基于廚房定時器的設(shè)計應(yīng)用過程

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

菜單：

-通過編碼器設(shè)置安裝步驟/計時：1秒-1分鐘。

-顯示亮度設(shè)置：10秒后自動變暗，手動模式從1到30。

-設(shè)置第一個前置聲音信號：關(guān)。/從1分鐘起。長達9分鐘。

-設(shè)置倒數(shù)結(jié)束時的信號數(shù)：關(guān)。/從1到99。

-設(shè)置聲音的頻率。信號：1至4 kHz（可選）。

-設(shè)置不活動時自動關(guān)閉之前的時間：10到99秒。

-將所有設(shè)置保存在非易失性EEPROM中。

計時器：

-準(zhǔn)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。

-時間設(shè)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初步和期末帳戶的設(shè)置時間。計數(shù)結(jié)束前10秒鐘，模仿tick嗒聲。

-控制：編碼器上的最小和簡單。

-在計數(shù)過程中可以“實時”調(diào)整計數(shù)時間。

-控制模式：啟動，暫停-停止。

-每次打開電源控制。

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

-緊湊的設(shè)計和簡單的電路。

布局：

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

印刷電路板：

在對所有內(nèi)容進行了硬件測試之后，我開始開發(fā)印刷電路板。印刷電路板采用Altium Designer的CAD版本15設(shè)計。這里應(yīng)該注意的是，我不是拓撲學(xué)家，并且我目前在PCB布局方面沒有太多經(jīng)驗，但是非?？释麑W(xué)習(xí)：）。

組裝形式：

硬件描述：

定時器的核心是TSSOP-20封裝的STM8S103F3P6微控制器。最初，微控制器的時鐘是通過內(nèi)置振蕩器進行調(diào)整的，但是在測試過程中，注意到了明顯的時間漂移。通過使用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上實現(xiàn)。在測試過程中，電源通過VT2 IRLML6402現(xiàn)場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程的更多詳細信息將在另一篇文章中進行介紹。下載軟件后，計時器即可運行。

環(huán)境：

固件完成后，計時器將使用默認(rèn)設(shè)置，要更改它們，您需要進入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(jù)菜單項的說明依次設(shè)置所需的設(shè)置。當(dāng)前的MENU項目在顯示屏上顯示1秒，然后您可以通過左右旋轉(zhuǎn)編碼器旋鈕自行更改它，以轉(zhuǎn)到下一個菜單項，短暫按一下編碼器按鈕。

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

P2- 顯示亮度。0-10秒后變暗的自動模式。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(rèn)值為0-自動模式。

P3- 第一個預(yù)聲音信號的時間，以分鐘為單位。0-禁用（將沒有任何初步信號）。1-9次（以分鐘為單位）。例如，您是否要在計數(shù)結(jié)束前2分鐘響起第一個蜂鳴聲？沒問題。為此，左右旋轉(zhuǎn)編碼器旋鈕選擇數(shù)字2。僅當(dāng)設(shè)置的計時器倒數(shù)時間超過在此MENU項中設(shè)置的時間時，才會發(fā)出嗶嗶聲。默認(rèn)情況下，倒計時結(jié)束前2分鐘會響起第一個蜂鳴聲。此外，在倒數(shù)計時結(jié)束前1分鐘，相同的聲音信號將再次響起。

Р4- 倒數(shù)結(jié)束時的聲音信號數(shù)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(shù)量。聲音信號的持續(xù)時間為1 s，暫停時間為1 s。默認(rèn)值為5個信號。

P5- 聲音信號的頻率。1至4 kHz。默認(rèn)值為1kHz。注意力！僅當(dāng)固件用于無源發(fā)射器（無內(nèi)置發(fā)生器）時，此選項才可用。如果使用有源蜂鳴器（帶有內(nèi)置發(fā)電機），則此項目用于設(shè)置自動關(guān)機之前的時間。

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

如果在MENU模式下一段時間沒有任何動作，則計時器進入睡眠模式。為了在關(guān)閉狀態(tài)下回滾到默認(rèn)設(shè)置，請按住編碼器按鈕 至少2秒鐘， 直到dF默認(rèn)符號出現(xiàn)在顯示屏上，它們將顯示2秒鐘，然后計時器將重新啟動。

開發(fā)：

要打開計時器，請短按編碼器按鈕。在7段顯示器上將以破折號動畫發(fā)出歡迎聲。接下來，將出現(xiàn)tb，這意味著要進行電池測試，如果電池已放電，則會出現(xiàn)Lb，單詞Low Battery的縮寫和計時器將進入睡眠模式。需要更換電池以備將來使用。

如果一切正常，則計時器進入時間設(shè)置模式，數(shù)字0在最右邊的數(shù)字點亮，左右旋轉(zhuǎn)編碼器旋鈕以設(shè)置所需的倒計時時間。順便說一句，您可以隨時更改倒計時時間。要開始計數(shù)，請短按編碼器按鈕。會發(fā)出一聲短促的嗶嗶聲，最右邊的數(shù)字將開始閃爍。如果設(shè)置為自動變暗，則顯示屏將在5秒鐘后變暗。

此外，根據(jù)MENU的設(shè)置，如果第一個初步聲音信號處于活動狀態(tài)，則它將在設(shè)置的時間響起，并且同一信號將在倒數(shù)計時結(jié)束前1分鐘精確地響起。倒數(shù)計時結(jié)束前10秒鐘，會發(fā)出一聲短促的嗶嗶聲，并且當(dāng)時間到期時，會發(fā)出長時間的蜂鳴聲，并且在P5 / P6 MENU項目中設(shè)置的指定時間后，計時器將自動關(guān)閉，具體取決于所使用的固件。當(dāng)剩余時間少于1分鐘時，顯示屏將以2位數(shù)字顯示秒。

如果您已經(jīng)啟動了計時器，但是您需要更改倒數(shù)時間，則只需在將秒數(shù)設(shè)為零時向左或向右旋轉(zhuǎn)編碼器旋鈕即可。

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

要停止計時器，請按住編碼器按鈕，直到出現(xiàn)一聲短促的嗶嗶聲并重置時間。然后計時器將自動關(guān)閉。