Что можно сделать на atmega8. Только рабочие схемы!: Проекты на ATMega8. А что же дальше

Поделки с микроконтроллерами – вопрос, как никогда актуальный и интересный. Ведь мы живем в 21 веке, эпохе новых технологий, роботов и машин. На сегодняшний день каждый второй, начиная с малого возраста, умеет пользоваться интернетом и различного рода гаджетами, без которых порою и вовсе сложно обойтись в повседневной жизни.

Поэтому в этой статье мы будем затрагивать, в частности, вопросы пользования микроконтроллерами, а также непосредственного применения их с целью облегчения миссий, каждодневно возникающих перед всеми нами. Давайте разберемся, в чем ценность этого прибора, и как просто использовать его на практике.

Микроконтроллер − это чип, целью которого является управление электрическими приборами. Классический контроллер совмещает в одном кристалле, как работу процессора, так и удаленных приборов, и включает в себя оперативное запоминающее устройство. В целом, это монокристальный персональный компьютер, который может осуществлять сравнительно обыкновенные задания.

Разница между микропроцессором и микроконтроллером заключается в наличии встроенных в микросхему процессора приборов «пуск-завершение», таймеров и иных удаленных конструкций. Применение в нынешнем контроллере довольно сильного вычисляющего аппарата с обширными способностями, выстроенного на моносхеме, взамен единого комплекта, существенно уменьшает масштабы, потребление и цену созданных на его основе приборов.

Из этого следует, что применить такое устройство можно в технике для вычисления, такой, как калькулятор, материнка, контроллеры компакт-дисков. Используют их также в электробытовых аппаратах – это и микроволновки, и стиральные машины, и множество других. Также микроконроллеры широко применяются в индустриальной механике, начиная от микрореле и заканчивая методиками регулирования станков.

Микроконроллеры AVR

Ознакомимся с более распространенным и основательно устоявшимся в современном мире техники контроллером, таким как AVR. В его состав входят высокоскоростной RISC-микропроцессор, 2 вида затратной по энергии памяти (Flash-кэш проектов и кэш сведений EEPROM), эксплуатационная кэш по типу RAM, порты ввода/вывода и разнообразные удаленные сопряженные структуры.

рабочая температура составляет от -55 до +125 градусов Цельсия;
температура хранения составляет от -60 до +150 градусов;
наибольшая напряженность на выводе RESET, в соответствии GND: максимально 13 В;
максимальное напряжение питания: 6.0 В;
наибольший электроток линии ввода/вывода: 40 мА;
максимальный ток по линии питания VCC и GND: 200 мА.

Возможности микроконтроллера AVR

Абсолютно все без исключения микроконтроллеры рода Mega обладают свойством самостоятельного кодирования, способностью менять составляющие своей памяти драйвера без посторонней помощи. Данная отличительная черта дает возможность формировать с их помощью весьма пластичные концепции, и их метод деятельности меняется лично микроконтроллером в связи с той либо иной картиной, обусловленной мероприятиями извне или изнутри.

Обещанное количество оборотов переписи кэша у микроконтроллеров AVR второго поколения равен 11 тысячам оборотов, когда стандартное количество оборотов равно 100 тысячам.

Конфигурация черт строения вводных и выводных портов у AVR заключается в следующем: целью физиологического выхода имеется три бита регулирования, а никак не два, как у известных разрядных контроллеров (Intel, Microchip, Motorola и т. д.). Это свойство позволяет исключить потребность обладать дубликатом компонентов порта в памяти с целью защиты, а также ускоряет энергоэффективность микроконтроллера в комплексе с наружными приборами, а именно, при сопутствующих электрических неполадках снаружи.

Всем микроконтроллерам AVR свойственна многоярусная техника пресечения. Она как бы обрывает стандартное течение русификатора для достижения цели, находящейся в приоритете и обусловленной определенными событиями. Существует подпрограмма преобразования запрашивания на приостановление для определенного случая, и расположена она в памяти проекта.

Когда возникает проблема, запускающая остановку, микроконтроллер производит сохранение составных счетчика регулировок, останавливает осуществление генеральным процессором данной программы и приступает к совершению подпрограммы обрабатывания остановки. По окончании совершения, под шефствующей программы приостановления, происходит возобновление заранее сохраненного счетчика команд, и процессор продолжает совершать незаконченный проект.

Поделки на базе микроконтроллера AVR

Поделки своими руками на микроконтроллерах AVR становятся популярнее за счет своей простоты и низких энергетических затрат. Что они собой представляют и как, пользуясь своими руками и умом, сделать такие, смотрим ниже.

"Направлятор"

Такое приспособление проектировалось, как небольшой ассистент в качестве помощника тем, кто предпочитает гулять по лесу, а также натуралистам. Несмотря на то, что у большинства телефонных аппаратов есть навигатор, для их работы необходимо интернет-подключение, а в местах, оторванных от города, это проблема, и проблема с подзарядкой в лесу также не решена. В таком случае иметь при себе такое устройство будет вполне целесообразно. Сущность аппарата состоит в том, что он определяет, в какую сторону следует идти, и дистанцию до нужного местоположения.

Построение схемы осуществляется на основе микроконтроллера AVR с тактированием от наружного кварцевого резонатора на 11,0598 МГц. За работу с GPS отвечает NEO-6M от U-blox. Это, хоть и устаревший, но широко известный и бюджетный модуль с довольно четкой способностью к установлению местонахождения. Сведения фокусируются на экране от Nokia 5670. Также в модели присутствуют измеритель магнитных волн HMC5883L и акселерометр ADXL335.

Беспроводная система оповещения с датчиком движения

Полезное устройство, включающее в себя прибор перемещения и способность отдавать, согласно радиоканалу, знак о его срабатывании. Конструкция является подвижной и заряжается с помощью аккумулятора или батареек. Для его изготовления необходимо иметь несколько радиомодулей HC-12, а также датчик движения hc-SR501.

Прибор перемещения HC-SR501 функционирует при напряжении питания от 4,5 до 20 вольт. И для оптимальной работы от LI-Ion аккумулятора следует обогнуть предохранительный светодиод на входе питания и сомкнуть доступ и вывод линейного стабилизатора 7133 (2-я и 3-я ножки). По окончанию проведения этих процедур прибор приступает к постоянной работе при напряжении от 3 до 6 вольт.

Внимание: при работе в комплексе с радиомодулем HC-12 датчик временами ложно срабатывал. Во избежание этого необходимо снизить мощность передатчика в 2 раза (команда AT+P4). Датчик работает на масле, и одного заряженного аккумулятора, емкостью 700мА/ч, хватит свыше, чем на год.

Минитерминал

Приспособление проявило себя замечательным ассистентом. Плата с микроконтроллером AVR нужна, как фундамент для изготовления аппарата. Из-за того, что экран объединён с контроллером непосредственно, то питание должно быть не более 3,3 вольт, так как при более высоких числах могут возникнуть неполадки в устройстве.

Вам следует взять модуль преобразователя на LM2577, а основой может стать Li-Ion батарея емкостью 2500мА/ч. Выйдет дельная комплектация, отдающая постоянно 3,3 вольта во всём трудовом интервале напряжений. С целью зарядки применяйте модуль на микросхеме TP4056, который считается бюджетным и достаточно качественным. Для того чтобы иметь возможность подсоединить минитерминал к 5-ти вольтовым механизмам без опаски сжечь экран, необходимо использовать порты UART.

Основные аспекты программирования микроконтроллера AVR

Кодирование микроконтоллеров зачастую производят в стиле ассемблера или СИ, однако, можно пользоваться и другими языками Форта или Бейсика. Таким образом, чтобы по факту начать исследование по программированию контроллера, следует быть оснащенным следующим материальным набором, включающим в себя: микроконтроллер, в количестве три штуки - к высоковостребованным и эффективным относят - ATmega8A-PU, ATtiny2313A-PU и ATtiny13A- PU.

Чтобы провести программу в микроконтроллер, нужен программатор: лучшим считают программатор USBASP, который дает напряжение в 5 Вольт, используемое в будущем. С целью зрительной оценки и заключений итогов деятельности проекта нужны ресурсы отражения данных − это светодиоды, светодиодный индуктор и экран.

Чтобы исследовать процедуры коммуникации микроконтроллера с иными приборами, нужно числовое приспособление температуры DS18B20 и, показывающие правильное время, часы DS1307. Также важно иметь транзисторы, резисторы, кварцевые резонаторы, конденсаторы, кнопки.

С целью установки систем потребуется образцовая плата для монтажа. Чтобы соорудить конструкцию на микроконтроллере, следует воспользоваться макетной платой для сборки без пайки и комплектом перемычек к ней: образцовая плата МВ102 и соединительные перемычки к макетной плате нескольких видов - эластичные и жесткие, а также П-образной формы. Кодируют микроконтроллеры, применяя программатор USBASP.

Простейшее устройство на базе микроконтроллера AVR. Пример

Итак, ознакомившись с тем, что собой представляют микроконтроллеры AVR, и с системой их программирования, рассмотрим простейшее устройство, базисом для которого служит данный контроллер. Приведем такой пример, как драйвер низковольтных электродвигателей. Это приспособление дает возможность в одно и то же время распоряжаться двумя слабыми электрическими двигателями непрерывного тока.

Предельно возможный электроток, коим возможно загрузить программу, равен 2 А на канал, а наибольшая мощность моторов составляет 20 Вт. На плате заметна пара двухклеммных колодок с целью подсоединения электромоторов и трехклеммная колодка для подачи усиленного напряжения.

Устройство выглядит, как печатная плата размером 43 х 43 мм, а на ней сооружена минисхемка радиатора, высота которого 24 миллиметра, а масса – 25 грамм. С целью манипулирования нагрузкой, плата драйвера содержит около шести входов.

Заключение

В заключение можно сказать, что микроконтроллер AVR является полезным и ценным средством, особенно, если дело касается любителей мастерить. И, правильно использовав их, придерживаясь правил и рекомендаций по программированию, можно с легкостью обзавестись полезной вещью не только в быту, но и в профессиональной деятельности и просто в повседневной жизни.

Частотомер на АТ90S2313

Виртуальный частотомер это "комплект" из программы для PC и простого измерительного прибора, который подключается к COM порту компьютера. Виртуальный прибор позволяет измерять частоту, период, временные интервалы и вести подсчет импульсов.

Подробности: http://home.skif.net/~yukol/FMrus.htm

Рекомендую собрать простая конструкция не требует настройки и главное работает! Микроконтроллер программировал программатором PonyProg -отличный программатор, простой, большая номенклатура программируемых микроконтроллеров, работает под Windows, интерфейс русский.

Журнал "Радио" N1 2002г. Для Ni-Cd аккумуляторов. Позволяет заряжать 4 аккумулятора.

Частотомер на Pic 16F84A

Технические характеристики частотомера:

Максимальная измеряемая частота.............30 МГц;

Максимальное разрешение измеряемой частоты.. .10 Гц.

Чувствительность по входу....................250 мВ;

Напряжение питания.........................8... 12 В:

Потребляемый ток............................35 мА

Подробности, прошивка: http://cadcamlab.ru

Паяльная станция на Atmega 8

Переключение паяльника и фена осуществляется переключателями ПК. Управление феном осуществляется тиристором, т.к. фен на 110в вместо R1 диод катодом к в.6.

Подробности, прошивка: http://radiokot.ru/forum

Цифровой измеритель емкости без выпайки из схемы

Описание дано в журнале "Радио" №6 2009 г. Конструкция собрана на AT90S2313, без изменений в прошивке применил Tiny2313. В Поньке выставил галки для SUT1, CKSEL1, CKSEL0, остальные пустые. MAХ631 не ставил, она что то у нас дорогая, решил запитать от блока питания через стабилизатор 7805, R29, R32 , R33 посадил на плюс питания. Кроме измерителя емкости в корпусе смонтирован пробник, для проверки транзисторов без выпайки и генератор НЧ ВЧ сигналов.

Измеритель параметров полупроводниковых приборов на ATmega8

Прибор умеет:

Определять выводы полупроводников;
- определять тип и структуру;
- измерять статические парамеры.
Измеряет диоды, биполярные транзисторы,полевые транзисторы JFET и MOS, резисторы, конденсаторы.

Измеритель выполнен в одном корпусе с измерителем FCL, индикатор переключается между приборами переключателем ПК.

Частотометр, измеритель ёмкости и индуктивности - FCL-meter

Описываемый ниже прибор позволяет в широких пределах измерять частоты электрических колебаний, а также ёмкость и индуктивность электронных компонентов с высокой точностью. Конструкция обладает минимальными размерами, массой и энергопотреблением.

Технические характеристики:

Напряжение питания, В: 6…15

Ток потребления, мА: 14…17

Пределы измерения:

F1, МГц 0,01…65**

F2, МГц 10…950

С 0,01 пФ…0,5 мкФ

L 0,001 мкГн…5 Гн

Схема выносной головки

Подробнее: http://ru3ga.qrz.ru/PRIB/fcl.shtml

Миниатюрный вольтметр на микроконтроллере ATmega8L

Здесь рассматривается конструкция вольтметра на одном лишь микроконтроллере ATmega8L и индикаторе от электронного медицинского термометра. Диапазон измеряемых напряжений постоянного тока ±50 В. Как дополнительная функция – реализован режим звукового пробника для проверки целостности проводов, ламп накаливания. Устройство автоматически переходит в дежурный режим при отсутствии измерений. Питание микроконтрллера осуществляется от двух миниатюрных щелочных элементов (элементы питания для наручных часов), я поставил 1 элемент на 3в. Необходимости часто менять элементы питания не будет: потребляемый ток в активном режиме составляет всего 330 мкА, в дежурном режиме – менее 300 нА. Благодаря своей миниатюрной конструкции и возможностям устройство полезно и практично. В корпус от термометра не влезла у меня плата, и я сделал в корпусе от фламастера. Плату делал свою, резисторы R5-R7 установил ветикально на шинах. Прошивку из исходника помог сделать VADZZ спасибо ему. Выводы индикатора с лево на право, выводы внизу и лицом к себе.

Схема (для полноформатной схемы сохраните изображение себе на компьютер).

Подробнее смотри: http://www.rlocman.ru/shem/schematics.html?di=63917

ЗУ с функцией измерения емкости

Захотелось померять емкость аккумуляторов, импортные измерители достаточно дорого стоят, нашел интересную схему и собрал. Работает нормально, заряжает, измеряет, но с какой точностью затрудняюсь сказать - нет эталона. Мерял аккумуляторы довольно приличных фирм 2700 ма/ч - намерял 2000. Аккумуляторы от игрушек 700 ма/ч -350, заказывал на EBAY китайские аккумуляторы BTY 2500 ма/ч - 450 ма/ч, но при этом достаточно приличные, неплохо работают в игрушках, гораздо выгоднее батареек.

Устройство предназначено для зарядки NiMH аккумуляторов и контроля их емкости. Переключение режимов заряд/разряд осуществляется кнопкой SА1. Режим работы отображается с помощью светодиодов и десятичными точками двух первых разрядов семисегментного индикатора.
Сразу после включения питания устройство переходит в режим заряд. На индикаторе отображается время заряда. После истечения запрограммированного промежутка времени заряд прекращается. Об окончании заряда (и разряда то же) свидетельствует зажженная точка четвертого разряда. Ток заряда определяется как С/10 где С - емкость батареи, выставляется подстроечником R14.
Принцип действия измерителя основан на подсчете времени за которое напряжение аккумулятора снизится до1,1 В. Ток разряда должен быть равен 450 ма, выставляется R16. Для того чтобы измерить емкость, надо вставить аккумулятор в отсек для разряда и запустить процесс нажатием на кнопку! Устройство способно разряжать только один аккумулятор .

Подробнее: http://cxem.net

Универсальная печь радиолюбителя

Печка для пайки SMD деталей, имеет 4 программируемых режима.

Схема блока управления (для полноформатной схемы сохраните изображение себе на компьютер).

Блок питания и управление нагревателем

Собрал данную конструкцию для управления ИК паяльной станцией. Может когда нибудь и печкой управлять буду. Была проблема с запуском генератора, поставил конденсаторы 22 пф с выводов 7, 8 на массу, и стала нормально запускаться. Все режимы нормально отрабатывает, нагружал 250 вт керамическим нагревателем.

Подробнее: http://radiokot.ru/lab/hardwork/11/

Пока печки нет, сделал вот такой нижний подогрев, для небольших плат:

Нагреватель 250 вт, диаметр 12 см, прислали из Англии, покупал на EBAY.

Цифровая паяльная станция на PIC16F88x/PIC16F87x(a)

Паяльная станция с двумя одновременно действующими паяльником и феном. Можно использовать разные МК (PIC16F886/PIC16F887, PIC16F876/PIC16F877, PIC16F876a/PIC16F877a). Применен дисплей от Nokia 1100 (1110). Обороты турбины фена регулируются электронно, так же задействован встроенный в фен геркон. В авторском варианте применен импульсный блок питания, я применил трансформаторный БП. Всем мне нравится эта станция, но с моим паяльником: 60вт, 24в, с керамическим нагревателем, большое забегание и колебание температуры. При этом паяльники меньшей мощности, с нихромовым нагревателем имеют меньшие колебания. При этом мой паяльник, с описаной выше паяльной станцией от Михи-Псков, с прошивкой от Volu, поддерживает температуру с точность до градуса. Так что нужнен хороший алгоритм нагрева и поддержания температуры. В качестве эксперемента сделал ШИМ регулятор на таймере, управляющее напряжение подал с выхода усилителя термопары, отключение, включение от микроконтроллера, Колебание температуры сразу уменьшилось до нескольких градусов, это подтверждает что нужен правильный алгоритм управления. Внешний ШИМ это конечно порнография при наличии микроконтроллера, но хорошую прошивку пока не написали. Заказал другой паяльник если с ним не будет хорошей стабилизации, продолжу свои эксперементы с внешним ШИМ управлением, а может хорошая прошивка появится. Станцию собрал на 4 платах, соединяются между собой на разъемах.

Схема цифровой части устройсква представлена на рисунке, для наглядности показаны два МК: IC1 - PIC16F887, IC1(*) - PIC16F876. Другие МК подключаются аналогично, на соответствующие порты.

Для изменения контрасности нужно найти 67 байт, его значение "0х80" , для начала можно поставить "0х90". Значения должны быть от "0х80" до "0х9F".

По поводу дисплея 1110i (текст отображается зеркально), если не китай, а оригинал,открываем ЕЕПРОМ, ищем 75 байт, меняем его с A0 на A1.

Часы собранные на микроконтроллере ATtiny2313 и светодиодной матрице показывают время в 6-ти различных режимах.

Светодиодная матрица 8*8 управляется методом мультиплексирования. Токоограничивающие резисторы исключены из схемы, чтобы не испортить дизайн, и, поскольку отдельные светодиоды управляются не постоянно, они не будут повреждены.

Для управления используется только одна кнопка, длительное нажатие кнопки(нажатие и удержание) для поворота меню и обычное нажатие кнопки для выбора меню.

Это хобби-проект, потому точность хода часов зависит лишь от калибровки внутреннего генератора контроллера. Я не использовал кварц в этом проекте, так как он занимал бы два нужных мне вывода ATtiny2313. Кварц может быть использован для повышения точности в альтернативном проекте (печатной плате).

Частотомер до 500МГц на Attiny48 и MB501

На этот раз я представлю простой малогабаритный частотомер с диапазоном измерения от 1 до 500 МГц и разрешением 100 Гц.

В настоящее время, независимо от производителя, почти все микроконтроллеры имеют так называемые счетные входы, которые специально предназначены для подсчета внешних импульсов. Используя этот вход, относительно легко спроектировать частотомер.

Однако этот счетчый вход также имеет два свойства, которые не позволяют напрямую использовать частотомер для удовлетворения более серьезных потребностей. Одна из них заключается в том, что на практике в большинстве случаев мы измеряем сигнал с амплитудой в несколько сотен мВ, который не может перемещать счетчик микроконтроллера. В зависимости от типа, для правильной работы входа требуется сигнал не менее 1-2 В. Другое заключается в том, что максимальная измеримая частота на входе микроконтроллера составляет всего несколько МГц, это зависит от архитектуры счетчика, а также от тактовой частоты процессора.

Термостат для электрического чайника на ATmega8(Термопот)

Это устройство позволяет контролировать температуру воды в чайнике, имеет функцию поддержания температуры воды на определенном уровне, а также включение принудительного кипячения воды.

В основе прибора микроконтроллер ATmega8, который тактируется от кварцевого резонатора частотой 8МГц. Датчик температуры – аналоговый LM35. Семисегментный индикатор с общим анодом.

Новогодняя звезда на Attiny44 и WS2812

Эта декоративная звезда состоит из 50 специальных светодиодов RGB, которые контролируются ATtiny44A . Все светодиоды непрерывно изменяют цвет и яркость в случайном порядке. Также есть несколько разновидностей эффектов, которые также активируются случайно. Три потенциометра могут изменять интенсивность основных цветов. Положение потенциометра индицируется светодиодами при нажатии кнопки, а изменение цвета и скорость эффекта можно переключать в три этапа. Этот проект был полностью построен на компонентах SMD из-за специальной формы печатной платы. Несмотря на простую схему, структура платы довольно сложная и вряд ли подойдет для новичков.

Частотный преобразователь для асинхронного двигателя на AVR

В этой статье описывается универсальный трехфазный преобразователь частоты на микроконтроллере(МК) ATmega 88/168/328P . ATmega берет на себя полный контроль над элементами управления, ЖК-дисплеем и генерацией трех фаз. Предполагалось, что проект будет работать на готовых платах, таких как Arduino 2009 или Uno, но это не было реализовано. В отличие от других решений, синусоида не вычисляется здесь, а выводится из таблицы. Это экономит ресурсы, объем памяти и позволяет МК обрабатывать и отслеживать все элементы управления. Расчеты с плавающей точкой в программе не производятся.

Частота и амплитуда выходных сигналов настраиваются с помощью 3 кнопок и могут быть сохранены в EEPROM памяти МК. Аналогичным образом обеспечивается внешнее управление через 2 аналоговых входа. Направление вращения двигателя определяется перемычкой или переключателем.

Регулируемая характеристика V/f позволяет адаптироваться ко многим моторам и другим потребителям. Также был задействован интегрированный ПИД-регулятор для аналоговых входов, параметры ПИД-регулятора могут быть сохранены в EEPROM. Время паузы между переключениями ключей (Dead-Time) можно изменить и сохранить.

Частотомер III от DANYK

Этот частотомер с AVR микроконтроллером позволяет измерять частоту от 0,45 Гц до 10 МГц и период от 0,1 до 2,2 мкс в 7-ми автоматически выбранных диапазонах. Данные отображаются на семиразрядном светодиодном дисплее. В основе проекта микроконтроллер Atmel AVR ATmega88/88A/88P/88PA, программу для загрузки вы можете найти ниже. Настройка битов конфигурации приведена на рисунке 2 .

Принцип измерения отличается от предыдущих двух частотомеров. Простой способ подсчета импульсов через 1 секунду, используемый в двух предыдущих частотомерах(частотомер I, частотомер II), не позволяет измерять доли Герц. Вот почему я выбрал другой принцип измерения для своего нового частотомера III. Этот метод намного сложнее, но позволяет измерять частоту с разрешением до 0,000 001 Гц.

Частотомер II от DANYK

Это очень простой частотомер на микроконтроллере AVR. Он позволяет измерять частоты до 10 МГц в 2-х автоматически выбранных диапазонах. Он основан на предыдущем проекте частотомера I , но имеет 6 разрядов индикатора вместо 4-х. Нижний диапазон измерения имеет разрешение 1 Гц и работает до 1 МГц. Более высокий диапазон имеет разрешение 10 Гц и работает до 10 МГц. Для отображения измеренной частоты используется 6-разрядный светодиодный дисплей. Прибор построен на основе микроконтроллера Atmel AVR ATtiny2313A или ATTiny2313

Микроконтроллер тактируется от кварцевого резонатора частотой 20 МГц (максимально допустимая тактовая частота). Точность измерения определяется точностью этого кристалла, а также конденсаторов C1 и C2. Минимальная длина полупериода измеряемого сигнала должна быть больше периода частоты кварцевого генератора (ограничение архитектуры AVR). Таким образом, при 50% рабочем цикле можно измерять частоты до 10 МГц.

Частотомер I от DANYK

Это, вероятно, самый простой частотомер на микроконтроллере AVR. Он позволяет измерять частоты до 10 МГц в 4-х автоматически выбранных диапазонах. Самый низкий диапазон имеет разрешение 1 Гц. Для отображения измеренной частоты используется 4-разрядный светодиодный дисплей. Прибор построен на основе микроконтроллера Atmel AVR ATtiny2313A или ATtiny2313 . Настройку битов конфигурации вы можете найти ниже.

Микроконтроллер тактируется от кварцевого резонатора частотой 20 МГц (максимально допустимая тактовая частота). Точность измерения определяется точностью этого кристалла. Минимальная длина полупериода измеряемого сигнала должна быть больше периода частоты кварцевого генератора (ограничение архитектуры MCU). Таким образом, при 50% рабочем цикле можно измерять частоты до 10 МГц.

Для рассмотрения и возможного повторения, очень простую схему, очень хорошего таймера. С удобной навигацией по меню, с жидкокристаллическом LCD дисплеем, с часами реального времени, с минимально возможным количеством деталей и при всем этом можно запрограммировать целых сто временных отрезков в течении суток.

Компактные размеры

Видео проверки таймера

Сердцем данного таймера является очень популярный и уже не дорогой микроконтроллер Atmega8. Вы можете сказать, что для прошивки нам потребуется программатор которого нет, но это не так, для прошивки Atmega достаточно всего пять коротких 10-15 см. проводков подключенных через резисторы 150-200 Ом. напрямую к LPT порту по этой схеме.

Вот по этой причине, эти микроконтроллеры стали самыми популярными у радиолюбителей.

На этом рисунке Вы видите: Схему распиновки ножек МК для подключения и прошивки.

Пункт 1. Подготовим все необходимое для изготовления таймера.

Самые обязательные радиодетали схемы, остальное обычно можно подобрать у себя дома, самая маленькая микросхема, это часы DS1307.

Нам потребуются такие радиоэлементы:

Интегральные часы DS1307
LCD жидкокристаллический индикатор
Стабилизатор 7805
500-1000 Мф - 16 вольт.
Реле или электронный ключ (в зависимости от нагрузки которая планируется подключаться).
сопротивлением 5,1ком - 3 шт., резистор переменный (по мануалу LCD дисплея).
Кварц часовой 32768 Гц.
Кнопки без фиксации - 4 шт.
Батарейка таблетка на 3 вольта.
Текстолит для платы.
Небольшой трансформатор ~220в. -> ~6-12в.
Коробка распаечная для корпуса.
+ Для программатора: резисторы 150-200 Ом. - 4 шт., разъем LPT порта (для удобства, не обязателен).

Обязательные инструменты каждого радиолюбителя:
Паяльник для пайки микросхем, паяльник для пайки пассивных радиодеталей и проводов.
Тестер для прозвонки дорожек и проверки радиодеталей.
Олово, канифоль.
+ Принтер лазерный (для изготовления платы или другой способ).

Пункт 2. Приступим к изготовлению.

Таймер будем делать по этой главной схеме.

Как видите на ней отсутствует схема блока питания и выходного исполнительного устройства, это потому, что возможно вы решите использовать выносной стабилизированный БП, а также не известно какую нагрузку вы планируете подключать, поэтому, каждый должен сам выбрать исполнительное устройство под свои технические требования.

Лично я своем таймере применил вот такую схему БП и исполнительное устройство на транзисторе и реле.

Но вы можете захотеть в качестве исполнительного устройства применить триаки, тиристоры и симисторы, варианты таких схемных показаны ниже.

Они более компактные (без радиатора), но менее мощные, чем простое реле.

В соответствии с главной принципиальной схемой + БП + ИУ и анализом монтажных габаритов вашей коробки для корпуса, а также размеров подобранных радио элементов, проектируем форму, размер и рисунок дорожек на плате. Для этого удобно пользоваться программой Sprint Layout.

Для моего устройства получилась вот такая простая плата.

Полученный рисунок переносим с помощью специального маркера или по технологией ЛУТ (с помощью лазерного принтера и утюга) на медный слой текстолита. Если у вас принтер лазерный Brother (как у меня), то идею с ЛУТ лучше сразу забросить, по причине используемого в нем тугоплавкого тонера ~400C вместо обычных~200С, я кстати когда-то по глупости купил этот принтер именно для ЛУТ:(., поэтому в результате моя плата рисована маркером.
Нанесенный на медь рисунок вытравливаем в ванночке с хлорным железом или любым другим специальным раствором.

На готовую плату припаиваем детали согласно схеме, особое внимание обращаем при монтаже и пайке микросхемы часов и кварцевого элемента. Длина дорожек между ними должна быть минимальной, а лучше использовать микро кварц из наручных часов и припаять его непосредственно к ножкам МС часов. Все свободное пространство рядом с МС часов и кварца заполняем площадками корпуса (GND). Батарея необходима для поддержания часов в рабочем состоянии во время отключения от сети. Если по какой-то причине вы не стали устанавливать эту батарейку, то посадите плюсовой провод на корпус, иначе часы просто не пойдут.

Микроконтроллер прошиваем программатором или с помощью 5 проводков.

*Прошивка* (скачиваний: 1414)

Автор прошивки специально для удобства (за что ему спасибо) и не стал изменять заводские фьюзы, что очень сильно облегчает, без заморочки, прошивку для начинающего радиолюбителя. Если МК еще не использовался, новый из магазина, то просто заливаете прошивку и все, но если уже есть изменения в фьюзах, то надо выставить их так CKSEL=0001. Все остальное просто и не нуждается в пояснении.

Пункт 3. Сборка.

Для корпуса очень удобно использовать распаечные коробки из пластмассы, они бывают разных размеров и форм.

В прорезанную ножом крышку, при помощи термоклея из пистолета, закрепляем LCD экран., прорезаем отверстия под кнопки управления и кнопку питания.

Подрезаем выступающий клей.

Проекты на АТMega8.

Простые проекты для изучения одного из самых простых и массовых микроконтроллеров.

Для работы вам понадобится как минимум CodeVision AVR2.04.4a и Proteus 7.2 SP6. Если желаете поработать с "железом", вам понадобится и программатор. Советую вот такой - легко собирается, хорошо работает. Единственная проблема с первоначальной прошивкой ATMega8, это можно сделать либо через порт LPT - 5-provodov-avr , либо купить "зашитый" микроконтроллер, я брал .

Светофор №1.

Простейший светофор на одно направление не требует для создания больших усилий и навыков. Схема собирается за несколько минут. Резисторы подбираются исходя из используемых светодиодов (номинал 470 Ом указан для "советских" АЛ307), следует заметить, что на схеме вывод AVCC подключен к питанию, если его не подключить на реальном микроконтроллере независимо от использования встроенного АЦП (аналого-цифрового преобразователя), то можно вывести микросхему из строя (справедливо для любых контроллеров серии Mega)!!!

Исходный код настолько простой, что я его представлю прямо здесь. Этот код для Си я нашёл в интернете и немного подправил, однако, любой программист скажет вам, что этот код является бестолковым (далее я опишу, как именно требуется писать такие программы), но зато - простым, наглядным и рабочим.

Chip type: ATmega8
Program type: Application

Memory model: Small
Data Stack size: 256

#include

#include

void main(void)
{
// Port B initialization
PORTB=0x00;
DDRB=0x00;

// Port C initialization
PORTC=0x00;
DDRC=0x00;

// Port D initialization
PORTD=0x00;
DDRD=0x07;

// External Interrupt(s) initialization
// INT0: Off
// INT1: Off
MCUCR=0x00;

// Analog Comparator: Off

ACSR=0x80;
SFIOR=0x00;

while (1) {

PORTD.2=1; //зеленый загорается
delay_ms(8000); //горит 8 секунд

delay_ms(500); //Ждем пол секунды

PORTD.2=0; //Выключаем зеленый

PORTD.2=1; //Включаем зеленый

/*delay_ms(500);//Ждем полсекунды
PORTD.2=0; //Выключаем зеленый
delay_ms(500); //Ждем полсекунды
PORTD.2=1; //Включаем зеленый
delay_ms(500); //Ждем полсекунды*/

PORTD.1=1; //Включаем жёлтый
PORTD.2=0; //Выключаем зеленый
delay_ms(3000); //Ждем 3 секунды

PORTD.0=1; //Включаем красный
PORTD.1=0; //выключаем жёлтый
delay_ms(9000); //на 9 секунд

PORTD.1=1; //включаем жёлтый к красному
delay_ms(3000); //ждем 3 секунды
PORTD.0=0; //Выключаем красный
PORTD.1=0; //и жёлтый
};
}

Код можно ещё несколько сократить, если учесть, что по умолчанию практически все порты и регистры ATMega8 инициализированы в 0. Теперь для начинающих некоторые пояснения:

#include

Это так называемые заголовочные файлы, в них написаны процедуры, которые мы применим из других файлов. Например, процедура delay_ms(X), которая определяет задержку в миллисекундах, была написана другим человеком и содержится в файле delay.с (на самом деле всё может быть не совсем так, или совсем не так, - процедуры может содержать объектный файл типа *.obj, *.asm), а правила её применения описаны в файле delay.h, который мы подключаем.

PORTB=0x00;
DDRB=0x00;

Зарезервированные имена, обозначающие регистры порта контроллера (его ножки сгруппированные байтом - по 8, каждый бит регистра порта соответствует своей ножке) и регистры направления обмена порта (0-вход, 1-выход)

Например, запись DDRB.5=1 означает что ножка PB5 контроллера настроена на выход, и при записи PORTB.5=0 или =1, на данной ножке получим 0 (0...0.8 Вольта) или 1 (4...5 Вольт). Разумеется, можно и сразу целиком присвоить значение порту: PORTB=0xFF, т.е. все ножки порта PB равны 1.

while(1) {expression};

представляет собой бесконечный цикл, так как 1=TRUE.

Светофор №2.

Чтобы получить светофор на два направления, надо модифицировать схему светофора №1:

и код светофора №1:

DDRD=0b00111111; //0b(b7)(b6)(b5)(b4)(b3)(b2)(b1)(b0)

Справа битовое(двоичное) представление числа в котором слева - самый старший разряд, его же можно было записать в десятичном (DDRD=63;) или в шестнадцатиричном виде (DDRD=0x3F;).

void main(void)

Main главная процедура, с неё начинается выполнение программы, void означает буквально ничего (нулевой тип), вместо void можно подставить (signed или unsigned) int, long; float, double и так далее (и даже указатель на другую переменную, о чём будет рассказано позже). Причём замена void на какой-либо тип в первой позиции обозначает что данная конструкция - функция, а не процедура, и может возвращать значение, т.о. она должна быть дополнена внутри словом return .

int fun(void) {
int a=10;
return(a);
}

Все изменения производились согласно диаграмме работы:

Диаграмма работы светофора на два направления с мигающим зелёным сигналом. Данная диаграмма взята также с просторов интернета, и по-моему: миганий зелёного сигнала должно быть больше.

Светофор №3.

В примерах №1 и №2 было указано на несколько "прямолобое" применение кода, которое позволительно для небольших программ, однако не может быть применено из-за расточительности ресурсами в больших приложениях.
Для упрощения и сокращения кода в технологических применениях программисты обычно используют автоматы. Автомат является упрощённой и достаточной моделью процесса. Например, всю работу светофора можно разбить на некоторое конечное число состояний, которые будут повторятся с некоторым периодом. Для представления автомата потребуется программный счётчик состояний и дешифратор состояний. Светофор №3, который состоит из транспортного светофора на 4 направления, 4-х пешеходных светофоров, 1-го железнодорожного для переезда, 1-го мигающего пешеходного, было бы проблематично создать без автомата.

Код без обработки пешеходных и ж/д светофоров приведен ниже. Несложно понять что процедуры типа
void SetRedT1(void) //Транспортный светофор1 включить красный D3
{
ptc|=0x01;
}
устанавливают либо стирают отдельные биты.

В главном цикле значение счётчика i постоянно увеличивается пока не достигнет 48.
i++;
При этом счётчик обнуляется.
if (i==48) {i=0;}; // 24c=0.5*48

В цикле постоянно происходит сравнение значения счётчика с константами, и производится работа с портами. Хоть данный код и более совершенный, чем предыдущие два, но он также более подходит для наглядности чем для работы. Профессионалы чаще всего не используют наборы отдельных операций сравнения, а пользуются операторами switch-case, или вовсе записывают заранее рассчитанные данные в массивы - пользуются готовой таблицей:

flash unsigned char sw[N]={
//G1Y1R1G2Y2R2 XX
0b10000100, //1 Х периодов горят Зелёный1 и Красный2
0b10000100, //2
...
0b00000100, // Х периодов Зелёный1 мигает,

0b10000100, //
...
0b01001100, //K-1 Зелёный1 гаснет, загораются Жёлтый1 и Жёлтый2
0b00110000, //K Загорается Красный1, загорается Зелёный1, гаснут Жёлтый2 и Красный2

...
0b01101000 //N
};

while (1)
{
i++;

PORTC=(sw[i]>>x) | mask;
PORTD=(sw[i]>>x) | mask;
delay_ms(500);
};
}

Разумеется, выражения (sw[i]>>x) | mask описаны условно, всё зависит от положения информации о сигналах в константе sw.

/*****************************************************
Chip type: ATmega8
Program type: Application
AVR Core Clock frequency: 1.000000 MHz
Memory model: Small
External RAM size: 0
Data Stack size: 256
*****************************************************/

#include
#include

unsigned char ptb=0;
unsigned char ptc=0;
unsigned char ptd=0;

void SetRedT1() //Транспортный светофор1 включить красный D3
{
ptc|=0x01;
}

void ResetRedT1() //Транспортный светофор1 выключить красный D3
{
ptc&=~0x01;
}

void SetYelT1() //Транспортный светофор1 включить жёлтый D2
{
ptc|=0x02;
}

void ResetYelT1() //Транспортный светофор1 выключить жёлтый D2
{
ptc&=~0x02;
}

void SetGrnT1() //Транспортный светофор1 включить зелёный D1
{
ptc|=0x04;
}

void ResetGrnT1() //Транспортный светофор1 выключить зелёный D1
{
ptc&=~0x04;
}

void SetRedT2() //Транспортный светофор2 включить красный D6
{
ptc|=0x08;
}

void ResetRedT2() //Транспортный светофор2 выключить красный D6
{
ptc&=~0x08;
}

void SetYelT2() //Транспортный светофор2 включить жёлтый D5
{
ptc|=0x10;
}

void ResetYelT2() //Транспортный светофор2 выключить жёлтый D5
{
ptc&=~0x10;
}

void SetGrnT2() //Транспортный светофор2 включить зелёный D4
{
ptc|=0x20;
}

void ResetGrnT2() //Транспортный светофор2 выключить зелёный D4
{
ptc&=~0x20;
}

void SetRedT3() //Транспортный светофор3 включить красный D9
{
ptd|=0x01;
}

void ResetRedT3() //Транспортный светофор3 выключить красный D9
{
ptd&=~0x01;
}

void SetYelT3() //Транспортный светофор3 включить жёлтый D8
{
ptd|=0x02;
}

void ResetYelT3() //Транспортный светофор3 выключить жёлтый D8
{
ptd&=~0x02;
}

void SetGrnT3() //Транспортный светофор3 включить зелёный D7
{
ptd|=0x04;
}

void ResetGrnT3() //Транспортный светофор3 выключить зелёный D7
{
ptd&=~0x04;
}

void SetRedT4() //Транспортный светофор2 включить красный D12
{
ptd|=0x08;
}

void ResetRedT4() //Транспортный светофор2 выключить красный D12
{
ptd&=~0x08;
}

void SetYelT4() //Транспортный светофор2 включить жёлтый D11
{
ptd|=0x10;
}

void ResetYelT4() //Транспортный светофор2 выключить жёлтый D11
{
ptd&=~0x10;
}

void SetGrnT4() //Транспортный светофор2 включить зелёный D10
{
ptd|=0x20;
}

void ResetGrnT4() //Транспортный светофор2 выключить зелёный D10
{
ptd&=~0x20;
}

// Declare your global variables here

void main(void)
{
unsigned char i=0;

PORTB=0x00;
DDRB=0xFF;
PORTC=0x00;
DDRC=0xFF;
PORTD=0x00;
DDRD=0xFF;
ACSR=0x80;

while (1)
{
if (i==0) {ResetYelT1();ResetRedT1();SetGrnT1();
ResetYelT2();SetRedT2();
ResetYelT3();ResetRedT3();SetGrnT3();
ResetYelT4();SetRedT4();

}; //0s
if (i==16) {ResetGrnT1();
ResetGrnT3();

}; //8s
if (i==17) {SetGrnT1();
SetGrnT3();

};
if (i==18) {ResetGrnT1();
ResetGrnT3();

};
if (i==19) {SetGrnT1();
SetGrnT3();

};
if (i==20) {ResetGrnT1();SetYelT1();
SetYelT2();
ResetGrnT3();SetYelT3();
SetYelT4();

}; //10s
if (i==24) {ResetYelT1();SetRedT1();
ResetYelT2();ResetRedT2();SetGrnT2();
ResetYelT3();SetRedT3();
ResetYelT4();ResetRedT4();SetGrnT4();

}; //12s
if (i==40) {ResetGrnT2();
ResetGrnT4();

}; //20s
if (i==41) {SetGrnT2();
SetGrnT4();

};
if (i==42) {ResetGrnT2();
ResetGrnT4();

}; //21s
if (i==43) {SetGrnT2();
SetGrnT4();

};
if (i==44) {SetYelT1();
ResetGrnT2();SetYelT2();
SetYelT3();
ResetGrnT4();SetYelT4();

}; //22s
i++;
if (i==48) {i=0;}; // 24c=0.5*48 - цикл

//PORTB=ptb;
PORTC=ptc;
PORTD=ptd;
delay_ms(500);
};
}

Столбчатый индикатор.

Если в предыдущих примерах использовались цифровые ресурсы микроконтроллера, то данный пример использует аналоговые - АЦП. Аналого-цифровой преобразователь предназначен для дискретных преобразований аналогового сигнала в цифровой код с определённой частотой дискретизации. Для начинающих скажу лишь, что максимальная скорость оцифровки ограничена.

Столбчатый индикатор отображает входное напряжение в виде столбца светящихся сегментов (или просто отдельных излучателей), что очень полезно для всяких индикаторов, примерами могут являться столбчатые индикаторы уровня записи (ИУЗ).

Входное напряжение не должно превышать напряжение питания, и в качестве опорного напряжения используется источник питания микроконтроллера на 5 вольт, в качестве фильтра используется внешний конденсатор на выводе AREF.

Код программы приведен ниже:

/*****************************************************
Chip type: ATmega8
Program type: Application
AVR Core Clock frequency: 4.000000 MHz
Memory model: Small
External RAM size: 0
Data Stack size: 256
*****************************************************/

#include
#include

#define ADC_VREF_TYPE 0x40 //5V Vcc + C 4.7uF AREF

//PD0 LED1
//PD1 LED2
//PD2 LED3
//PD3 LED4
//PD4 LED5
//PD5 LED6
//PD6 LED7
//PD7 LED8
//PB0 LED9
//PB1 LED10
//PB2 LED11
//PB3 LED12
//PB4 LED13
//PB5 LED14

//PC4 LED15
//PC5 LED16

const
unsigned char PD=
{
0b00000000, //0
0b00000001, //1
0b00000011, //2
0b00000111, //3
0b00001111, //4
0b00011111, //5
0b00111111, //6
0b01111111, //7
0b11111111, //8
//_____________
0b11111111, //9
0b11111111, //10
0b11111111, //11
0b11111111, //12
0b11111111, //13
0b11111111, //14
0b11111111, //15
0b11111111 //16
};
unsigned char PB=
{
0b00000000, //0
0b00000000, //1
0b00000000, //2
0b00000000, //3
0b00000000, //4
0b00000000, //5
0b00000000, //6
0b00000000, //7
0b00000000, //8
//_____________
0b00000001, //9
0b00000011, //10
0b00000111, //11
0b00001111, //12
0b00011111, //13
0b00111111, //14
//_____________
0b00111111, //15
0b00111111 //16
};

// Read the AD conversion result
unsigned int read_adc(unsigned char adc_input)
{
ADMUX=adc_input | (ADC_VREF_TYPE & 0xff);
// Delay needed for the stabilization of the ADC input voltage
delay_us(10);
// Start the AD conversion
ADCSRA|=0x40;
// Wait for the AD conversion to complete
while ((ADCSRA & 0x10)==0);
ADCSRA|=0x10;
return ADCW;
}

void ADC_init()
{
// ADC initialization
// ADC Clock frequency: 125.000 kHz
// ADC Voltage Reference: Vcc, cap. on AREF
ADMUX=ADC_VREF_TYPE & 0xff;
ADCSRA=0x85;
}

void Decode(int signal)
{
PORTD=PD;
PORTB=PB;

if (signal==15) {PORTC |= 0b00010000;PORTC &= 0b11011111;}
else if (signal==16) {PORTC |= 0b00110000;}
else {PORTC &= 0b11001111;}
}

void SetupIO ()
{
// Input/Output Ports initialization
PORTB=0b00000000;
DDRB= 0b00111111;

PORTC=0b00001100;
DDRC= 0b00110000; //PC0,PC1 = ADC0,ADC1, PC2,PC3 setup pins with PUP

PORTD=0x00;
DDRD=0xFF;
}

void main(void)
{
// Analog Comparator initialization
// Analog Comparator: Off
// Analog Comparator Input Capture by Timer/Counter 1: Off
ACSR=0x80;
SFIOR=0x00;

SetupIO();
ADC_init();

while (1)
{
Decode(read_adc(0)*0.049*0.32);
delay_ms(100);
};
}

Практически все приёмы, используемые в данном коде, были рассмотрены выше. Единственно хотелось бы отметить расширенную конструкцию с оператором if:
if () {} //если (условие соблюдается) то { }
else if () {} //иначе если (условие соблюдается) то { }
else {} //иначе { }

И выражение read_adc(0)*0.049*0.32
дело в том, что АЦП выдаёт свои значения по шкале 0-1023 (2^10), что соответствует шкале 0-5 вольт (т.к. опорное напряжение 5 вольт), а нам нужно получить сначала вольты, а потом перевести в количество сегментов. 1024*0.049*0.32=16 т.е. вся шкала АЦП, это 16 сегментов.
Число 0.049 взято кратным числу 5 вольт /1024 отсчёта =0.0048828 (~10 отсчётов АЦП), а потом домножено на 0.32 экспериментальным методом, чтобы получить зажигание последнего сегмента при нужном входном напряжении.

Последовательный порт.

А теперь предлагаю окунуться в мир интерфейсов. Самый простой и широко используемый до недавних пор последовательный протокол RS232, хоть и считается устаревшим, но всё ещё входит в состав выпускаемых современных микроконтроллеров - и не в количестве одного, как правило теперь их не менее 4-х. Также, многие устройства, всё еще используют данный интерфейс (например, некоторые экраны VFD NoritakeItron, медленные устройства для производств и т.п.). Данный пример позволяет оценить, насколько легко и просто настроить и использовать RS232 (USART) в микроконтроллерах.

Ниже приведен код, который осуществляет передачу символа 0.