基于廚房定時(shí)器的設(shè)計(jì)應(yīng)用過程

廚房定時(shí)器設(shè)計(jì)用于倒計(jì)時(shí)設(shè)置的時(shí)間，并在倒計(jì)時(shí)信號(hào)結(jié)束時(shí)發(fā)出初步和結(jié)束的聲音信號(hào)。時(shí)間由增量編碼器設(shè)置。時(shí)間顯示在帶有OA的2位7段顯示器上。計(jì)時(shí)器由3節(jié)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(yùn)行中，根據(jù)設(shè)置的亮度和點(diǎn)亮的部分，它大約消耗2-10 mA的電流。

菜單：

-通過編碼器設(shè)置安裝步驟/計(jì)時(shí)：1秒-1分鐘。

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

-設(shè)置第一個(gè)前置聲音信號(hào)：關(guān)。/從1分鐘起。長(zhǎng)達(dá)9分鐘。

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

-設(shè)置聲音的頻率。信號(hào)：1至4 kHz（可選）。

-設(shè)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(shè)置保存在非易失性EEPROM中。

計(jì)時(shí)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(shí)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(hào)：可切換。2初步和期末帳戶的設(shè)置時(shí)間。計(jì)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(jiǎn)單。

-在計(jì)數(shù)過程中可以“實(shí)時(shí)”調(diào)整計(jì)數(shù)時(shí)間。

-控制模式：?jiǎn)?dòng)，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(shí)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(jì)和簡(jiǎn)單的電路。

布局：

像任何其他電子設(shè)備一樣，廚房定時(shí)器已經(jīng)通過了程序代碼的原型設(shè)計(jì)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(gòu)買的8位STM8S103F3P6微控制器的調(diào)試板。

印刷電路板：

在對(duì)所有內(nèi)容進(jìn)行了硬件測(cè)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(jì)。這里應(yīng)該注意的是，我不是拓?fù)鋵W(xué)家，并且我目前在PCB布局方面沒有太多經(jīng)驗(yàn)，但是非?？释麑W(xué)習(xí)：）。

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)鐘是通過內(nèi)置振蕩器進(jìn)行調(diào)整的，但是在測(cè)試過程中，注意到了明顯的時(shí)間漂移。通過使用4 MHz的外部晶體可以避免這種情況。

測(cè)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(xiàn)。在測(cè)試過程中，電源通過VT2 IRLML6402現(xiàn)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?yàn)樗堰B接到SWIM端口，并阻止了編程器檢測(cè)微控制器。我在STVP-ST Visual Programmer中閃爍。在OPTION BYTE選項(xiàng)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(xì)信息將在另一篇文章中進(jìn)行介紹。下載軟件后，計(jì)時(shí)器即可運(yùn)行。

環(huán)境：

固件完成后，計(jì)時(shí)器將使用默認(rèn)設(shè)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(jù)菜單項(xiàng)的說明依次設(shè)置所需的設(shè)置。當(dāng)前的MENU項(xiàng)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(gè)菜單項(xiàng)，短暫按一下編碼器按鈕。

Р1- 計(jì)時(shí)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(jì)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(jí)別，其中1-最小亮度，30-最大亮度。默認(rèn)值為0-自動(dòng)模式。

P3- 第一個(gè)預(yù)聲音信號(hào)的時(shí)間，以分鐘為單位。0-禁用（將沒有任何初步信號(hào)）。1-9次（以分鐘為單位）。例如，您是否要在計(jì)數(shù)結(jié)束前2分鐘響起第一個(gè)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(jì)時(shí)器倒數(shù)時(shí)間超過在此MENU項(xiàng)中設(shè)置的時(shí)間時(shí)，才會(huì)發(fā)出嗶嗶聲。默認(rèn)情況下，倒計(jì)時(shí)結(jié)束前2分鐘會(huì)響起第一個(gè)蜂鳴聲。此外，在倒數(shù)計(jì)時(shí)結(jié)束前1分鐘，相同的聲音信號(hào)將再次響起。

Р4- 倒數(shù)結(jié)束時(shí)的聲音信號(hào)數(shù)量。0-禁用所有聲音信號(hào)，包括初步聲音信號(hào)。靜音模式。從1到99的蜂鳴聲數(shù)量。聲音信號(hào)的持續(xù)時(shí)間為1 s，暫停時(shí)間為1 s。默認(rèn)值為5個(gè)信號(hào)。

P5- 聲音信號(hào)的頻率。1至4 kHz。默認(rèn)值為1kHz。注意力！僅當(dāng)固件用于無(wú)源發(fā)射器（無(wú)內(nèi)置發(fā)生器）時(shí)，此選項(xiàng)才可用。如果使用有源蜂鳴器（帶有內(nèi)置發(fā)電機(jī)），則此項(xiàng)目用于設(shè)置自動(dòng)關(guān)機(jī)之前的時(shí)間。

P6- 自動(dòng)關(guān)機(jī)的時(shí)間（以秒為單位）。10到99秒。默認(rèn)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(xiàng)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(jì)時(shí)器將重啟并應(yīng)用新的MENU設(shè)置。所有設(shè)置都存儲(chǔ)在非易失性EEPROM存儲(chǔ)器中。

如果在MENU模式下一段時(shí)間沒有任何動(dòng)作，則計(jì)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(rèn)設(shè)置，請(qǐng)按住編碼器按鈕 至少2秒鐘， 直到dF默認(rèn)符號(hào)出現(xiàn)在顯示屏上，它們將顯示2秒鐘，然后計(jì)時(shí)器將重新啟動(dòng)。

開發(fā)：

要打開計(jì)時(shí)器，請(qǐng)短按編碼器按鈕。在7段顯示器上將以破折號(hào)動(dòng)畫發(fā)出歡迎聲。接下來，將出現(xiàn)tb，這意味著要進(jìn)行電池測(cè)試，如果電池已放電，則會(huì)出現(xiàn)Lb，單詞Low Battery的縮寫和計(jì)時(shí)器將進(jìn)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(jì)時(shí)器進(jìn)入時(shí)間設(shè)置模式，數(shù)字0在最右邊的數(shù)字點(diǎn)亮，左右旋轉(zhuǎn)編碼器旋鈕以設(shè)置所需的倒計(jì)時(shí)時(shí)間。順便說一句，您可以隨時(shí)更改倒計(jì)時(shí)時(shí)間。要開始計(jì)數(shù)，請(qǐng)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(shù)字將開始閃爍。如果設(shè)置為自動(dòng)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(gè)初步聲音信號(hào)處于活動(dòng)狀態(tài)，則它將在設(shè)置的時(shí)間響起，并且同一信號(hào)將在倒數(shù)計(jì)時(shí)結(jié)束前1分鐘精確地響起。倒數(shù)計(jì)時(shí)結(jié)束前10秒鐘，會(huì)發(fā)出一聲短促的嗶嗶聲，并且當(dāng)時(shí)間到期時(shí)，會(huì)發(fā)出長(zhǎng)時(shí)間的蜂鳴聲，并且在P5 / P6 MENU項(xiàng)目中設(shè)置的指定時(shí)間后，計(jì)時(shí)器將自動(dòng)關(guān)閉，具體取決于所使用的固件。當(dāng)剩余時(shí)間少于1分鐘時(shí)，顯示屏將以2位數(shù)字顯示秒。

如果您已經(jīng)啟動(dòng)了計(jì)時(shí)器，但是您需要更改倒數(shù)時(shí)間，則只需在將秒數(shù)設(shè)為零時(shí)向左或向右旋轉(zhuǎn)編碼器旋鈕即可。

如果計(jì)時(shí)器正在運(yùn)行，并且您需要暫停計(jì)時(shí)，請(qǐng)短按編碼器按鈕，同時(shí)數(shù)字中的數(shù)字將閃爍。要繼續(xù)操作，請(qǐng)短暫按編碼器按鈕，將發(fā)出一聲短促的嗶嗶聲，并且計(jì)時(shí)器將繼續(xù)倒計(jì)時(shí)。

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