Электронные часы построены на специализированной микросхеме DS1307 с интерфейсом I2C.Микросхема имеет возможность подключения кварцевого резонатора на частоту 32768Гц а так же резервного источника питания для обеспечения непрерывного хода часов при отключении внешнего источника питания.Так же отличительной особенностью данной конструкции является наличие больших семи сегментных индикаторов, которые управляются специальными микросхемами драйверов.

Управление устройством возложено на микроконтроллер AVR ATMEGA48 который считывает текущие значения времени из DS1307 преобразует данные в пригодные для отображения на индикаторе а также выполняет некоторые сервисные функции, связанные с регулировками яркости индикатора и установками времени.

Текущая версия программного обеспечения позволяет пользователю регулировать яркость индикатора часов, устанавливать часы, день недели, дату, месяц, год,осуществлять сброс секунд при корректировке времени, а также включать и отключать режим последовательного вывода на индикатор часов, дня недели, числа, месяца, года. Питать устройство необходимо от внешнего источника питания с напряжением 12 вольта рисунке 1 представлена принципиальная схема устройства

Рисунок 1.

                              Описание принципиальной схемы:

1. Разъёмы J2,J3 служат для подключения внешнего питания

2. Разъём J1 служит для внутрисхемного программирования

3. Разъём J5 необходим для подключения внешней клавиатуры

4. Разъём J4 служит для подключения внешних устройств с интерфейсом I2C( с данной программой не используется)

5. В данном варианте устройства не используются кнопки К4,К5 на принципиальной схеме отмечены как резерв

6. Элементы, отмеченные пунктирными квадратами, можно не устанавливать (заложены для дальнейших модификаций программы)

                     Описание подключения программатора

Программирование данного устройства осуществляется с помощью внутрисхемного последовательного интерфейса SPI линии программирования подключаются к разъёму J1 (разъём программирования) см рис.2в следующем порядке:

1 – RESET

2 – GND

3 – SCK

4 – MISO

5 – MOSI

примечание: конденсаторы С1,С7,С8 могут стать причиной сбоев при программировании во избежание ошибок данные элементы желательно устанавливать после программирования.

Порядок сборки устройства:

1. Установить микросхему U2 и конденсаторы С2,С3,С4,С16 а также разъём J3 подав питание напряжением 12В от стабилизированного блока питания убедится в наличии на крайних ножках микросхемы U2 напряжений + 12в и +5В относительно минусовой клеммы источника питания.

2.Отключив источник питания, устанавливаем микросхему микроконтроллера U1 и разъём программирования (Идеальным вариантом на этом этапе будет заливка программы)

3. Далее устанавливают остальные смд элементы.

4. Устанавливаем батарейный отсек и часовой кварцевый резонатор.

5. Последними элементами для установки на плату являются индикаторы, кнопки и светодиоды

6. Убедившись в правильности монтажа и отсутствии коротких замыканий на плате можно подать питание на плату.

примечание:

1.Элементы, обозначенные как резерв и отмеченные на принципиальной схеме пунктирными квадратами устанавливать не требуется (заложены для дальнейших модернизаций) 2. Изучив техническую документацию на микросхемы, используемые в устройстве вы можете написать собственное программное обеспечение, изменив функционал устройства для собственных нужд.

3. При написании собственного кода для увеличения программной памяти возможна замена микросхемы микроконтроллера U1 на ATMEGA88,ATMEGA168.

Комплектность и возможные замены.

Набор деталей содержит все компоненты необходимые для сборки устройства  за исключением резисторов и конденсаторов 0805, корпуса и блока питания. Применяемые компоненты, их наличие в наборе - в таблице.

Если Вы хотите применить прошивку 10.1 с будильником и термометром, то дополнительно к списку компонентов нужно приобрести зуммер 5-ти Вольтовый (для будильника) и датчик температуры LM75 для термометра. Доступны в виде опции при заказе.  Желательно применять номиналы деталей указанные на схеме. Конденсатор С2 может быть в пределах 330-1000 мкф С16 – 33-100 мкф. Дисплеи любые SA23-11 или любые другие подходящие по размеру и цоколевке с общим анодом.Микросхема STP08DP05 может быть заменена на любую из аналогичных - MBI5167GD, MBI5168GD, TLC5916ID, TLC5917ID, STP08CP05MTR.Толкатели крепятся к кнопкам клеем. Так как возможно, что при разной конструкции корпуса нужно будет подпилить кнопку -или подложить кусочек пластика.

Порядок работы с устройством:

Кратковременными нажатиями на кнопку К1 выводим на дисплей разные режимы от ображения: часов- минут, день недели - число, месяц-год, секунды длительными нажатиями на кнопки К2, К3 возможно отрегулировать яркость экрана. При одновременном кратковременном нажатии кнопок К2, К3 устройство переходит режим автоматической смены показаний на индикаторе при следующем кратковременном нажатии кнопок К2,К3 устройство возвращается в обычный режим отображения.
При длительном нажатии на кнопку К1 устройство переходит в режим установки сигнализируя двумя мигающими разрядами в этом режиме кнопками К2, К3 возможно сделать установки параметров также в этом режиме кратковременными нажатиями кнопки К1 переходим к установке следующих разрядов и выходу из режима установки. Если в режиме установки в течение некоторого времени не были нажаты кнопки К1, К2, К3 устройство автоматически переходит в обычный режим работы. Для установки точного времени путём обнуления секунд необходимо перейти в режим отображения секунд длительно нажать кнопку К1до тех пор пока секунды не начнут мигать и кратковременным нажатием кнопки К3 обнулить секунды в нужное время.

Документация