P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W
Dział "Projekty Czytelników" zawiera opisy projektów nadesłanych do redakcji EP przez Czytelników. Redakcja nie bierze
odpowiedzialności za prawidłowe działanie opisywanych układów, gdyż nie testujemy ich laboratoryjnie, chociaż sprawdzamy
poprawność konstrukcji.
Prosimy o nadsyłanie własnych projektów z modelami (do zwrotu). Do artykułu należy dołączyć podpisane oświadczenie, że
artykuł jest własnym opracowaniem autora i nie był dotychczas nigdzie publikowany. Honorarium za publikację
w tym dziale wynosi 200,- zł (brutto) za 1 stronę w EP. Przysyłanych tekstów nie zwracamy. Redakcja zastrzega sobie prawo
do dokonywania skrótów.
Cyfrowy zegar sterujÄ…cy DCC-51
Przedstawiony
Projekt
w artykule zegar
sterujÄ…cy jest uniwersalnÄ…
aplikacjÄ… mikrokomputera
052
jednoukładowego Intel
8051 i moÅ‚e znaleüĘ
wiele zastosowaÒ. Program
8051z zewnÍtrznÄ… pamiÍciÄ…
sterujÄ…cy w podstawowej
programu, rozbudowana
wersji obejmuje: 24- o układ generatora akus-
godzinny zegar, 9- tycznego (U4, C3, R1, P1)
oraz zmodyfikowany układ
godzinny timer, kalendarz
oscylatora (Xtal, C4, Cx).
oraz 3 niezalełne
Generatorakustyczny pracu-
budziki. Układ sterujący
je w układzie multiwibrato-
zegara pozostawia do
ra zbudowanego z bramek
wykorzystania dodatkowo
B2, B3, B4 i elementÛw C3,
6 wolnych linii wejścia-
R1, P1, kluczowanego syg-
wyjścia, 2 klawisze
nałem z wyjścia P3.1 ukła-
sterujÄ…ce, dwie diody
du U1. Bramka B1 pełni
sygnalizacyjne oraz ok.
funkcjÍ bufora i odwraca
6kB wolnej pamiÍci
sygnał wyjściowy sterujący
programu.
wzmacniaczem sygnału
akustycznego zbudowanym
z elementÛw R3, T1, Bz.
OdwrÛcenie sygnaÅ‚u powo-
duje, Å‚e przy nieaktywnym
generatorze (brak alarmu),
a wiÍc przez wiÍkszośĘ cza-
Opis urządzenia - 3 niezalełne budziki; su pracy zegara, tranzystor
UrzÄ…dzenie ma budowÍ - 4 wyjÅ›cia sterujÄ…ce. T1 pozostaje wyÅ‚Ä…czony, co
moduÅ‚owÄ… (rys. 1) i skÅ‚ada Do budowy podstawowej ogranicza pobÛr prÄ…du
siÍ z trzech poÅ‚Ä…czonych ze wersji wykorzystano: przez caÅ‚e urzÄ…dzenie oraz
sobÄ… blokÛw. GÅ‚Ûwnym - 2kB pamiÍci EPROM chroni go przed przegrza-
i podstawowym skÅ‚adni- z dostÍpnych 8kB; niem, gdyÅ‚ aby uzyskaĘ du-
kiem urzÄ…dzenia jest Mo- - 10 linii we/wy Å‚e natÍÅ‚enie düwiÍku, przy
duÅ‚ sterujÄ…cy (MS), ktÛrego z 16 dostÍpnych; stosunkowo niewielkim na-
zadaniem jest sterowanie - 4 klawisze sterujÄ…ce piÍciu (+5V) i maÅ‚ych wy-
wszystkimielementamisys- z 6 dostÍpnych; miarach buzzera (Bz), ten
temu. Interfejsem od strony - 4 diody LED z 6 dostÍp- ostatni zostaÅ‚ wÅ‚Ä…czony bez-
uÅ‚ytkownika jest Panel in- nych. poÅ›rednio pomiÍdzy szynÍ
formacyjny (PI), za pomocÄ… Jak widaĘ z powyÅ‚szego zasilania (Vcc), a masÍ
ktÛrego uÅ‚ytkownik wpro- zestawienia, zegar zostaÅ‚ (GND), za poÅ›rednictwem
wadza informacje i otrzy- przygotowany do rozbudo- kolektora T1.
muje je od systemu. Oby- wy, ktÛrej moÅ‚na dokonaĘ PoniewaÅ‚ pomimo bar-
dwa moduÅ‚y poÅ‚Ä…czono bez ingerencji sprzÍtowej dzo duÅ‚ej dokÅ‚adnoÅ›ci, kaÅ‚-
taśmą wieloprzewodową. w urządzenie (wyjątek sta- dy oscylator jest obarczony
Trzecim moduÅ‚em jest zasi- nowi jedynie program, ktÛry pewnym bÅ‚Ídem, ktÛry za-
lacz (Z), nie opisany tutaj. naleÅ‚y uzupeÅ‚niĘ lub zmo- leÅ‚y od wielu czynnikÛw
Poniewał zegar DCC-51 dyfikowaĘ zgodnie z włas- (m.in. środowiska pracy,
skonstruowano jako nie- nymi potrzebami, o czym temperatury, technologii
wielki system sterujÄ…cy, to bÍdzie mowa w dalszej czÍÅ›- produkcji itp.) naleÅ‚aÅ‚o roz-
takie rozproszone rozwiąza- ci artykułu). budowaĘ układ oscylatora
nie autor uznał za najbar- tak, aby istniała mołliwośĘ
dziej praktyczne. Przedsta- ModuÅ‚ sterujÄ…cy kalibracji tego bÅ‚Ídu. Takie
wiona konfiguracja z pro- Schemat elektryczny Mo- rozwiÄ…zanie przedstawia
gramem w podstawowej dułu sterującego przedsta- schemat elektryczny (Xtal,
wersji obejmuje: wiono na rys. 2. Juł na pier- C4, Cx). Trymer Cx słuły
- 24-godzinny zegar; wszy rzut oka widaĘ, iÅ‚ jest do kalibracji, ktÛrÄ… naleÅ‚y
- 9-godzinny timer; to typowa aplikacja mikro- przeprowadzaĘ w regular-
- kalendarz; komputera jednoukÅ‚adowego nych odstÍpach czasu aÅ‚ do
Elektronika Praktyczna 10/98
83
P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W
Oprogramowanie
Oprogramowanie zegara
zapisane w pamiÍci EPROM
(U3) zajmuje niecałe 2kB
pojemności kostki, co pozo-
stawia ułytkownikowi nie-
co ponad 6kB dla ewentu-
alnejrozbudowy urzÄ…dzenia.
Program w podstawowej
wersjizawiera procedury ob-
sługi zegara, kalendarza, ti-
Rys. 1.
mera oraz budzikÛw, a takÅ‚e
uzyskania odpowiedniej z czÍstotliwoÅ›ciÄ… 500Hz, co dekodera 74347(D1, D2, R6, procedurÍ przerwania TF0,
dokÅ‚adnoÅ›ci. zapobiega migotaniu wy- R7, T3). W przypadku gdy ktÛra zajmuje siÍ obsÅ‚ugÄ…
Układ zerujący (C5, R2) świetlanej informacji. C=1, D=1 układ podaje nis- wyświetlaczy LED, diod
wymusza aktywny poziom Osobnego omÛwienia ki poziom na wejÅ›cie wy- LED, klawiatury oraz sygna-
na wejÅ›ciu RESET proceso- wymaga ukÅ‚ad dekodera ko- gaszania U6 (BI), co powo- Å‚u düwiÍkowego. Rozbudo-
ra w czasie włączenia zasi- du wyświetlanego znaku. duje wyłączenie wyświetla- wy systemu mołna dokonaĘ
lania. Przycisk Kres sÅ‚uÅ‚y Nie zastosowano tu popu- cza. W ten sposÛb znaki poprzez modyfikacjÍ progra-
do restartowania systemu. larnego i przestarzaÅ‚ego o kodach od CH wzwyÅ‚ bÍ- mu podstawowego lub teÅ‚
Wszystkie sygnaÅ‚y nie- zresztÄ… 7447, choĘ ukÅ‚ad dÄ… traktowane jako ìpusty piszÄ…c wÅ‚asny program.
zbÍdne do sterowania pa- poÅ‚Ä…czeÒ panelu pozwala znakî. Znaki o kodach A WersjÍ podstawowÄ… wraz
nelem informacyjnym wraz na to. Zrezygnowano z tego i BH (ì-î, ìEî) sÄ… wykorzys- z listingiem oraz opisem
z zasilaniem są wyprowa- układu poniewał nie wy- tywane przez system. mołna uzyskaĘ u autora ni-
dzone na zÅ‚Ä…cze Z1 i obej- Å›wietla on peÅ‚nych cyfr ì6î PozostaÅ‚e bloki to niejszej publikacji. Warto
mujÄ… caÅ‚y port P1 oraz i ì9î, a po drugie ukÅ‚ad jest wzmacniacz sygnaÅ‚u akus- zaznaczyĘ, iÅ‚ poprzez nie-
dwie linie portu P3 proce- tak starÄ… konstrukcjÄ…, iÅ‚ je- tycznego (R3, T1, Bz) omÛ- wielkie modyfikacje podsta-
sora U1. Do zÅ‚Ä…cza Z2 do- go projektanci nie dbali wiony wczeÅ›niej, obwÛd wowych procedur moÅ‚na
łączono 6 wolnych linii o znaki o kodach powyłej sterujący diodami świecący- uzyskaĘ wiele nowych fun-
portu P3 ułytkownika oraz 9 (czyli szesnastkowo A, B, mi (R4, R5, T2) oraz układ kcji zegara.
zasilanie (4 z tych linii wy- C, D, E, F). PomijajÄ…c to, Å‚e ìdwukropkaî (R8, L1, L2),
korzystuje podstawowy znaki takie mogÄ… byĘ przy- ktÛry nie wymaga komenta- MontaÅ‚
program, ustawiając jedną datne ułytkownikowi przy rza. Rezystory R16 do R23 Obydwa moduły zegara
z nich w stan wysoki rozbudowie systemu, pro- ograniczają prąd wyświetla- zostały wykonane w opar-
w czasie alarmu jednego gram w podstawowej wersji czy i zmiana ich wartości ciu o dwustronne płytki
z budzikÛw lub timera. wymaga znaku ì-î dla ma wpÅ‚yw na jasnośĘ Å›wie- drukowane z przelotkami
WÅ‚aÅ›ciwośĘ tÍ moÅ‚na wy- wskaünika aktywnoÅ›ci (bu- cenia. lub metalizacjÄ… (mozaiki
korzystaĘ lub zmieniĘ przy dzik) oraz czasu
rozbudowie układu). ujemnego (timer).
Tak wiÍc, aby wy-
Panel informacyjny świetlana informa-
Jak wynika ze schematu cja była czytelna
(rys. 3), panel wykorzystuje i estetyczna zasto-
do wyświetlania oraz od- sowano zmodyfiko-
czytu klawiatury metodÍ wany ukÅ‚ad deko-
sterowania multipleksowe- dera 74347, ktÛry
go, co pozwoliło zmniejszyĘ wyświetla pełne
liczbÍ elementÛw oraz linii cyfry ì6î i ì9î,
sterujących panelem. Kałdy a takłe dekoduje
z szeÅ›ciu wyÅ›wietlaczy (po- zestaw znakÛw,
dwÛjne W1..W3) zostaÅ‚ sko- ktÛre moÅ‚na wyko-
jarzony z jednÄ… diodÄ… Å›wie- rzystaĘ (min. ì-î,
cÄ…cÄ… (L3..L8) oraz jednym ìEî, ìAî). Jednak-
z klawiszy (K0..K5). Poda- Å‚e dekoder ten nie
nie na wejścia adresowe de- wyświetla tzw.
kodera U5 adresu (numeru) ìpustego znakuî,
wyÅ›wietlacza (linie ktÛry jest potrzeb-
Z3.8..Z3.10) powoduje uak- ny do wygaszania
tywnienie jednego z 6 ze- wyświetlacza (np.
spoÅ‚Ûw: wyÅ›wietlacz-dioda- przy wyÅ›wietlaniu
klawisz. Teraz moduÅ‚ steru- godziny: ì0,00î za-
jÄ…cy podaje na wejÅ›cia de- miast ì00,00î).
kodera kodu 7-segmentowe- ZaistniaÅ‚a wiÍc
go U6 (linie Z3.3..Z3.6) kod potrzeba uzupeł-
znaku, ktÛry zostanie wy- nienia dekodera
Å›wietlony, a na liniÍ Z3.7 prostym ukÅ‚adem,
poziom logiczny, ktÛry de- ktÛry dla okreÅ›lo-
cyduje o zapaleniu lub zga- nego kodu wyga-
szeniu aktywnej diody oraz szałby wyświet-
testuje liniÍ Z3.11, aby lacz. Tym ukÅ‚adem
określiĘ, czy aktywny kla- jest detektor wy-
wisz zostaÅ‚ wciÅ›niÍty. Pro- krywajÄ…cy wysoki
cedura ta jest powtarzana poziom logiczny
dla kolejnych wyświetlaczy na liniach C i D
Rys. 2.
Elektronika Praktyczna10/98
ElektronikaPraktyczna 2/98
84
P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W
stosowano klawiaturowe
WYKAZ ELEMENTÓW
przyciski membranowe do
Rezystory
druku oraz dodatkową płyt-
kÍ drukowanÄ…, ktÛra jest R1: 8,2k&!
mocowana za pomocÄ…
R2: 300&!
dwÛch tulejek dystanso-
R3, R5, R7..R9: 1k&!
wych nad płytką panela.
R4, R6: 10k&!
ZewnÍtrznÄ… czÍśĘ klawisza
R10-R15: 150&!
stanowi ìgÅ‚Ûwkaî odlana
R16-R23: 100&!
z silikonu, mocowana do
P1: potencjometr montażowy
gÛrnej czÍÅ›ci obudowy.
stojÄ…cy 500&!
Obsługa Kondensatory
Zegar w przedstawionej
C1: 220..470µF/16V
wersji jest obsługiwany za
C2: 100nF
pomocÄ… 4 wielofunkcyjnych
C3: 330nF
klawiszy. Wykorzystano
C4: 22pF
klawisze K5, K4, K3, K2.
C5: 10µF/10V
Znaczenie poszczegÛlnych
Cx: trymer 10..25pF
klawiszy jest nastÍpujÄ…ce:
K5: Półprzewodniki
- kasowanie alarmu;
L1..L2: diody świecące
K4:
L3..L8: prostokÄ…tne diody
- odczyt budzikÛw (wy-
świecące
świetlany przez ok.
T1..T3: BC 237 lub podobne
3 s);
T4..T9: BC 337 lub podobne
- ustawianie godzin;
U1: 80C51 (80C31)
K3:
U2: 74LS373
- odczyt daty;
U3: 27C64 (EPROM
- włączanie/wyłączanie
z programem)
budzika;
- ustawianie minut;
U4: 74LS00
K2:
U5: 7442
- włączenie trybu usta-
U6: 74347
Rys. 3.
wiania (przytrzymaĘ
W1..W3: wyświetlacz LED
Å›cieÅ‚ek przedstawiono na jeÅ›li wystÄ…piÄ… zakÅ‚Ûcenia przez ok. 3 s);
podwójny HA 1182g lub
wkÅ‚adce wewnÄ…trz numeru). lub spadek napiÍcia, nale- - wybÛr ustawiania;
podobne (wspólna anoda)
Rozmieszczenie elementÛw Å‚y zastosowaĘ kondensato- - zakoÒczenie ustawia-
Różne
na pÅ‚ytkach drukowanych ry filtrujÄ…ce i/lub zwiÍkszyĘ nia;
Z1, Z3: listwa goldpin 7x2
przedstawiajÄ… rys. 4 i 5. przekrÛj przewodÛw linii. - przeÅ‚Ä…czanie zegar/ti-
Z2: listwa goldpin 4x2
Montał naleły rozpo- Po takim przygotowaniu mer.
cząĘ od przelotek (jeśli są) naleły połączyĘ ze sobą Tryb ustawiania uzys- Bz: buzzer (bez generatora)
montujÄ…c nastÍpnie pod- obydwie pÅ‚ytki (MS oraz PI) kuje siÍ poprzez naciÅ›niÍ-
Kres: przycisk membranowy
stawki pod układy scalone za pomocą wykonanej cie i przytrzymanie klawi-
do druku
i wyświetlacze oraz elemen- wcześniej linii sterującej, sza K2 przez ok. 3s. Kolej-
K0..K5: przycisk wg opisu
ty bierne. NastÍpnie przy- a do pÅ‚ytki MS doÅ‚Ä…czyĘ za- ne naciÅ›niÍcia klawisza K2
w tekście
gotowujemy przewÛd steru- silanie +5V ze stabilizowa- powodujÄ… wybranie kolej-
2 wtyki IDC 14 zaciskane +
jÄ…cy. Do tego celu naleÅ‚y nego ürÛdÅ‚a o wydajnoÅ›ci nych elementÛw do usta-
przewód wg opisu w tekście
uÅ‚yĘ przewodu taÅ›mowego ok. 500mA. Teraz, korzysta- wiania w nastÍpujÄ…cej ko-
lub okrągłego (x12) oraz jąc z woltomierza, naleły
dwÛch zÅ‚Ä…cz zaciskowych sprawdziĘ polaryzacjÍ
IDC14, ktÛre naleÅ‚y zamo- i wartośĘ napiÍcie zasilania
cowaĘ na koÒcach przewo- na wszystkich podstaw-
du. Najlepszym bÍdzie kach. JeÅ›li wszystkie napiÍ-
przewÛd taÅ›mowy kolorowy cia sÄ… poprawne, naleÅ‚y od-
(nie naleły stosowaĘ prze- łączyĘ zasilanie i zamonto-
wodu przeznaczonego do waĘ układy scalone oraz
złącz zaciskowych, ponie- wyświetlacze w podstaw-
wał jest on drogi i posiada kach. Jeśli montał został
maÅ‚y przekrÛj, co moÅ‚e po- wykonany poprawnie, sys-
wodowaĘ spadek napiÍcia tem startuje od razu i nie
na linii zasilania). Przy wymaga Å‚adnych zabiegÛw
odrobinie umiejÍtnoÅ›ci, regulacyjnych (za wyjÄ…t-
w złączu IDC mołna zacis- kiem kalibracji zegara try-
nąĘ dowolnÄ… taÅ›mÍ, jak merem Cx).
i pojedyncze przewody PÅ‚ytka panelu informa-
kabla okrągłego. Urządzenie cyjnego została wprawdzie
skonstruowane przez autora przygotowana do obudowy
(pracujÄ…ce bezawaryjnie od uniwersalnej typu Z-19,
ponad roku) wykorzystuje lecz nie jest to krytyczna
jako liniÍ sterujÄ…cÄ… taÅ›mÍ sprawa, raczej naleÅ‚y to
12-Å‚yÅ‚owÄ… o przekroju 0,14 traktowaĘ jako propozycjÍ.
mm2 i dÅ‚ugoÅ›ci 5m. Przy Podobnie rzecz ma siÍ
wiÍkszych odlegÅ‚oÅ›ciach, z klawiaturÄ…. W modelu za-
Rys. 4.
Elektronika Praktyczna 10/98
85
P R O J E K T Y C Z Y T E L N I K Ó W
lejności: timer, budzik 1, aktywnośĘ (świecenie ciąg-
budzik 2, budzik 3, data, Å‚e), alarm (pulsowanie) lub
czas. RozpoczÍcie ustawia- tryb ustawiania (pulsowa-
nia określonego elementu nie szybkie). Tryb ustawia-
rozpoczyna zmiana godzi- nia daty i czasu oznacza
ny (K4) lub minuty (K3). pulsowanie, odpowiednio
Od tego momentu klawisz dwÛch (L3, L5) lub trzech
K2 przestaje wybieraĘ usta- (L3, L4, L5) diod świecą-
wiany element i jego naciÅ›- cych.
niÍcie koÒczy tryb ustawia-
nia. Mołliwości rozbudowy
Włączenie i wyłączenie Jak wspomniano na po-
jednego z budzikÛw (bez czÄ…tku, urzÄ…dzenie projek-
zmiany czasu budzenia) towane było z myślą o roz-
uzyskuje siÍ poprzez odczy- budowie. W tym teÅ‚ celu
tanie wybranego budzika autor zastosował układ pa-
(K4) a nastÍpnie naciskanie miÍci programu o pojemnoÅ›-
klawisza (K3), co powoduje ci 8kB, chociał program
zapalanie i gaszenie znaku podstawowy zajmuje ok.
ì-î na pozycji sekund. Wy- 2kB. WÅ‚aÅ›nie wolny obszar
Å›wietlony znak ì-î oznacza tej pamiÍci jest przeznaczo-
wyłączenie budzika, brak ny do rozbudowy lub mo-
znaku jego włączenie. Kla- dyfikacji programu. Podob-
wisz K3 musi byĘ naciska- nie wolne linie portu P3 są
ny w czasie wyświetlania przeznaczone do wykorzys-
czasu budzika (ok.3s). tania we własnych aplika-
W czasie aktywności timera cjach (sterowanie lub roz-
klawiszem K2 mołna prze- budowa systemu). Korzysta-
łączaĘ wyświetlanie czasu jąc z metody modulacji sze-
ujemnego timera i czasu ak- rokości impulsu mołna
tualnego zegara. podłączyĘ do systemu pros-
Jełeli alarm jednego te przetworniki A/C, np. do
z budzikÛw nie zostanie pomiaru temperatury, lub
wyÅ‚Ä…czony klawiszem K5, C/A np. do regulacji natÍ-
Rys. 5.
to zakoÒczy siÍ automa- Å‚enia oÅ›wietlenia. RÛwnieÅ‚
tycznie po 255 s (4,25 Panel informacyjny mołna
min). To samo dotyczy ti- rozszerzyĘ (np. dodaĘ do- Przedstawione rozwiąza-
mera, z tÄ… jednak rÛÅ‚nicÄ…, datkowy podwÛjny wy- nie zegara sterujÄ…cego DCC- CzytelnikÛw zaintereso-
łe alarm trwa 30 s. Kałde- świetlacz, dwie diody oraz 51 umołliwi na pewno rea- wanych kontaktem z auto-
mu z trzech budzikÛw oraz dwa klawisze, bez zwiÍk- lizacjÍ wÅ‚asnych projektÛw rem publikacji prosimy
timerowi jest przyporzÄ…d- szania liczby linii sterujÄ…- przez kaÅ‚dego projektanta o przesyÅ‚anie listÛw na ad-
kowana jedna dioda Å›wie- cych - wolne wyjÅ›cia 6, 7 systemÛw cyfrowych. res redakcji EP.
cÄ…ca (L3..L6), wskazujÄ…ca dekodera U5). Dariusz Kozak
Elektronika Praktyczna10/98
ElektronikaPraktyczna 2/98
86