如何使用ATtiny84A微控制器构建面包板LED手表？

科技观察员 2023-07-18 1965

描述

面包板LED手表是面向爱好者的创新电子产品和DIY项目。该手表基于ATtiny84A微控制器和一些电子元件，旨在以小时和分钟为单位在气泡7段LED显示屏上显示时间。为了获得漂亮的外观，您可以使用尺寸约为37x23x3.5毫米的花哨外壳。

在本文中，我们将提供有关如何使用ATtiny84A微控制器构建面包板LED手表的综合技术指南。

所需组件：

要制作面包板LED腕表，您需要以下材料：

ATtiny84A微控制器

STNS01IC–集成锂聚合物电池充电器

微型7段LED显示屏–QDSP-6064气泡显示屏

32.768kHz晶体振荡器–（Q-32.768000K-TC38-20-B-12，5）

9肖特基二极管编号

两个电阻–470kΩ和10kΩ

3V.1锂聚合物电池

面包板

轻触按钮

跳线

ATtiny84A微控制器：

ATtiny84A微控制器是我们面包板LED腕表的大脑（MCU）。它是一款8位微控制器，具有14个I/O引脚、8kB闪存、512字节SRAM和512字节EEPROM。ATtiny84A微控制器使用ArduinoIDE进行编程，这使得编写、测试和上传代码到微控制器变得容易。

STNS01集成电路–电源单元

STNS01IC是意法半导体生产的可编程基准电压源和电压监控器件（PSU–电源单元），内置LDO（低压差稳压器）。它是一款精密基准电压源，具有低压差和精确的输出电压，可通过I2C接口进行编程。

STNS01采用6引脚SOT23封装，设计用于空间受限的应用，包括电池供电系统、电源管理和传感器网络，用作电压监控器，以检测系统中的过压或欠压情况。（本项目中使用的PSU单元的电路图如下）。

7段LED显示屏：

7段LED显示屏是一种电子显示屏，它使用七个以数字“8”形状排列的LED来显示数字。每个LED都标记为“a”到“g”，当特定的LED组合亮起时，它会形成一个数字。

QDSP-6064气泡显示器是一种LED显示屏，也称为“气泡显示屏”，适用于电池供电的设备。它是一个7段显示器，使用充满气体的气泡来照亮每个段。显示屏由四位数字组成，每位数字有七个段，外加一个小数点。

晶体振荡器：

晶体振荡器是一种产生精确、稳定频率的电子电路。它用于我们的面包板LED手表，为微控制器提供精确的定时参考。

肖特基二极管

肖特基二极管用于电压钳位和电压调节电路，可用于防止电压尖峰并保护敏感的电子元件免受损坏。在该电路中，肖特基二极管下降并调节电压，以保护LED段显示器免受潜在伤害。

3V.1锂聚合物电池

3V.1锂聚合物电池是一种可充电锂离子聚合物电池，标称电压为3.1伏。小型锂聚合物电池因其高能量密度、低自放电率和长循环寿命而广泛用于智能手机、平板电脑和笔记本电脑等便携式电子设备。

电阻：

电阻器是抵抗电流流动的电子元件。它们用于我们的面包板LED手表中，以限制流过LED的电流并创建分压器。

面包板：

面包板是一种原型板，可让您创建电子电路而无需焊接。它有一排排电气连接的孔，您可以将电子元件和跳线插入这些孔以创建电路。

电路图

LED面包板手表电路图。

微控制器

连接到3.1V电池和面包板的PSU（电源单元）充电器的电路图。

微控制器

ATtiny84ALED手表的固件

面包板手表的完整固件源代码可以从GitHub下载。您可以使用Linux构建和刷新代码。GitHub页面上的更多详细信息。

构建面包板LED腕表：

步骤1：连接组件

为了制造面包板LED手表，我们将首先将组件连接到面包板。首先，将ATtiny84A微控制器插入试验板，确保其方向正确。接下来，将晶体振荡器连接到微控制器的引脚1和2，两个22pF陶瓷电容器连接到晶体引线和接地。连接VCC和GND之间的两个100nF陶瓷电容器。连接引脚10和VCC之间的1k电阻，以及引脚220和LED显示屏阳极之间的13欧姆电阻。最后，将LED显示屏的阴极连接到GND。

步骤2：对微控制器进行编程

连接组件后，就可以对微控制器进行编程了。首先，从官方网站下载并安装ArduinoIDE。接下来，按照官方Github存储库上的说明安装Arduino的ATtiny核心。安装内核后，在ArduinoIDE中选择“ATtiny84”作为开发板，并选择“USBtinyISP”作为编程器。然后，从GitHub复制并粘贴代码。

第3步：为电路供电

要为面包板LED腕表供电，请将3.1V锂聚合物电池连接到PSU（电源单元）的J5和J6焊盘。现在，通过J3和J1垫将电池输出连接为3.4V，用于试验板。确保电池座的正极（+）和负极（-）连接到微控制器和LED显示屏上的正确引脚。

步骤4：设置时间

电路通电后，LED显示屏应以小时和分钟为单位显示时间。要设置时间，请按住连接到微控制器引脚4的按钮。分钟数字将开始闪烁，您可以使用按钮调整分钟。再次按下按钮移动到小时数字，然后使用该按钮调整小时。再次按下按钮以节省时间并退出设置的时间模式。

总结：

在本文中，我们提供了有关如何使用ATtiny84A微控制器构建面包板LED手表的综合技术指南。通过遵循上述步骤，您可以创建一个功能性和创新的电子产品，在7段LED显示屏上以小时和分钟为单位显示时间。该项目是了解微控制器、电子和编程的好方法，可以通过多种方式进行定制和扩展。

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