Юрий Ревич - Занимательная микроэлектроника

Процедура установки часов работает следующим образом. При коротком нажатии на Кн1 возникает прерывание INT1 (процедура по метке INTT1), в котором первым делом проверяется, есть ли сетевое питание (бит 1 регистра Flag, см. далее), иначе и сама установка не требуется. Далее, как обычно, запрещается само прерывание INT1 во избежание дребезга. Разрешается оно в прерывании Timer 1 (см. начало текста процедуры TIM1), которое, как мы уже знаем, происходит каждую секунду. Таким образом время нечувствительности, в течение которого можно отпустить кнопку без последствий (без перескока на произвольный разряд), составляет случайную величину от 0 до 1 с. На самом это не совсем верное решение, и сделано так только для простоты — следовало бы пропустить одну секунду, и только потом разрешать, иначе вероятность дребезга все-таки остается большой.

Далее в прерывании INT1 устанавливается отдельный счетчик разрядов set_up, который будет считать от 1 до 4 (если он больше, то выходим из режима установки), и признак режима установки (бит 0 регистра Flag). Если этот признак установлен, то разряд, соответствующий установленному номеру в счетчике set_up, будет мигать. Это достигается с помощью вспомогательного счетчика count(см. процедуру TIM1по метке CONT_1). В этом же месте программы отслеживается состояние Кн2: если она нажата и удерживается, то каждую секунду происходит увеличение значения выбранного разряда на единицу, в тех пределах, в которых это допускается (для единиц минут — от 0 до 9, для десятков минут — от 0 до 5, для десятков часов — от 0 до 2, причем предел единиц часов зависит от значения десятков), далее значение опять обращается в ноль. Отпустив кнопку Кн2, вы фиксируете установленное значение, а нажав кратковременно на Кн1, переходите к следующему разряду. После прохождения всех разрядов, при последнем (пятом) нажатии Кн1, режим установки отменяется, т. е. бит 0 регистра Flagсбрасывается (см. процедуру по прерыванию INT1).

Немаловажная особенность этой конструкции — то, что во время установки счет времени прекращается (команды rjmp END_TIM1в процедуре TIM1, это было сделано по неопытности, на самом деле там можно было поставить просто reti, но для наглядности я ничего менять не стал), а при выходе из режима установки счетчик секунд устанавливается в состояние 59 (команда ldi sek, 59), т. е. счет сразу же начинается с новой минуты. Окончание установки — довольно важный момент, который можно организовать по-разному, но данный способ самый удобный, т. к. вам достаточно дождаться окончания текущей минуты по образцовым часам, и в этот момент сделать последнее нажатие, выйдя из режима установки, чтобы довольно точно синхронизировать время. Сравните, например, как неудачно выполнена ручная установка часов в Windows, где часы продолжают идти и во время установки. А если бы мы обнуляли счетчик секунд, вместо его установки в максимальное значение, то нам пришлось каждый раз устанавливать число минут на единицу большее, что неудобно.

Теперь об обеспечении режима автономной работы. Программа контроллера в непрерывном цикле опрашивает значение логического уровня на выводе номер 12 PinB,0, он же AIN+ (3,9 В эквивалентно логической единице), и когда оно становится равным нулю, принимает меры к снижению потребления, в первую очередь за счет отключения внешних портов (см. процедуру Disable). Как только внешнее питание восстанавливается, автоматически возобновляется нормальный режим работы ( Restore).

При перебрасывании компаратора в любою сторону происходит прерывание ACOMPI. В нем вывод 15 (ОС1) отключается от таймера Timer 1, и устанавливается навсегда в логическую единицу, если состояние компаратора есть логическая единица (когда истощается или отключается батарейка). Тогда двоеточие горит постоянно. И наоборот, вывод этот опять подключается к автоматическому миганию, когда компаратор перебрасывается обратно в ноль.

Для блока питания используем «внутренности» блока со встроенной вилкой, с номинальным напряжением питания 10 В и током не менее 500 мА (такие продаются для некоторых игровых консолей). Напряжение на холостом ходу у него будет составлять примерно 13–14 В, под нагрузкой 130 мА оно сядет как раз примерно до 11–12 В.

В качестве кнопок Кн1 и Кн2 с легким нажатием удобны обычные микропереключатели (известные в отечественном варианте под названием МП-1), но со специальной металлической лапкой-рычагом, которая предназначена для того, чтобы уменьшить усилие нажатия и увеличить его зону (вообще-то такие кнопки предназначены для применения в качестве концевых выключателей). Подойдут импортные кнопки типа SM5 (рис. 14.4). Тогда нам не придется портить внешний вид фальшпанели кнопками или устанавливать их где-то сзади, а можно поставить их прямо на плату индикаторов и просверлить в дымчатом оргстекле напротив них маленькие отверстия, через которые кнопку можно нажимать зубочисткой или другим острым предметом. Чтобы отверстие в оргстекле выглядело «фирменно», сверлить следует осторожно, на малых оборотах, затем вручную сверлом или зенковкой сделать аккуратную фаску с лицевой стороны и обработать отверстие маслом, чтобы оно не белело. Подобное решение еще хорошо тем, что случайное нажатие кнопок — беда почти всех бытовых электронных устройств — совершенно исключено.

Рис. 14.4. Кнопка SM5 с лапкой-рычагом

После изготовления платы индикации сначала следует установить с обратной стороны разъем, а затем «обдуть» лицевую часть платы черной автомобильной эмалью из баллончика, не слишком густо (достаточно одного слоя), чтобы краска не затекла в отверстия. Потом на черную плату уже монтируются индикаторы, светодиоды разделительной точки и кнопки. Светодиоды нужно выбирать, естественно, того же цвета, что и индикаторы. Имейте в виду, что сама по себе характеристика «желтый» или «зеленый» еще ни о чем не говорит, только в табл. 3.1, два зеленых цвета и три красных, а у разных изделий различных фирм их может быть еще больше. И чтобы разница не бросалась в глаза, приготовьтесь к тому, что покупать придется несколько разновидностей и подбирать их оттенок.

Под индикаторы указанного типоразмера 1" подойдут светодиоды диаметром 3 мм, обычные 5-миллиметровые будут слишком выделяться, а под меньшие индикаторы потребуются светодиоды с еще меньшим диаметром. «Суперяркие» светодиоды сюда решительно не годятся. Светодиод при этом желательно иметь с диффузным рассеиванием, чтобы его было одинаково видно со всех углов зрения. Так что вопрос подбора LED может оказаться непростым — в упомянутой конструкции мне так и не удалось сначала подобрать «диффузный» тип, удовлетворяющий всем перечисленным требованиям (они оказались чересчур «лимонного» оттенка), и пришлось устанавливать светодиоды в прозрачном корпусе. Для каждого типа светодиодов придется подобрать резистор R34 (см. рис. 14.2) согласно необходимой яркости (для прозрачных номинал его будет больше, для диффузных— меньше). Устанавливать эту пару диодов следует не прямо друг над другом, а с некоторым наклоном, соответственно наклону цифры индикатора. Неплохо будут также выглядеть прямоугольные (5x2 мм) светодиоды, также под наклоном, только их боковые грани придется закрасить густой черной краской или аккуратно обернуть их качественной липкой лентой.