Современная электроника №4/2019

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 52 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2019 Таймер на микроконтроллере ATTINY2313 в среде Atmel Studio 6.1 В публикации представлено описание двухканального таймера, программное обеспечение для которого разработано в среде Atmel Studio 6.1. Сергей Шишкин (schischckin.sergei2014@yandex.ru) Прежде чем переходить к разгово- ру о таймере, необходимо дать ему хотя бы самое простое определение, например такое: таймер (реле вре- мени) – устройство, предназначен- ное для коммутации (включения/ выключения) внешних цепей пита- ния или управления с нормированны- ми интервалами времени. Автоматиза- ция без таймеров просто невозможна. Основной нормативный отечествен- ный документ, определяющий общие технические условия для реле време- ни, – ГОСТ 22557-84. Согласно данно- му документу, эти устройства класси- фицируют следующим образом: ● по числу выходных цепей с незави- симыми установками выдержек вре- мени; ● по числу команд, поступающих в одну цепь на одну управляющую команду; ● по наличию регулировки выдержки времени и шкалы; ● по месту расположения регулятора выдержек времени; ● по способу монтажа на панели и спо- собу присоединения внешних про- водов; ● по виду входной воздействующей ве- личины (команды); ● по виду исполнительной части реле. В печати и в интернете можно найти тысячи конструкций таймеров с самой различной схемотехникой и на самой разной элементной базе. К этому мож- но прибавить ещё те несколько сотен промышленных таймеров (реле време- ни), которые представлены на рынке. Представленный в публикации двухка- нальный таймер найдёт своё основное применение в быту. Его можно исполь- зовать для получения эффекта присут- ствия человека в помещении: включать и выключать электроприборы в пустом доме (квартире). Кроме того, с его помощью можно управлять временем работы насоса для полива газона, ого- рода, теплицы или зарядного устрой- ства для автомобильного аккумулято- ра. Двухканальный таймер увеличивает функциональные возможности прибо- ров как минимум в два раза: в случае с насосом, например, можно независимо поливать два сектора газона. Без преувеличения можно сказать, что применение микроконтроллеров вывело разработку подобных устройств на качественно новый уровень: можно легко скорректировать параметры и заданные функции, изменяя при этом фактически только программное обе- спечение микроконтроллера. Задачу значительно упрощает использование интегрированных средств разработки, таких как Atmel Studio 6.1. Atmel анонсировала программную среду Atmel Studio 6.1 в мае 2012 года. Инсталляционный пакет можно ска- чать с официального сайта компа- нии [1] совершенно бесплатно. Среда Atmel Studio 6.1 – это современный про- дукт, позволяющий производить все этапы разработки программ для микро- контроллеров серий AVR и ARM. Про- граммный пакет AVR Studio разрабаты- вается с 2004 года. Начиная с версии 6.0 программа сменила название на Atmel Studio. Она позволяет работать как на ассемблере, так и на C/C++. Открыть проект в Atmel Studio 6.1 очень просто. После запуска програм- мы нужно выбрать пункт New Project – на экране появится окно построите- ля. Далее следует выбрать язык про- екта. Затем в поле Name : необходимо выбрать имя проекта, а в поле Location : задать путь к месту на жёстком диске, где проект будет храниться. Для перехода к следующему эта- пу нужно нажать кнопку OK , затем выбрать тип микроконтроллера, задей- ствованного в проекте (например, ATTINY2313), после чего снова нажать кнопку OK . Теперь можно набирать текст программы или копировать его из другого проекта. Принципиальная схема двухканаль- ного таймера с обратным отсчётом вре- мени на базе микроконтроллера семей- ства AVRI представлена на рисунке. Значение задаваемого времени в устройстве – от 1 до 999 (минут или секунд) с дискретностью задания 1 (минута или секунда). Обратный отсчёт времени в минутах или секундах для каждого канала задаётся пользова- телем. Каналы независимые, но запуск обратного отсчёта времени происходит одновременно для двух каналов. Канал управления нагрузкой № 1 собран на твердотельном реле DA2. Нагрузка под- ключается к соединителю Х3. Канал управляется с вывода 11 микроконтрол- лера DD1. Канал управления нагрузкой №2 собран на твердотельном реле DA1. Нагрузка подключается к соединителю Х2. Канал управляется с вывода 9 микро- контроллера DD1. С порта Р1 микро- контроллер DD1 управляет клавиату- рой (кнопки S1…S8) и динамической индикацией. Динамическая индика- ция собрана на транзисторах VT1…VT3, цифровых 7-сегментных индикаторах HG1…HG3. Резисторы R5…R12 токоогра- ничительные для сегментов индика- торов HG1…HG3. Коды для включения индикаторов HG1…HG3 при функцио- нировании динамической индикации выводятся в порт PB микроконтролле- ра DD1. Для функционирования клави- атуры задействован вывод 7 микрокон- троллера. Сетевое напряжение посту- пает на соединитель Х1 устройства. Напряжение питания +5 В – на соеди- нитель Х4. Цифровая часть принципи- альной схемы таймера гальванически развязана от сети. В интерфейс устройства входят кла- виатура (кнопки S1…S8), лампочки H1, Н2 и блок индикации (дисплей) из трёх цифровых 7-сегментных индикаторов HG1…HG3. Кнопки клавиатуры имеют следующее назначение: ● S1 ( Δ ) – увеличение значения при установке времени каналов № 1 и 2 таймера; ● S2 ( ∇ ) – уменьшение значения при установке времени каналов № 1 и 2 таймера; ● S3 (C) – кнопка включения/выклю- чения таймера для двух каналов од- новременно; при её нажатии начина- ется работа таймеров каналов – идёт