СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 2011-7

Современные микроконтроллеры (МК) широко применяются в автомо бильной электронике, средствах изме рения и связи, различных промышлен ных приложениях. Снижение стоимос ти микроконтроллеров и доступность средств программирования создаёт новые области применения, где МК успешно заменяют дискретные ИС. Одной из таких областей являются игрушки и другие потребительские устройства для развлечений, в которых применениевосьмиразрядныхМКвпол не уместно и обосновано. Предлагаемое устройство для созда ния световых эффектов (далее – уст ройство), прежде всего, ориентирова но на украшение новогодней ёлки, но может быть использовано для других иллюминаций. Устройство выполнено на микроконтроллере АTMEGA8535, хотя можно применить МК и с более скромными ресурсами. Принципиальная схема устройства приведена на рисунке. Введём следую щие условные обозначения: индика тор HL2 – индикатор № 1, индикатор HL3 – индикатор № 2, индикатор HL104 – индикатор № 103, индикатор HL1 – индикатор№104. Конструктив но индикаторы№№1 – 8 образуют со бой гирлянду (далее гирлянда№1), со ответственно, индикаторы №№ 9 – 16 образуют гирлянду № 2 и т.д. Индика торы №№ 97 – 104 – гирлянду № 13. Положим, что все индикаторы в гир лянде расположены в один ряд. При менительно к украшению ёлки, слева можно разместить гирлянды с нечёт ными номерами, а справа – с чётны ми. Гирлянда № 13 размещается на стволе ёлки, индикатор HL1 (№ 104) – в звезде на верхушке ёлки. В интерфейс управления устройства входят: клавиатура (кнопки S1 – S4) и цифровой индикатор HG1. Число, ин дицируемое на индикаторе, определя ет номер светового эффекта, выполня ПРАКТИЧЕСКАЯ ЭЛЕКТРОНИКА 50 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2011 Устройство для создания световых эффектов на микроконтроллере Сергей Шишкин (Нижегородская обл.) В статье описано устройство для создания световых эффектов на базе микроконтроллера ATMEGA8535. Редакция журнала надеется, что это несложное устройство будет воспроизведено каким либо российским предприятием и потеснит на рынке аналогичные китайские изделия. емого в устройстве. Кнопки клавиату ры имеют следующее назначение: ● S1 ( Δ ) –инкремент числа, индицируе могонаиндикатореHG1(выборноме равыполняемогосветовогоэффекта); ● S2 ( ∇ ) – декремент числа, индицируе могонаиндикатореHG1(выборноме равыполняемогосветовогоэффекта); ● S3 (С) – старт/стоп. После нажатия на данную кнопку устройство реа лизует световой эффект, индицируе мый на индикаторе HG1, или комби нацию световых эффектов; ● S4 (В) – включает/выключает все индикаторы HL1 – HL104. Данная операция необходима для проверки работоспособности индикаторов HL1 – HL104. Выполняемый световой эффект за даётся кнопками S1, S2 и далее под тверждается кнопкой S3. Световые эф фекты, реализуемые в устройстве, опи саны в таблице. На семисегментом индикаторе HG1 буква B и цифра 8, а также буква D и цифра 0 выглядят одинаково. Поэто му при отображении букв B и D на ин дикаторе HG1 включается точка h. Основой устройства служит микро контроллер DD1, рабочая частота ко торого задаётся генератором с внеш ним резонатором ZQ1 на 10 МГц. С порта РА микроконтроллер DD1 управляет индикаторами гирлянд №№7 – 13. Соответственно, гирлянды зажигаются ключами, выполненными на транзисторах VT2 – VT8. Данные ключи управляются с порта PB микро контроллера DD1. Индикатор HL1 управляется с вывода 8 микроконтрол лера. Коды включения индикаторов поступают на вход порта А микроко нтроллера DD1. С порта РC микроко нтроллер DD1 управляет клавиатурой (кнопки S1 – S4), индикатором HG1 и индикаторами гирлянд№№7 – 12. Со ответственно, гирлянды зажигаются ключами, выполненными на транзис торах VT9 – VT15. Данные ключи управляются с порта PD микрокон троллера DD1. Коды включения инди каторов поступают на вход порта PС микроконтроллера DD1. Для функционирования клавиату ры задействован вывод 21 микрокон троллера DD1. Питающее напряжение поступает на плату с соединителя Х1. После подачипитанияна выводе 9мик роконтроллера DD1 цепью R4С3 фор мируется сигнал системного аппарат ного сброса микроконтроллера DD1. При инициализации во все разряды портов РB, PD, PA, PC микроконтролле ра DD1 записываются лог. 1. Ключи на транзисторах VT1 – VT15 закрыты, ин дикаторыHL1 – HL104 – выключены. Программное обеспечение микро контроллера DD1 обеспечивает реали зацию алгоритма работы задаваемых световых эффектов в режиме динами ческой индикации. Задача формиро вания временного интервала для вклю чения индикаторов каждой гирлянды (или интервала переключения инди каторов и гирлянд) решена с помощью прерываний от таймера/счётчика 0 и счётчика на регистре r20 (секунды). Таймер/счётчик 0 формирует запрос на прерывание. Счётчик на регист ре r20 подсчитывает количество пре рываний (декрементирует число, за гружаемое в r20), и устанавливается необходимый флаг (нулевой разряд регистра r19 (flo)). Чтобы увеличить скорость переключения индикаторов (гирлянд), можно уменьшить число, загружаемое в r20. Программа состоит из процедуры инициализации, основной програм мы, работающей в замкнутом цикле, и подпрограммы обработки прерыва ния от таймера/счётчика 0. Последняя осуществляет формирование времен ного интервала для включения ин дикаторов, опрос клавиатуры, работу динамической индикации, а также вы полнение всех световых эффектов, ре ализованных в устройстве. В памяти данных микроконтроллера DD1 с адреса 60Н по 73Н организован буфер отображения для динамической индикации. По адресу 60Н находится байт номера отображаемого светового © СТА-ПРЕСС