基于廚房定時(shí)器的設計應用過(guò)程

廚房定時(shí)器設計用于倒計時(shí)設置的時(shí)間，并在倒計時(shí)信號結束時(shí)發(fā)出初步和結束的聲音信號。時(shí)間由增量編碼器設置。時(shí)間顯示在帶有OA的2位7段顯示器上。計時(shí)器由3節AA電池供電，總電源電壓為4.5V。在不工作時(shí)，定時(shí)器處于睡眠模式，僅消耗幾微安。在運行中，根據設置的亮度和點(diǎn)亮的部分，它大約消耗2-10 mA的電流。

菜單：

-通過(guò)編碼器設置安裝步驟/計時(shí)：1秒-1分鐘。

-顯示亮度設置：10秒后自動(dòng)變暗，手動(dòng)模式從1到30。

-設置第一個(gè)前置聲音信號：關(guān)。/從1分鐘起。長(cháng)達9分鐘。

-設置倒數結束時(shí)的信號數：關(guān)。/從1到99。

-設置聲音的頻率。信號：1至4 kHz（可選）。

-設置不活動(dòng)時(shí)自動(dòng)關(guān)閉之前的時(shí)間：10到99秒。

-將所有設置保存在非易失性EEPROM中。

計時(shí)器：

-準確度：1秒。

-范圍：1秒至99秒/ 1分鐘至99分鐘。

-解析度：1秒。/ 1分鐘。

-時(shí)間設置步驟：1秒。/ 1分鐘。

-指示：帶有OA的2位7段記錄器。

-聲音信號：可切換。2初步和期末帳戶(hù)的設置時(shí)間。計數結束前10秒鐘，模仿tick嗒聲。

-控制：編碼器上的最小和簡(jiǎn)單。

-在計數過(guò)程中可以“實(shí)時(shí)”調整計數時(shí)間。

-控制模式：?jiǎn)?dòng)，暫停-停止。

-每次打開(kāi)電源控制。

-電源：3節AA電池。4.5 V，工作時(shí)的電流消耗2 。.. 10 mA，取決于亮度，在睡眠模式下不超過(guò)10 。.. 20μA。

-緊湊的設計和簡(jiǎn)單的電路。

布局：

像任何其他電子設備一樣，廚房定時(shí)器已經(jīng)通過(guò)了程序代碼的原型設計和調試階段。一切都焊接在原型板上，并通過(guò)電線(xiàn)互連。心臟和大腦：）在此階段是基于從Aliexpress購買(mǎi)的8位STM8S103F3P6微控制器的調試板。

印刷電路板：

在對所有內容進(jìn)行了硬件測試之后，我開(kāi)始開(kāi)發(fā)印刷電路板。印刷電路板采用Altium Designer的CAD版本15設計。這里應該注意的是，我不是拓撲學(xué)家，并且我目前在PCB布局方面沒(méi)有太多經(jīng)驗，但是非?？释麑W(xué)習：）。

組裝形式：

硬件描述：

定時(shí)器的核心是TSSOP-20封裝的STM8S103F3P6微控制器。最初，微控制器的時(shí)鐘是通過(guò)內置振蕩器進(jìn)行調整的，但是在測試過(guò)程中，注意到了明顯的時(shí)間漂移。通過(guò)使用4 MHz的外部晶體可以避免這種情況。

測試期間電池上的電壓電平由LM393上的比較器控制，該比較器的輸出連接到PD2端口。比較器的參考電壓在TL431上實(shí)現。在測試過(guò)程中，電源通過(guò)VT2 IRLML6402現場(chǎng)控制器上的鍵為電路供電。

為了連接指示器，使用了DD2 74HC595上的移位寄存器。

固件：

注意！ 必須用焊接的電阻器R3閃爍，因為它已連接到SWIM端口，并阻止了編程器檢測微控制器。我在STVP-ST Visual Programmer中閃爍。在OPTION BYTE選項卡上加載固件后，需要立即將AFR0配置為替代功能，選擇Port PC6 TIM1_CH1和Port PC7 TIM1_CH2并加載到MC中。斷開(kāi)編程器的連接，不要忘記將電阻器R3焊接到板上。有關(guān)將軟件加載到微控制器中的過(guò)程的更多詳細信息將在另一篇文章中進(jìn)行介紹。下載軟件后，計時(shí)器即可運行。

環(huán)境：

固件完成后，計時(shí)器將使用默認設置，要更改它們，您需要進(jìn)入MENU。在關(guān)閉狀態(tài)下，按住編碼器按鈕至少1秒鐘，直到發(fā)出一聲短促的嗶嗶聲和字母M，然后根據菜單項的說(shuō)明依次設置所需的設置。當前的MENU項目在顯示屏上顯示1秒，然后您可以通過(guò)左右旋轉編碼器旋鈕自行更改它，以轉到下一個(gè)菜單項，短暫按一下編碼器按鈕。

Р1- 計時(shí)器倒數。0-以分鐘為單位的倒數，1-以秒為單位的倒數。默認情況下，0是倒計時(shí)（以分鐘為單位）。

P2- 顯示亮度。0-10秒后變暗的自動(dòng)模式。從1到30的恒定亮度級別，其中1-最小亮度，30-最大亮度。默認值為0-自動(dòng)模式。

P3- 第一個(gè)預聲音信號的時(shí)間，以分鐘為單位。0-禁用（將沒(méi)有任何初步信號）。1-9次（以分鐘為單位）。例如，您是否要在計數結束前2分鐘響起第一個(gè)蜂鳴聲？沒(méi)問(wèn)題。為此，左右旋轉編碼器旋鈕選擇數字2。僅當設置的計時(shí)器倒數時(shí)間超過(guò)在此MENU項中設置的時(shí)間時(shí)，才會(huì )發(fā)出嗶嗶聲。默認情況下，倒計時(shí)結束前2分鐘會(huì )響起第一個(gè)蜂鳴聲。此外，在倒數計時(shí)結束前1分鐘，相同的聲音信號將再次響起。

Р4- 倒數結束時(shí)的聲音信號數量。0-禁用所有聲音信號，包括初步聲音信號。靜音模式。從1到99的蜂鳴聲數量。聲音信號的持續時(shí)間為1 s，暫停時(shí)間為1 s。默認值為5個(gè)信號。

P5- 聲音信號的頻率。1至4 kHz。默認值為1kHz。注意力！僅當固件用于無(wú)源發(fā)射器（無(wú)內置發(fā)生器）時(shí)，此選項才可用。如果使用有源蜂鳴器（帶有內置發(fā)電機），則此項目用于設置自動(dòng)關(guān)機之前的時(shí)間。

P6- 自動(dòng)關(guān)機的時(shí)間（以秒為單位）。10到99秒。默認情況下，閑置10秒后自動(dòng)關(guān)閉。如果固件與活動(dòng)的蜂鳴器一起使用，則此菜單項在P5中執行。再按一次編碼器按鈕以保存設置，顯示屏將顯示題字SP Save參數，并且1秒鐘后計時(shí)器將重啟并應用新的MENU設置。所有設置都存儲在非易失性EEPROM存儲器中。

如果在MENU模式下一段時(shí)間沒(méi)有任何動(dòng)作，則計時(shí)器進(jìn)入睡眠模式。為了在關(guān)閉狀態(tài)下回滾到默認設置，請按住編碼器按鈕 至少2秒鐘， 直到dF默認符號出現在顯示屏上，它們將顯示2秒鐘，然后計時(shí)器將重新啟動(dòng)。

開(kāi)發(fā)：

要打開(kāi)計時(shí)器，請短按編碼器按鈕。在7段顯示器上將以破折號動(dòng)畫(huà)發(fā)出歡迎聲。接下來(lái)，將出現tb，這意味著(zhù)要進(jìn)行電池測試，如果電池已放電，則會(huì )出現Lb，單詞Low Battery的縮寫(xiě)和計時(shí)器將進(jìn)入睡眠模式。需要更換電池以備將來(lái)使用。

如果一切正常，則計時(shí)器進(jìn)入時(shí)間設置模式，數字0在最右邊的數字點(diǎn)亮，左右旋轉編碼器旋鈕以設置所需的倒計時(shí)時(shí)間。順便說(shuō)一句，您可以隨時(shí)更改倒計時(shí)時(shí)間。要開(kāi)始計數，請短按編碼器按鈕。會(huì )發(fā)出一聲短促的嗶嗶聲，最右邊的數字將開(kāi)始閃爍。如果設置為自動(dòng)變暗，則顯示屏將在5秒鐘后變暗。

此外，根據MENU的設置，如果第一個(gè)初步聲音信號處于活動(dòng)狀態(tài)，則它將在設置的時(shí)間響起，并且同一信號將在倒數計時(shí)結束前1分鐘精確地響起。倒數計時(shí)結束前10秒鐘，會(huì )發(fā)出一聲短促的嗶嗶聲，并且當時(shí)間到期時(shí)，會(huì )發(fā)出長(cháng)時(shí)間的蜂鳴聲，并且在P5 / P6 MENU項目中設置的指定時(shí)間后，計時(shí)器將自動(dòng)關(guān)閉，具體取決于所使用的固件。當剩余時(shí)間少于1分鐘時(shí)，顯示屏將以2位數字顯示秒。

如果您已經(jīng)啟動(dòng)了計時(shí)器，但是您需要更改倒數時(shí)間，則只需在將秒數設為零時(shí)向左或向右旋轉編碼器旋鈕即可。

如果計時(shí)器正在運行，并且您需要暫停計時(shí)，請短按編碼器按鈕，同時(shí)數字中的數字將閃爍。要繼續操作，請短暫按編碼器按鈕，將發(fā)出一聲短促的嗶嗶聲，并且計時(shí)器將繼續倒計時(shí)。

要停止計時(shí)器，請按住編碼器按鈕，直到出現一聲短促的嗶嗶聲并重置時(shí)間。然后計時(shí)器將自動(dòng)關(guān)閉。