Схема электронного секундомера на микроконтроллере AT89C4051

Большинство лабораторий и учебных заведений нуждаются в точных секундомерах для измерения времени. Этот простой проект фокусируется на построении секундомера с точностью до 0,01 секунды. Секундомер можно использовать для спортивных событий, подключив датчик через разъем CON2.

Схема и работа электронного секундомера

Принципиальная схема прецизионного секундомера показана ниже. Она построена на стабилизаторе напряжения 7805 (IC1), микроконтроллере AT89C4051 (IC2), 4-разрядном 7-сегментном дисплее с общим анодом (DIS1) и нескольких дополнительных компонентах.

Схема питается от сети 220В с помощью понижающего трансформатора X1 (на схеме не показан). С выход X1 (7,5В-0-7,5В) переменное напряжение выпрямляется диодами D1 и D2 и сглаживается конденсаторами C1 и C4.

После стабилизатора 7805 напряжение 5В запитывает оставшуюся часть схемы, в том числе и микроконтроллера.

Микроконтроллер (IC2) работает на частоте 12МГц. Это достигается за счет подключения кварца 12МГц к выводам XTAL1 и XTAL2 IC2.

Конденсатор C5 и резистор R8 составляют часть схемы сброса для IC2 при включении. Кнопка S2 используется для ручного сброса IC2 и сброса счетчика на ноль. Кнопка S3 используется для запуска и остановки секундомера. 4-разрядный 7-сегментный дисплей работает в режиме мультиплексированния.

Когда переключатель S1 замкнут, дисплей DIS1 указывает 00.00. При нажатии кнопки S3, на DIS1 отображается отсчет до момента отпускания S3. Максимальный отсчет времени составляет 99,99 секунд.

Программное обеспечение написано на языке C и скомпилировано с использованием программного обеспечения Keil μVision V5. Задержка на языке C зависит от компилятора. Иногда может потребоваться небольшая коррекция в цикле задержки для точной калибровки.

Hex файл, созданный программным обеспечением Keil, записывается в микроконтроллер с использованием подходящего программатора.

Конструкция и тестирование

Рисунок печатной платы с односторонним расположением компонентов приведен ниже.

После пайки всех компонентов, запрограммируйте микроконтроллер AT89C4051 и поместите его на печатную плату с использованием панельки. Подайте питание с помощью S1. Убедитесь, что на индикаторе отображается 00.00. Если этого нет, то проверьте схему на предмет ошибок.

Когда вы нажимаете S3, дисплей начинает отсчет, отпускаете S3 — отсчет останавливается. Если снова нажать S3, отсчет Если в любой момент нажать S2, то произойдет сброс показаний в ноль.

Для настройки сравните показания с откалиброванным секундомером. Если в показаниях есть несоответствие, отрегулируйте цикл задержки в коде до достижения точного показания.

Скачать прошивку секундомера (33,5 KiB, скачано: 525)

EFY 05/2017