Jednočipové mikroprocesory majú veľmi široké uplatnenie v komerčnej i v priemyselnej elektronike a tým, že ich funkcie sú programovateľné, umožňujú konštruktérom zostrojiť výkonné zariadenia s veľmi jednoduchým obvodových zapojením. Na tejto aplikácii je možné vidieť ako sa obsluhuje klávesnica, displej, relé, reproduktor a pod. Jadro hodín tvorí jednočipový mikroprocesor firmy ATMEL AT89C2051. Plošné spoje sú jednostranné. Pre napájanie je možné použiť nestabilizovaný adaptér 9 až 20V/200mA. Po zostavení získavame profesionálny výrobok, čo sa týka dizajnu i funkcií. Celé zariadenie je zálohované 9V batériou čo znamená, že i pri výpadku napájania zostáva zariadenie v činnosti s výnimkou zobrazovacieho displeja. Ako voliteľne je na dosku plošného spoja možné doplniť relé, ktoré tiež program hodín vie obsluhovať a tým je možné po aktivovaní budíka zapnúť iný elektrický spotrebič (napr. rádio).

Funkcie a popis ovládania: Na prednom panely sa okrem sedem segmentových číslicoviek nachádza päť indikačných led diód. Ovládanie hodín a programovanie nastavenia sa vykonáva pomocou piatich tlačidiel umiestnených na vrchnej časti hodín. Jadrom zapojenia elektronických hodín je integrovaný obvod U3. Jedná sa o jednočipový mikroprocesor AT89C2051 vyrábaný firmou ATMEL. K činnosti vnútorných obvodov časovania je doplnený obvod oscilátora, kryštálom X1 a kondenzátormi C9, C10 cez U1/4 a 5. Hodnotou kryštálu je daná dĺžka strojového cyklu. V tomto prípade pri použitom 12MHz kryštály sa dĺžka strojového cyklu rovná 1µs. Z tejto hodnoty vyplývajú všetky rutiny, ktoré zabezpečujú časový normál hodín a prípadné jeho korekcie. Obvod resetu pozostáva z rezistoru R1 a kondenzátoru C11. Ich spoločný bod je zapojený na U1/1 (vstup RST) a zabezpečuje pri zapnutí napájacieho napätia, že PC (programový čítač) sa nastaví na adresu 00H. Zobrazovače pracujú v dynamickom režime. Sú použité dva dvojité sedem segmentové zobrazovače so spoločnou anódou. Ich anódy sú rozmietané cez tranzistory T1 až T4 výstupmi procesora P3.0 - P3.3. Katódy jednotlivých segmentov sú aktivované nízkou logickou úrovňou na porte P1. Počas obsluhy displeja sú porty nastavené ako výstupné. Prúd jednotlivých segmentov je nastavený odporovou sadou 8x220R. Klávesnica je snímaná portom P1, taktovaná výstupom P3.4. Počas obsluhy klávesnice je port P1 nastavený ako vstupný a tlačidlá sú napájané s P3.4. P3.5 je použitý na aktivovanie akustického meniča a P3.7 pomocou tranzistora T5 cez konektor J3 riadi spínanie relé. Napájanie hodín je zabezpečené buď zo striedavého alebo jednosmerného adaptéra cez konektor J1. Samotný obvod napájacieho zdroja pozostáva z usmerňovača UX, filtračných a vyhladzovacích kondenzátorov C1,C2,C3,C4 a integrovaného stabilizátora U1, ktorý stabilizuje napätie 5V pre napájanie displeja a relé. Druhý stabilizátor U2 tvorí VCC (5V) pre napájanie procesora a ostatných jeho obvodov. Napätie VCC je zálohované 9V batériou cez konektor J2. Napätia z batérie a z externého zdroja sú zmiešavané diódami D1 a D2. Dióda D2 zabraňuje aby tiekol prúd zo zdroja do batérie. Dióda D1 zabraňuje vybíjaniu batérie do obvodov stabilizátora. Kondenzátory C5, C6, C7 a C8 slúžia na filtráciu a vyhladenie napätia VCC. Z uvedeného zapojenia zdroja vyplýva, že pri použití 9V zálohovacej batérie budú hodiny i po výpadku napätia naďalej v prevádzke, síce bez zobrazovania času na displeji a bez možnosti zopnutia relé so zachovanou funkciu budenia. Celková schéma zapojenia, vlastná stavba konštrukcie, celkové zloženie jednotlivých modulov a mechanické úpravy krabičky sú v priloženom archíve *.zip (viď. download).

Oživenie: Zapojenie je jednoduché a pri pozornom osadení súčiastok by malo pracovať na prvý krát. Pred osadením procesora do objímky doporučujem zmerať napätie priamo na objímke pin 10 - 0V a pin 20 +5V jednosmerných.

Zoznam súčiastok a poznámky: Viď. download.