一种多功能计时器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种多功能计时器，包括控制器STC15、时钟芯片PCF8563、HMI设定模块、LED数字屏、485通信电路和电源管理模块六大模块，控制器STC15为计时器的中枢，其他五个模块分别与其相连通，HMI设定模块通过后台按键实现手动选择和设置，控制器STC15根据HMI设定模块的后台按键选择及时钟芯片PCF8563的数据信息计算出数据，并显示在LED数字屏的相应位置；所述的控制器STC15有用于永久保存用户设定的起始日期、终止日期信息的EEPROM。该计时器既能使正计时/倒计时模式可自由转换，也能确保系统掉电后设置的参数不会丢失。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种计时器，特别涉及一种多功能计时器，能够进行正计时、倒计时及两者自由转换，还能够在掉电时保存信息。
技术介绍
在企业安全生产中，人们对生产线安全运行天数进行记录并显示。在举办重大活动时，为了提高对活动的关注度和紧迫感，人们开始研发各种倒计时系统。比如高考倒计时、运动会倒计时、比赛时间计时等等。现有的计时系统，要么倒计时、要么正计时，两者不能自由转换，同时系统在突然断电等情况下会失灵，数据在掉电后不能保存，导致计时不准确等问题。系统的通用性和稳定性大受影响。
技术实现思路
本技术的目的是克服上述不足，而提供一种多功能计时器，既能使正计时/倒计时模式可自由转换，也能确保系统掉电后设置的参数不会丢失。本技术采取的技术方案为：一种多功能计时器，包括控制器STC15、时钟芯片PCF8563、HMI设定模块、LED数字屏、485通信电路和电源管理模块六大模块，控制器STC15为计时器的中枢，其他五个模块分别与其相连通，控制器STC15控制整个计时器的运行，时钟芯片PCF8563提供实时时钟信息，HMI设定模块通过后台按键实现手动选择和设置，控制器STC15根据HMI设定模块的后台按键选择及时钟芯片PCF8563的数据信息计算出数据，并显示在LED数字屏的相应位置；所述的控制器STC15有用于永久保存用户设定的起始日期、终止日期信息的EEPROM。所述的HMI设定模块采用12864液晶作为后台显示，有多个独立按键用于设定RTC日期(指当前实时时钟)和截止日期参数、有一个蜂鸣器用于输出声音。后台显示当前时间日期、倒计时截止日期、正计时开始日期、倒计时剩余天数、正计时累计天数等信息。所述的多个独立按键为菜单/确定键、左移键、右移键、加1键、减1键、屏幕唤醒键，按一下菜单键进入设定模式，通过使用左移键、右移键、加1键、减1键设置好RTC日期和截止日期，再次按下菜单键，根据RTC日期和截止日期的先后判断计时状态是正计时、倒计时还是不计时，设置好的RTC日期信息发给时钟芯片PCF8563，设定的截止日期及计时状态标识保存至控制器STC15的EEPROM。所述的控制器STC15采用STC15F2K56S2，STC15F2K系列单片机内置SPI(SerialPeripheral Interface:串行外设接口)，方便与其他SPI接口设备连接；内置UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter:通用非同步收发传输器)方便与其他串行设备同行。所述的时钟芯片PCF8563含有用于在系统断电时为时钟芯片PCF8563供电的备用电池电路。所述的LED数字屏内部有3位七段数码管，每段数码管由多个LED灯串并联组成。其驱动采用大功率达林顿集成电路ULN2803，每段的驱动电流最大可达500mA，为LED数字屏提供了充足的裕度。485通信电路为物联网通信备用接口，以满足后期联网控制的需要。计时器工作原理为：首先进行控制器STC15系统初始化，然后读取时钟芯片PCF8563的日历时钟，从EEPROM中读取当前的计时状态，而后进入3种分支结构的选择并执行相应的操作：(1)无计时任务；(2)倒计时任务，读取倒计时截止日期→计算出倒计时剩余天数→在LED数字屏和液晶屏显示；(3)正计时，读取正计时起始日期→计算出正计时累计天数→在LED数字屏和液晶屏显示。系统时间的设定与矫正、计时截止日期的设定在外部中断中处理：其处理流程如下，采用ADC键盘定时检查是否有设定按键按下，并判断其键值，根据键值设定系统时间及截止日期，当设定的截止日期晚于RTC日期时，则为倒计时模式；若设定的截止日期早于或等于RTC日期，则为正计时模式。本技术使正计时/倒计时模式可自由转换，能够进行天数正计时、倒计时，记录计时开始时间及截止时间，相关信息保存到STC15内部EEPROM中，使其在系统断电后不丢失，解决了现有产品中数据在掉电后不能保存的问题。采用低功耗日历时钟芯片PCF8563作为实时时钟，并设计了双电源电路向PCF8563供电，使实时时钟在主电路断电后仍可以继续运行，保证系统的稳定性。LED数字屏亮度高，室内室外都可使用，且大小可根据需要选择不同的型号，提高了系统的通用性。本技术能够实现天数倒计时、正计时的功能，同时能够显示当前日期、时分秒等信息，并具有体积小、性价比高、安装方便的特点，很好的满足了人们对于天数倒计时、天数正计时的需求。附图说明图1为本技术结构框图，其中，1.控制器STC15，2.时钟芯片PCF8563，3.HMI设定模块，4.LED数字屏，5.485通信电路，6.电源管理模块。图2为控制器STC15最小系统原理图。图3为控制器STC15中工作流程图。图4为按键设定RTC及计时截止日期流程图。图5为计时天数在液晶及LED数字屏上显示方案。具体实施方式下面结合具体实施例和附图进一步说明。如图1所示，一种多功能计时器，包括控制器STC15 1、时钟芯片PCF8563 2、HMI设定模块3、LED数字屏4、485通信电路5和电源管理模块6六大模块，控制器STC15为计时器的中枢，其他五个模块分别与其相连通，控制器STC15控制整个计时器的运行，时钟芯片PCF8563提供实时时钟信息，HMI设定模块通过后台按键实现手动选择和设置，控制器STC15根据HMI设定模块的后台按键选择及时钟芯片PCF8563的数据信息计算出数据，并显示在LED数字屏的相应位置。控制器STC15采用STC15F2K56S2，其内部包含增强型8051内核、8路高速10位A/D转换、2KB RAM、56KB ROM、5K的EEPROM，该EEPROM用于永久保存用户设定的起始日期、终止日期等信息。STC15F2K系列单片机内置SPI(Serial Peripheral Interface:串行外设接口)，方便与其他SPI接口设备连接；内置看门狗，可用程序控制其启用及关闭；内置UART(Universal Asynchronous Receiver/Transmitter:通用非同步收发传输器)方便与其他串行设备同行。其最小系统原理图如图2所示。其中CH340G为USB转串口芯片，用于给STC15单片机下载程序及PC与MCU间的串口通信，其封装为SOP-16，方便焊接使用。控制器STC15作为计时系统的控制核心，其引脚功能分配如表1所示。表1时钟芯片选用PCF8563，该芯片功耗低，具有实时时钟和日历功能，并具有可编程时钟输出、定时中断输出、低电压检测的功能，IIC接口便于和MCU通信。其中纽扣电池BAT1用于在系统断电时为PCF8563供电，保证时钟持续、稳定运行。一枚型号为CR1220的纽扣电池的标称容量为38mAH，PCF8563在3V电池供电消耗电流为0.25uA，故主电路断电后一枚CR1220电池可使PCF8563运行15年以上。LED数字屏的优点是亮度高、视角广，在室内室外都可以被清晰的看到，且其大小有多种型号，可根据不同需求进行选择，提高了系统的通用性。LED数字屏内部有3位七段数码管，每段数码管由多个LED灯串并联组成。其驱动采用大功率达林顿集成电路ULN2803，每本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能计时器，其特征是，包括控制器STC15、时钟芯片PCF8563、HMI设定模块、LED数字屏、485通信电路和电源管理模块六大模块，控制器STC15为计时器的中枢，其他五个模块分别与其相连通，控制器STC15控制整个计时器的运行，时钟芯片PCF8563提供实时时钟信息，HMI设定模块通过后台按键实现手动选择和设置，控制器STC15根据HMI设定模块的后台按键选择及时钟芯片PCF8563的数据信息计算出数据，并显示在LED数字屏的相应位置；所述的控制器STC15有用于永久保存用户设定的起始日期、终止日期信息的EEPROM。

【技术特征摘要】
1.一种多功能计时器，其特征是，包括控制器STC15、时钟芯片PCF8563、HMI设定模块、LED数字屏、485通信电路和电源管理模块六大模块，控制器STC15为计时器的中枢，其他五个模块分别与其相连通，控制器STC15控制整个计时器的运行，时钟芯片PCF8563提供实时时钟信息，HMI设定模块通过后台按键实现手动选择和设置，控制器STC15根据HMI设定模块的后台按键选择及时钟芯片PCF8563的数据信息计算出数据，并显示在LED数字屏的相应位置；所述的控制器STC15有用于永久保存用户设定的起始日期、终止日期信息的EEPROM。2.根据权利要求1所述的一种多功能计时器，其特征是，所述的HMI设定模块采用12864液晶作为后台显示，有多个独立按键用于设定RTC日期和截止日期参数、有一个蜂鸣器用于输出声音。3.根据权利要求2所述的一种多功能计时器，其特征是，所述的多个独立按键为菜单/确定键、左移键、右移键、加1键、减1键、屏幕唤醒键，按一下...

【专利技术属性】
技术研发人员：张瑞增，颜丙波，
申请(专利权)人：张瑞增，
类型：新型
国别省市：山东;37