Часы-календарь-термометр на PIC16F628A и ЖКИ М269

Авторы исследовали ЖКИ, снятый с неисправной платы про­мышленного электронного прибора, и применили его в часах собственной разработки.

В наше распоряжение попали не­сколько списанных электронных плат, входивших в состав импортных приборов, предназначенных для управ­ления технологическими процессами. На платах имелись ЖКИ M269 фирмы Clover Display Ltd. Такие ЖКИ имеют значительную площадь экрана, отображают большое число симво­лов, надписей и мнемоник и всего четыре внешних выво­да. Захотелось попробовать применить эти ЖКИ в радио­любительской практике.

Поиск описания ЖКИ это­го типа в Интернете ничего не дал, запрос на фирму- изготовитель привёл лишь к отписке о частной собствен­ности на запрашиваемую информацию. Поэтому при­шлось действовать самос­тоятельно. Выводы питания ЖКИ удалось найти, подав напряжение 3 В на соответ­ствующие выводы микро­контроллера, установленно­го на той же плате. После этого прошёл начальный тест индикатора, и на его эк­ране появилось изображе­ние, показанное на рис. 1.

В центре экрана — пять знакомест 7×5 пкс для больших семиэлементных символов с десятичными запятыми (точ­ками) и подчёркиванием. Внизу — де­вять аналогичных знакомест для симво­лов среднего размера с подчёркивани­ем и только двумя запятыми. Справа — две строки по пять знакомест для ма­леньких символов.

Всё управление ЖКИ происходит по двум проводам, что навело на мысль о шине I²C. Подтвердить это помог двух­канальный запоминающий осцилло­граф. С его помощью информация, по­сылаемая микроконтроллером в инди­катор, была расшифрована. Она со­стоит из шести кодовых слов W1—W6,

приведённых в таблице. Каждое слово, согласно протоколу I²С, начина­ется с условия «Старт» (S) и заканчива­ется условием «Стоп» (Р). Эта группа слов записывается в индикатор по несколько раз в секунду. При их отсутст­вии индикатор отображает ранее вве­дённую информацию до отключения питания.

W1 — S	76	80	34	80	0c	80	06	80	35	80	FF	80	9d	80	03	80	04 80 08 80 34 P
W2 — S	76	80	80	40	20	20	20	20	30	07	53	2F	63	6d	20	20	P
w3 — S	76	80	CO	40	20	33	32	2C	20	30	20	20	20	20	CO	46	P
W4 — S	76	80	80	80	40	40	10	05	00	01	00	00	00	00	P
W5 — S	76	80	80	80	60	40	10	01	00	01	00	00	00	00	P
w6 — S	76	80	35	80	OA	00	34	00	00	P

Анализ кодовых слов привёл к выво­ду, что W1 отвечает за инициализацию и контрастность ЖКИ, W2 — за отображе­ние пяти больших и семи малых симво­лов, W3 — за отображение девяти сред­них и трёх малых символов, W4 и W5 — за включение и фазу мигания мнемони­ческих символов, надписей, отображе­ние десятичных запятых и подчёркива­ние больших и средних символов. Кодовое слово W6 несёт служебную информацию и на экране ЖКИ не ото­бражается.

Методом проб и ошибок удалось выяснить соответствие байтов кодовых слов знакоместам экрана ЖКИ и содер­жимое знакогенератора индикатора. На рис. 2 для каждого из символьных зна­комест указаны номера кодового слова (Wx) и байта в нём (By), Например, передача числа 30Н в девятом байте кодового слова W2 приведёт к появле­нию цифры 0 в крайнем правом знако­месте больших символов. Знакогене­ратор для цифр и букв латинского алфа­вита оказался таким же, как у индикаторов с контроллером HD44780. Русские буквы отсутствуют. Мнемонические символы и над­писи (кроме слова «SETUP») ис­пользовать не планировалось.

Элементная база для разра­ботанных часов, схема которых показана на рис. 3, была вы­брана исходя из напряжения питания индикатора +3 В, нали­чия интерфейса I²С и доступно­сти. Особенность устройства — работа микроконтроллера DD2 PIC16F628A от внутреннего тактового генератора без квар­цевого резонатора. Счёт вре­мени ведёт микросхема часов реального времени (RTC) DD1 типа ISL1208IB8Z [1], темпера­туру измеряет датчик ВК1 AD7414ARTZ-0 [2]. В процессе работы RTC формируют запро­сы прерывания микроконтрол­лера, следующие с частотой 1 Гц. По каждому запросу микроконтроллер считывает информации о времени и температуре, формирует и отправляет кодовую посылку на ЖКИ HG1, после чего «засыпает». Далее про­цесс бесконечно повторяется.

Литиевый элемент G1 — резервный источник питания для RTC. Он помещён в специальный держатель, выпаянный вместе с кварцевым резонатором на 32768 Гц из негодной материнской пла­ты компьютера. Часы собраны на макет­ной плате и помещены в подходящую по размерам пластмассовую коробку.

Программа для микроконтроллера написана на языке microC for PIC 5.6.0 . Работа с интерфейсом I²С рассмотрена в [3].

При первоначальном включении ча­сов следует отрегулировать контраст­ность индикатора, выбрать число гра­дусов коррекции температуры, далее установить начальные значения време­ни и календаря. Входят в режим «Уста­новка» и выбирают изменяемый пара­метр кнопкой SB1, перебирают его возможные значения кнопкой SB2 или SB3.

Предусмотрены два режима устрой­ства: часы с секундомером и календарём (рис. 4) и часы с термометром и календарём (рис. 5). Переход между режимами осуществляется нажатиями на любую из кнопок SB2 или SB3.

Для изготовления часов при соответ­ствующей корректировке программы можно использовать почти любые мик­росхемы RTC и цифровые датчики тем­пературы с напряжением питания 3 В, оснащённые шиной I²С. Наиболее инте­ресны микросхемы RTC со встроенным кварцевым резонатором. Дополнив описанные часы датчиками влажности и атмосферного давления, можно пре­вратить их в домашнюю метеостанцию.

Прикрепленные файлы

ЛИТЕРАТУРА

1. . ISL1208IB8Z I²C® Real Time Clock/ Calendar. — URL: http://www.intersil.com/content/dam/intersil/documents/isll/isl1208.pdf (08.12.14)

2. AD7414ARTZ-0 ±0.5 °C Accurate, 10-Bit Digital Temperature Sensors in SOT-23. — URL: http://www.analog.com/static/imported-files/data_sheets/AD741 4_741 5.pdf (08.12.14).
3. Семёнов Б. Ю. Шина I²C в радиотехни­ческих конструкциях. — М.: Солон-Р, 2002.

Автор: А. АБАКУМОВ, Ю. КУЗИН, г. Тула
Источник: Радио №8, 2015