6.2 Выбор устройства индикации

Для уменьшения числа используемых портов ввода-вывода микроконтроллера применяется динамическая индикация. Кроме того, для увеличения быстродействия и снижения сложности адресации, необходимо применить специализированный дешифратор, преобразующий входной BCD код в код семисегментного индикатора на выходе.

Для лучшего согласования с микроконтроллером применим дешифратор, выполненный на основе КМОП технологии. В данном курсовом проекте будем использовать дешифратор К564ИД5.

Рис. 6.2 Дешифратор К564ИД5 (а) и его цоколевка (б)

На рисунке 6.2, а показана структурная схема дешифратора. Здесь четырехразрядный входной код подается на триггеры-защелки, фиксирующие его. Если на вход разрешения E подано напряжение высокого уровня, данные будут передаваться от входов A – D далее, к выходам a – g. Напряжение низкого уровня на входе E защелкивает данные, кроме того, могут остаться выбранными соответствующие сегменты индикатора.

От входных защелок данные поступают на схему сдвига уровней, у которой есть дополнительный вход переменного напряжения. Схема сдвига уровней позволяет расширить в сторону отрицательной полярности амплитуду переменного сигнала на индикаторе. С этой целью у микросхемы сделан вход отрицательного напряжения . С импульсами увеличенной амплитуды работают дешифраторы и семь усилителей сигналов сегментов (a – g).

«Зажигание» сегментов осуществляется с помощью входа F, сигнал на котором может перевести выходные сигналы сегментов на высокий или низкий уровни либо подать на них переменные прямоугольные импульсы.

Если на входе F – напряжение низкого уровня, на выходах выбираемых сегментов появится напряжение высокого уровня. При напряжении высокого уровня на входе F выходные напряжения низкого уровня появятся на сегментах, которые выбираются с помощью кода A – D.

Для реализации динамической индикации используем микроконтроллер для подключения к общим выводам индикаторов высоких или низких логических уровней. Сигнал с микроконтроллера усилим с помощью буферов К564ПУ4.

3. Устройство звуковой сигнализации

В качестве ключа, коммутирующего динамическую головку к общему проводу выберем маломощный транзистор (КТ645А) с учетом рекомендаций для микроконтроллеров ATTiny2313. Рекомендованная схема включения транзистора показана на рис. 6.3

Номинал резистора R₂ примем равным 33 кОм

Рис. 6.3 Схема включения

транзистора

2. Разработка принципиальной схемы системы

Микроконтроллере ATTiny2313 оснащен внутренним тактовым генератором, частота которого может задаваться внутренней RC-цепью, внешней RC-цепью, с использованием кварцевого или керамического резонатора. Для лучшей стабильности частоты тактового генератора применим схему тактирования микроконтроллера с помощью керамического резонатора частотой 1МГц. Данная схема включения приведена на рис. 7.1.

Номиналы емкостей конденсаторов , выбираются из диапазона 10 – 22 пФ.

Рис. 7.1 Схема подключения

керамического резонатора

К каждому из выводов портов микроконтроллера ATTiny2313 можно программно подключить внутренние подтягивающие резисторы, что и будет реализовано при подключения кнопочных переключателей.

К портам PD0…PD2, PD4 подключим кнопочные переключатели установки режимов таймера.

Вывод PB3 в микроконтроллерах ATTiny2313 можно использовать как выход сигнала совпадения от таймера, с помощью которого мы реализуем генератор звукового сигнала.

Порты PB0, PB1 используем для активации-деактивации индикаторов, а порты в качестве вывода BCD кода, который далее с помощью дешифратора будет преобразован в код семисегментного индикатора.

Составим принципиальную схему таймера:

Рис. 7.2 Принципиальная схема таймера