27_29.PDF

Emulator odbiornika DCF

AVT−5050

Emulator moøe byÊ

przydatny przygotowuj¹cym

oprogramowanie obs³uguj¹ce

odbiorniki sygna³u DCF. Gdy

program nie dzia³a poprawnie

nie wiemy jaka jest

przyczyna: czy odbiornik

odbiera zak³Ûcony sygna³, czy

wystÍpuje b³¹d w†programie?

DziÍki emulatorowi mamy

pewnoúÊ, øe nadawany przez

niego sygna³ jest prawid³owy.

Na sygna³ synchroniza-

cji z†odbiornika DCF trzeba cze-

kaÊ nawet minutÍ, dziÍki emula-

torowi czas ten wynosi tylko kilka

sekund. Emulator odbiornika DCF

opisano juø na ³amach EP (AVT-

423). Jego budowa by³a oparta na

EPROM-ie, co powodowa³o ko-

niecznoúÊ zastosowania wielu do-

datkowych uk³adÛw. Opisany

w†tym artykule emulator jest

o†wiele prostszy. Zawiera tylko

jeden uk³ad scalony (nie licz¹c

stabilizatora). Ponadto o†wiele ³at-

wiej wpisaÊ dane przesy³ane DCF.

wanymi zwarciem wyjúcia do masy

czy szyny zasilania. Emulator wy-

twarza zarÛwno napiÍcia bipolarne

jak i†unipolarne, co jest zaleøne od

budowy stopnia wejúciowego zega-

ra DCF. Z†napiÍciami bipolarnymi

bÍdziemy mieli do czynienia, gdy

emulator pod³¹czymy do portu

RS232C (np. komputer), a†napiÍcia

unipolarne s¹ stosowane przy

innych rozwi¹zaniach w†innych

konstrukcjach (np. AVT-322, AVT-

5022). Dioda D3 úwieci siÍ w†mo-

mentach, gdy na wyjúciu RS po-

jawia siÍ impuls. Na wyjúciu

OUT_TTL pojawiaj¹ siÍ impulsy

w†standardzie TTL. Wyjúcie to mo-

øe byÊ uøyteczne, gdy bÍdziemy

programowaÊ zegar, a†nie zbudowa-

liúmy jeszcze czÍúci sprzÍtowej.

WÛwczas wyjúcie OUT_TTL ³¹czy-

my w†wybranym wyprowadzeniem

procesora, w†ktÛrym zapisano de-

koduj¹cym sygna³ DCF. Emulator

jest zasilany z†portu RS232C. Jeúli

jednak wykorzystamy wyjúcie

OUT_TTL emulator trzeba zasiliÊ

inaczej. Moøemy podaÊ napiÍcie

+8...15V na wejúcie 12V lub napiÍ-

cie +5V na wejúcie 5V.

W†pamiÍci procesora zapisano

program generuj¹cy sygna³ DCF.

Program obs³uguj¹cy zegar jest

doúÊ krÛtki, dlatego zdecydowa-

³em siÍ na umieszczenie jego

treúci w†artykule ( list. 1 ).

Waønym fragmentem programu

s¹ deklaracje pojawiaj¹ce siÍ za

etykiet¹ ìdane:î. Kaøda deklaracja

Budowa i†dzia³anie

Jak widaÊ na schemacie elekt-

rycznym ( rys. 1 ), urz¹dzenie jest

banalnie proste. NapiÍcie zasilania

z†gniazda DB9 (w†takie samo gniaz-

do s¹ wyposaøone odbiorniki DCF)

jest obniøane do 5V za pomoc¹

scalonego stabilizatora US1. Kon-

densatory C1...C4 filtruj¹ napiÍcie

zasilaj¹ce. NapiÍcie 5V s³uøy do

zasilania procesora. Elementy C5

i†R1 formuj¹ sygna³ zeruj¹cy po

w³¹czeniu zasilania. Mikrokontroler

moøna wyzerowaÊ takøe rÍcznie,

naciskaj¹c prze³¹cznik RESET. Ele-

menty C6, C7 i†Q1 ustalaj¹ czÍs-

totliwoúÊ sygna³u generatora zega-

rowego taktuj¹cego mikrokontroler.

Tranzystory T1 i†T2, wraz z†ele-

mentami towarzysz¹cymi, tworz¹

obwÛd konwertuj¹cy sygna³ o†po-

ziomach TTL na sygna³ o†pozio-

mach zgodnych ze standardem

RS232C. Zastosowana konfiguracja

tego konwertera zabezpiecza emu-

lator przed uszkodzeniami powodo-

Elektronika Praktyczna 2/2002

P R O J E K T Y

Emulator odbiornika DCF

List. 2.

;Listing 1

;--------------------------------------

include 'INCL:8051/8051.def'

include 'INCL:8051/piny_89c2051.def'

speed_h equ 256-107 ; 100ms = 100000[ s]*(3.2768[MHz]/12) =

speed_l equ 256-170 ; 27306 cykli = 106*256+170

LED equ Pin14

OUT_TTL equ Pin16

OUT_RS equ Pin15

;--------------------------------------

start:

mov SP,#$30

jeden:

clr LED

;LED - świeci

setb OUT_TTL

;OUT = +5V

setb OUT_RS

;RS = -12V

ret

; Odczekanie czasu 100ms*ACC

wait100ms:

jnb TF0,wait100ms

mov TH0,#speed_h

;załadowanie timerów 100ms

mov TL0,#speed_l

clr TF0

;zerowanie flagi

djnz ACC,wait100ms

ret

;------------------------------------

; Dane zawierają:

; 23:21 27.05.01 Niedziela

dane:

byte 's' ; 60 Synchronizacja (brak impulsu)

byte 0

;Ustawienie stosu

mov TMOD,#%0001

;timer 0 liczy czasy

mov TH0,#speed_h

;załadowanie timerów 100ms

mov TL0,#speed_l

setb TR0

;start timera

acall impulszero

;generuje trzy impulsy zero

acall impulszero

datainit:

mov dptr,#dane

; 1 Start (0)

byte 0

; 2 14 zer

;adres początku danych

byte 0

; 3

mov R0,#60

;liczba danych

byte 0

; 5

repeat:

mov a,#0

byte 0

; 6

;pobranie danej

byte 0

; 7

movc a,@a+dptr

cjne a,#0,rep1

byte 0

; 8

;czy “0” ?

byte 0

; 9

acall jeden

;generowanie zera

byte 0

; 10

mov a,#1

acall wait100ms

acall zero

mov a,#9

acall wait100ms

sjmp rep4

rep1:

cjne a,#1,rep2

byte 0

; 11

byte 0

; 12

byte 0

; 13

byte 0

; 14

byte 0

; 15

byte 0

; 16 Typ anteny

byte 0

; 17 Zapowiedź zmiany czasu

byte 1

; 18 LSB Czas letni/zimowy %01

;czy “1” ?

byte 0

; 19 MSB Czas letni/zimowy

acall jeden

;generowanie jedynki

byte 0

; 20 Korekta czasu %0

mov a,#2

acall wait100ms

acall zero

mov a,#8

acall wait100ms

sjmp rep4

rep2:

cjne a,#'s',error

byte 1

; 21 Początek informacji %1

byte 1

; 22 LSB jedności minut %0001, #1

byte 0

; 24 jednostki minut

byte 0

; 25 MSB jednostki minut

byte 0

; 26 LSB dziesiątki minut %010, #2

byte 1

; 27 dziesiątki minut

;czy synchro ?

byte 0

; 28 MSB dziesiątki minut

acall zero

;generowanie synchronizacji

byte 0

; 29 Bit parzystości minut

mov a,#18

acall wait100ms

sjmp rep4

error:

mov a,#1

byte 1

; 30 LSB jednostki godzin %0011, #3

byte 1

; 31 jednostki godzin

byte 0

; 33 MSB jednostki godzin

;błąd

byte 0

; 34 LSB dziesiątki godzin %10, #2

acall wait100ms

acall zero

mov a,#1

acall wait100ms

acall jeden

sjmp error

rep4:

inc dptr

byte 1

; 35 MSB dziesiątki godzin

byte 1

; 36 Bit parzystości godzin

byte 1

; 37 LSB jednostki dnia miesiąca %0111, #7

byte 1

; 38 jednostki dnia miesiąca

byte 1

; 39 jednostki dnia miesiąca

byte 0

; 41 LSB dziesiątki dnia miesiąca %10, #2

;zwiększ wskaźnik danych

byte 1

; 42 MSB dziesiątki dnia miesiąca

djnz R0,repeat

;czy koniec

byte 1

; 43 LSB dnia tygodnia %111, #7

sjmp datainit

;-----------------------------------

impulszero:

acall jeden

byte 1

; 44 dnia tygodnia

byte 1

; 45 MSB dnia tygodnia

byte 1

; 46 LSB jednostki miesiąca %0101, #5

byte 0

; 47 jednostki miesiąca

;generowanie zera

byte 1

; 48 jednostki miesiąca

mov a,#1

acall wait100ms

acall zero

mov a,#9

acall wait100ms

ret

zero:

setb LED

byte 0

; 49 MSB jednostki miesiąca

byte 0

; 50 dziesiątki miesiąca %0, #0

byte 1

; 51 LSB jednostki roku %0001, #1

byte 0

; 52 jednostki roku

byte 0

; 53 jednostki roku

byte 0

; 54 LSB jednostki roku

byte 0

; 55 LSB dziesiątki roku %0000, #0

byte 0

; 56 dziesiątki roku

;LED - zgaszona

byte 0

; 57 dziesiątki roku

clr OUT_TTL

;OUT = 0V

byte 0

; 58 LSB dziesiątki roku

clr OUT_RS

;RS = +12V

byte 0

; 59 Bit parzystości bitów 37...58

ret

ìbyteî to informacja dla programu

czy wygenerowaÊ ìzeroî, ìjedenî

czy sygna³ synchronizacji. Przyj-

rzyjmy siÍ bliøej formatowi prze-

sy³ania informacji w†kodzie DCF.

Jedynka jest reprezentowana przez

impuls trwaj¹cy 200ms, z†przerw¹

800ms. Sygna³ reprezentuj¹cy ze-

ro jest impulsem trwaj¹cym 100ms

z†przerw¹ 900ms. Jak z†tego wy-

nika nadawanie jednego bitu trwa

dok³adnie 1†sekundÍ. Bit synchro-

nizacji jest reprezentowany przez

brak impulsu, czyli przerwÍ trwa-

j¹c¹ 1800ms (1,8 sekundy). Po

impulsie synchronizacji (w pier-

wszej sekundzie) wystÍpuje bit

startu 0, po nim 14 zer. 16.

sekunda (16. bit) okreúla typ

anteny (0-normalna, 1-zapasowa).

Bit 17. zawiera informacjÍ o†za-

powiedzi zmiany czasu. Na godzi-

nÍ przed zmian¹ czasu bit ten

rÛwny jest jeden. Bity 18. i†19.

zawieraj¹ informacjÍ o†czasie {let-

ni czy zimowy). Bity o†warto-

úciach %10- w†kolejnoúci starszy

bit 19. m³odszy 18. - oznaczaj¹

czas zimowy, a†%01 oznacza czas

letni. Bit 20. rÛwny ì1î oznacza

zapowiedü dodatkowej sekundy.

Bit 21. zawsze jest ustawiony na

jeden (bit startu informacji). Bity

22...25. (w kolejnoúci 22. bit-LSB,

25. bit-MSB) zawieraj¹ jednoúci

minut w†formacje BCD. Bity

26...28. dziesi¹tki minut, bit 28.

jest bitem parzystoúci bitÛw

22...28. Bit parzystoúci oblicza siÍ

bardzo ³atwo. Jeøeli liczba ìjedy-

nekî w†sprawdzanym rekordzie

bÍdzie parzysta, bit sumy kontrol-

nej przyjmuje wartoúÊ 0. Jeøeli

liczba jedynek bÍdzie nieparzysta,

bit sumy kontrolnej przyjmuje

wartoúÊ 1. Bity 30...33. zawieraj¹

jednoúci godzin, bity 34...35. dzie-

si¹tki godzin, bit 36. parzystoúÊ

Elektronika Praktyczna 2/2002

byte 0

; 4

byte 0

; 23 jednostki minut

byte 0

; 32 jednostki godzin

byte 0

; 40 MSB jednostki dnia miesiąca

Emulator odbiornika DCF

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

R1, R2: 10k

Ω

R5, R7: 470

Ω

Kondensatory

C1: 47

F/25V

C2, C3: 100nF

C4, C5: 10

F/16V

C6, C7: 33pF

Półprzewodniki

US1: 78L05

US2: AT89C2051

T1: BC547

T2: BC557

D1, D2, D4: 1N4148

D3: LED

Różne

Złącze DB9F do druku

Q1: 3,2768MHz

RESET: mikroprzełącznik

Rys. 1. Schemat elektryczny emulatora.

dla bitÛw 30...35. Bity 37...40. -

jednoúci dni miesi¹ca, bity 41...42.

dziesi¹tki dni miesi¹ca. Bity

43...45. nr dnia tygodnia (1-ponie-

dzia³ek, 2-wtorek, 3-úroda, itd.).

Bity 46...49. - jednoúci miesi¹ca,

bit 50. - dziesi¹tki miesi¹ca. Bity

51...54. - jednostki lat, bity 55...58.

dziesi¹tki lat. W†informacji DCF

nadawane s¹ ostatnie dwie cyfry

roku. Bit 59. jest bitem parzys-

toúci bitÛw 37...58. Na tym koÒ-

czy siÍ nadawanie informacji DCF.

Po 59. bicie nastÍpuje impuls

synchronizacji i†ponowne nada-

wanie informacji. Znaj¹c ten for-

mat moøemy wpisaÊ w†programie

dowoln¹ datÍ i†godzinÍ. W†pro-

gramie przyk³adowym wpisano da-

ne zawieraj¹ce datÍ 27 maja 2001

roku, niedziela, godzina 23:21.

Jeúli zechcemy wpisaÊ inn¹ datÍ

czy godzinÍ, naleøy pamiÍtaÊ o†od-

powiednim ustawieniu bitÛw parzys-

toúci. PrzypomnÍ tylko, øe deklaracja

ìbyte 0î spowoduje wygenerowanie

0, ìbyte 1î jedynki, natomiast ìbyte

ìsî spowoduje wygenerowanie im-

pulsu synchronizacji.

DCF naciskamy przycisk RESET

na emulatorze. Emulator generuje

trzy impulsy ìzeroî, nastÍpnie

impuls synchronizacji i†informacjÍ

o†czasie. Po odebraniu sygna³u

synchronizacji zegar DCF powi-

nien zacz¹Ê dekodowaÊ informa-

cjÍ. Po odebraniu ca³ej informacji

(pojawieniu siÍ kolejnego impulsu

synchronizacji), zegar powinien

wyúwietliÊ datÍ i†czas. Jeúli czas

nie pojawi³ siÍ, to oznacza, øe

pope³niliúmy b³¹d w†programie.

Naleøy go odszukaÊ, a†po usuniÍ-

ciu program ponownie skompilo-

waÊ i†zapisaÊ w†pamiÍci procesora

lub w†pamiÍci uruchamianego sys-

temu (EPROM, emulator EPROM,

czy emulator CPU). Po wystarto-

waniu programu naleøy nacisn¹Ê

RESET na emulatorze DCF. DziÍki

temu nie bÍdziemy d³ugo czekaÊ

na pojawienie siÍ impulsu syn-

chronizacji. DziÍki emulatorowi

moøna znacznie skrÛciÊ czas pi-

sania programu. Jeúli program

poprawnie dzia³a z†emulatorem,

naleøy sprawdziÊ go z†odbiorni-

kiem DCF. Zaleønie od terytorium

na ktÛrym mieszkamy, odbieranie

poprawnej informacji DCF moøe

zaj¹Ê trochÍ czasu. Ten czas zaleøy

od zak³ÛceÒ, poziomu sygna³u, itp.

Jeszcze uwaga dla pisz¹cych

program obs³ugi DCF. Emulator

generuje czysty sygna³, w†ktÛrym

impuls ìjedynkiî trwa dok³adnie

200ms, ìzeraî 100ms. Rzeczywis-

ty sygna³ jest zazwyczaj znie-

kszta³cony, czas trwania impulsu

ìzeraî moøe wahaÊ siÍ w†grani-

cach 80...120ms, dlatego najlepiej

napisaÊ program tak aby:

- za jedynkÍ uznawaÊ impuls

trwaj¹cy od 50 do 150ms,

- za zero uznawaÊ impuls trwa-

j¹cy od 150 do 250ms,

- za synchronizacjÍ uznawaÊ brak

impulsu przez ponad 1500ms.

T¹ procedurÍ moøna uproúciÊ:

- za jedynkÍ uznawaÊ impuls

trwaj¹cy mniej niø 150ms,

- za zero uznawaÊ impuls trwa-

j¹cy ponad 150ms,

- za sygna³ synchronizacji uzna-

waÊ brak impulsu przez ponad

1500ms.

S³awomir Skrzyñski, AVT

slawomir.skrzynski@ep.com.pl

Wzory p³ytek drukowanych w for-

macie PDF s¹ dostÍpne w Internecie

pod adresem: http://www.ep.com.pl/

?pdf/luty02.htm oraz na p³ycie

CD-EP02/2002B w katalogu PCB .

Montaø i†uruchomienie

Schemat montaøowy p³ytki

drukowanej pokazano na rys. 2 .

Montaø zaczynamy od elementÛw

najmniejszych, koÒczymy na naj-

wiÍkszych. Po w³¹czeniu zasilania

dioda D3 powinna sygnalizowaÊ

migotaniem krÛtkie impulsy.

Emulator pod³¹czamy w†miejs-

ce przeznaczone na odbiornik syg-

na³u DCF. Po uruchomieniu zegara

Rys. 2. Rozmieszczenie elementów

na płytce drukowanej.

Elektronika Praktyczna 2/2002

Ω

R3, R6: 4,7k

R4: 100k

R8: 22

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: