolorze œwiecenia wyœwietlaczy

(np. czerwone). W p³ytkach wiercimy wszy-

stkie otwory, a nastêpnie montujemy wszyst-

kie zwory oznaczone na schematach monta-

¿owych jako ZW. Elementy elektroniczne

nale¿y wmontowaæ zgodnie z rozmieszcze-

niem przedstawionym na rysunkach 3 i 5.

W miejscu mikroprocesora montujemy pod-

stawkê, w któr¹ w³o¿ymy potem zaprogramo-

wany uk³ad. Zastosowano wyœwietlacze ze

wspóln¹ anod¹ typu MAN6610, œwiec¹ce

pomarañczowo. Mo¿na jednak zastosowaæ

inne podobne wyœwietlacze o takim samym

rozk³adzie wyprowadzeñ.

Zmontowane p³ytki z podzespo³ami nale¿y

umieœciæ w obudowie i po³¹czyæ przewoda-

mi monta¿owymi. Na obydwu p³ytkach znaj-

duj¹ siê punkty lutownicze z odpowiadaj¹-

cymi sobie indeksami. Nale¿y je odszukaæ

na schematach monta¿owych i po³¹czyæ

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 3/2002

razem kontroluj¹c poprawnoœæ po³¹czenia

wed³ug schematu.

Teraz przychodzi kolej na zaprogramowa-

nie mikroprocesora. Nale¿y pobraæ z Interne-

tu program obs³ugi zegara. Program ten jest

dostêpny bezp³atnie pod adresem

http://bc107.republika.pl/ lub na redakcyjnej

witrynie pod adresem http://www.radioelektro-

nik.pl/. W celu zaprogramowania mikroproce-

sora mo¿na pos³u¿yæ siê programatorem

opisanym w ReAV nr 7 i 8/2001. Teraz mo-

¿emy wmontowaæ zaprogramowany uk³ad

w podstawkê. Je¿eli w trakcie monta¿u zega-

ra i programowania nie pope³niliœmy ¿adne-

go b³êdu to ca³oœæ powinna dzia³aæ od razu

po w³¹czeniu napiêcia zasilaj¹cego.

Uwagi koñcowe

Dostarczony przez autora artyku³u program

obs³ugi zawiera po skompilowaniu 1219

bajtów kodu wynikowego. Pozostaje wiêc je-

szcze 829 bajtów niewykorzystanej prze-

strzeni flash ROM uk³adu 2051. Mo¿na za-

tem pokusiæ siê o rozbudowanie we w³a-

snym zakresie programu steruj¹cego ze-

garem. Istnieje co najmniej kilka ró¿nych

mo¿liwoœci. Jedn¹ z nich jest opracowanie

prze³¹czania wyœwietlania czasu w systemie

zarówno 24-godzinnym jak i 12-godzinnym.

Inn¹ mo¿liwoœci¹ jest wykorzystanie przewi-

dzianego w uk³adzie brzêczyka do sygnali-

zacji okreœlonej godziny (budzik) lub do

sygnalizacji up³ywu okreœlonego czasu

(timer). Zegar ma wbudowany kalendarz.

Rys. 2. P³ytka drukowana zegara (skala 1:1)

Rys. 4. P³ytka drukowana wyœwietlaczy (skala 1:1)

Rys. 3. Rozmieszczenie elementów na p³ytce

drukowanej zegara

Jednak kalendarz ten jest obarczony b³êdem

w latach przestêpnych, kiedy luty na 29

a nie 28 dni jak w latach zwyk³ych. Aby

w latach przestêpnych dni lutego by³y li-

czone do 29 a nie do 28, nale¿y dokonaæ

modyfikacji programu steruj¹cego tak, aby

wykorzystuj¹c zadeklarowan¹ w programie

tablicê lat przestêpnych odczytywaæ w roku

przestêpnym odpowiedni zadeklarowany

kod z tablicy zawieraj¹cej liczbê dni dla da-

nego miesi¹ca. Adekwatne tablice ze sta³y-

mi ju¿ istniej¹ w programie, wystarczy wiêc

je¿eli bardziej dociekliwi Czytelnicy odpowie-

dnio je wykorzystaj¹, wprowadzaj¹c drobne

modyfikacje do programu obs³ugi zegara.

Je¿eli w trakcie u¿ytkowania zegara oka¿e

siê, ¿e u¿yty rezonator nie ma czêstotliwo-

œci dok³adnie 12 MHz, to b³¹d ten mo¿emy

skorygowaæ przez odpowiedni¹ zmianê sta-

³ych zadeklarowanych w programie jako

LOW EQU 0AFH hex i HIGH EQU 03CH

hex. Sta³e te okreœlaj¹ czas miêdzy kolejny-

mi wywo³aniami przerwania pochodz¹ce-

go od licznika T0. Koryguj¹c je mo¿na do-

prowadziæ do szybszej lub wolniejszej pra-

cy zegara. Przy odpowiedniej wprawie mo¿-

na skorygowaæ zegar tak, ¿e b³¹d dobowy

nie bêdzie przekracza³ jednego cyklu ma-

szynowego, co odpowiada 1

µ

s dla rezona-

tora 12 MHz. Pocz¹tkowe sta³e zosta³y za-

deklarowane przez autora tak, ¿e licznik

zg³asza przerwanie co 50 000 cykli maszy-

nowych, co odpowiada czasowi 50 ms. Je-

¿eli wiêc kwarc jest dok³adny, to jakiekolwiek

korekcje nie bêd¹ potrzebne.

n

Mariusz Janikowski

Bc107

@

priv2.onet.pl

Rys. 5. Rozmieszczenie elementów na p³ytce drukowanej wyœwietlaczy

r

14

Z PRAKTYKI

Radioelektronik Audio-HiFi-Video 3/2002

W³odzimierz Zieniutycz

ANTENY. PODSTAWY POLOWE

Wydawnictwa Komunikacji i £¹cz-

noœci. Warszawa 2001, stron 121

Kolejna z licznie ostatnio siê ukazuj¹cych ksi¹¿ek

o antenach, ale zupe³nie od nich inna. O ile wiêk-

szoœæ ksi¹¿ek dotychczas opublikowanych by³a

przeznaczona do u¿ytku bardziej powszechnego,

ta jest adresowana do in¿ynierów i studentów tele-

komunikacji i sponsorowana przez Przemys³owy In-

stytut Telekomunikacji oraz Wydzia³ Elektroniki i In-

formatyki Politechniki Gdañskiej. W praktyce jest to

wiêc podrêcznik akademicki i to na wysokim pozio-

mie. Ponadto, ksi¹¿ka jest niedu¿a. Ma³a objêtoœæ

wcale nie wynika z pobie¿nego potraktowania te-

matyki, a wrêcz przeciwnie _ potraktowania bardzo

specyficznego. S¹ to podstawowe zagadnienia te-

orii anten mikrofalowych w ujêciu polowym, ilustro-

wane odpowiednimi przyk³adami.

Ksi¹¿ka sk³ada siê z szeœciu rozdzia³ów. Pierw-

szy to przegl¹d i definicje podstawowych parame-

trów anten, drugi _ przegl¹d metod analitycz-

nych, stosowanych przy rozwi¹zywaniu typo-

wych zagadnieñ techniki antenowej, trzeci jest po-

œwiêcony wykorzystaniu potencja³ów wektoro-

Przegl¹d wydawnictw

wych do badania pola w strefie dalekiej (któr¹ zde-

finiowano w rozdz. 2). W rozdziale 4 uwagê sku-

piono na strefie bliskiej anteny oraz na teore-

tycznym i eksperymentalnym okreœlaniu charak-

terystyk promieniowana anten aperturowych.

W rozdziale 5 zaœ omówiono wybrane zagadnie-

nia z zakresu nowoczesnych szyków anteno-

wych liniowych i planarnych. Z tym ostatnim za-

gadnieniem ma³o kto _ poza fachowcami z bran-

¿y _ zetkn¹³ siê, a jest to wynik opanowania

techniki hybrydowych, mikrofalowych uk³adów

scalonych, które umo¿liwi³y budowê szyków atrak-

cyjnych pod wzglêdem kosztów i parametrów

(”szyk” to regularne rozmieszczenie w przestrze-

ni dyskretnych, jednakowych Ÿróde³ promieniuj¹-

cych, rozwijaj¹ce siê ostatnio w kierunku rozwi¹-

zañ ”inteligentnych”, z adaptacyjnym kszta³to-

waniem charakterystyk).

W rozdziale 6 omówiono wybrane zagadnienia

projektowania anten i szyków antenowych, a wy-

brane procedury projektowania zilustrowano przy-

k³adami.

Takich ksi¹¿ek jeszcze nie by³o. Wreszcie studen-

ci i projektanci dostali coœ lepszego ni¿ odnoœniki do

literatury a w najlepszym razie skrypt. Atrzy strony

spisu literatury te¿ bêd¹ im bardzo pomocne.

Ksi¹¿ka jest dostêpna w ksiêgarniach, a tak¿e

w sprzeda¿y wysy³kowej: WK£, 02-546 Warszawa,

ul. Kazimierzowska 52, tel./fax [phone],

(0-22) 849 27 51 w. 555, e-mail: wkl

@

wkl.com.pl ;

http://www.wkl.com.pl

(lk)