東東猛-旋轉(zhuǎn)led時鐘

1、旋轉(zhuǎn) LED 時鐘所在：華南理工大學機械與汽車作者：錳 機械電子工程 13東 機械電子工程 13機械電子工程 13完成日期：2014 年 5 月 19 日目錄摘要1.11.系統(tǒng)的具體設(shè)計1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖11.2 硬件設(shè)計11.2.1.電源模塊11.2.2.模塊21.2.3.電機及固定21.2.4.控制模塊21.2.5.顯字模塊21.2.6.紅外發(fā)射接收模塊21.3.設(shè)計21.3.1.顯字模塊21.3.2.DS1302 時鐘及其模塊31.3.3.倒計時及其模塊32.測試及結(jié)果分析32.1 測轉(zhuǎn)速模式32.2 對 LED 端口的檢查43.總結(jié)44.說明44.1.紅外操作指南44.2.電路原理圖4

2、4.2.比賽要求說明5摘要：本組在比賽要求下制作的旋轉(zhuǎn) LED 時鐘采用 STC89C51 單片機控制，KEIL作為編程，共分為電源模塊、電機及固定、控制模塊、紅外發(fā)射接收模塊、顯字模塊。電路板的中心有一個電機軸插孔電機軸其中帶動電路板旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)，電路板應(yīng)該越輕越好。利用視覺殘留原理，可精確顯示時間，并進行人工調(diào)時，附帶倒計時功能。：旋轉(zhuǎn) LED 時鐘，視覺殘留，調(diào)時，倒計時1.系統(tǒng)的具體設(shè)計1.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖1.2 硬件設(shè)計1.2.1.電源模塊在旋轉(zhuǎn)中為系統(tǒng)提供電源，從比賽時間、費用、降低噪音和簡化電路等方面考慮，采用紐扣電池供電方法。并且利用排針排座設(shè)計雙層模式，單片機供電部分置于上層且用并

3、聯(lián)方法增大電流，又因電路部分分壓作用使得提供給單片機的電壓適合工作電壓。系統(tǒng)供電模塊有：（1）為單片機供電（6V）；（2）為 DS1302 時鐘供電（3V）；為紅外發(fā)光二極管供電（1.5V）；為電機供電（3V）3V 備用電源LED 顯示模塊電機轉(zhuǎn)動模塊程序模塊STC89C52 單片機DS1302 時鐘芯片3V 電源6V 供電模塊1.2.2.模塊為簡化電路和減少占地，利用學習板的排針兼有連接模塊的作用。模塊連接單片機進行，固定用1.2.3.電機及固定用廢棄球拍線和 502 膠水將萬用板固定在型號為：RF370-16320 的電機上， 9V 的工作電壓下轉(zhuǎn)速為 9000r/min。為了轉(zhuǎn)速合適，采

4、用 3V 的電源。并用廢塑料瓶和面積較大的底板固定電機，提供一個穩(wěn)定的環(huán)境，也便于程序的調(diào)試。1.2.4.控制模塊該作品采用 STC89C52 單片機控制，因為其模塊比較全且學習簡單，針對性的教學也相對較多，適合在使用中了解單片機的基本原理。使用 DS1302 時鐘精確定時，因其備用電池使得主電源斷開也能正常工作，免去頻繁調(diào)時的麻煩，增大使用價值。1.2.5.顯字模塊主要使用 P0 端口八個貼片 LED 燈顯時，P2 端口 LED 起輔助作用（避免 P0 端口故障等問題）。在電機帶動下 LED 旋轉(zhuǎn)并有規(guī)律地亮滅，利用視覺殘留原理，在旋轉(zhuǎn)平面上顯示字體。在不斷地調(diào)試程序過程中使得顯示更清晰，更

5、穩(wěn)定。1.2.6.紅外發(fā)射接收模塊這里分為紅外二極管部分和紅外部分。紅外二極管部分：紅外接收二極管安裝在電路板下方，與底座上的紅外發(fā)光二極管組成紅外對管用于中斷控制 LED 燈的亮滅。即接收管接收到紅外信號時 LED 燈規(guī)律地閃爍，以此形成字體。紅外為 12 米。部分：紅外接收頭置于電路板靠近旋轉(zhuǎn)軸處，紅外有效范圍1.3.設(shè)計1.3.1.顯字模塊讓旋轉(zhuǎn) led 顯示出數(shù)字，這要求通過使用單片機控制旋轉(zhuǎn)的 led 燈讓這些數(shù)字顯示出來。所以，要使一點技巧。使紅外接收二極管接受紅外線照射后進入中斷，然后在執(zhí)行相應(yīng)的顯字程序。至于如何顯字，首先用字模得到 09 以及其他字符的字模。在顯字程序中，使單

6、片機根據(jù)字?？刂平?led 的 i/o 口，同時還利用了適合的延時程序，通過調(diào)試，使裝置在旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下顯示出有關(guān)的數(shù)字和字符。解決以上問題后，接下來要顯示時間數(shù)據(jù)。的程序先從 ds1302時間數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)為 BCD 碼的形式。讓程序先把 BCD 碼轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)，然后，通過上面顯字的方法把時間顯示出來。1.3.2.DS1302 時鐘采用的 DS1302 時鐘及其模塊模塊如下圖：K0=1;K1=1;K2=1NODS1302 時鐘工作程序流程為“根據(jù)初始值的十進制數(shù)轉(zhuǎn)化為 BCD 碼”“向 DS1302 輸入地址和程序” “時鐘信息”“顯字”。通過對紅外遙控器發(fā)射的紅外信號進行，作出相應(yīng)的動作

7、直接修改其的 BCD 碼數(shù)據(jù)進而修改時鐘的數(shù)據(jù)。1.3.3.倒計時及其模塊發(fā)出相關(guān)信號，使旋轉(zhuǎn) led 進入倒計時模式。然后再 C 通過設(shè)定倒計時的秒數(shù)。按下上開始計時的按鍵后，開啟 51 單片機中帶有的定時器功能。在定時器的作用下，開始倒計時。倒計時完畢之后有 LED 亮滅的提示效果。當然，還有讓倒計時中途停止的功能。按下相關(guān)按鍵使單片機的定時器關(guān)閉，倒計時也就中途停止了。2.測試及結(jié)果分析2.1 測轉(zhuǎn)速模式通過紅外切換到側(cè)轉(zhuǎn)速模式，在外部中斷 1 中寫進“測十秒內(nèi)轉(zhuǎn)的圈數(shù)”的程序，多次試驗取測得平均值為 310r/min。通過參考該參數(shù)值，確定程序中顯字模塊DS1302 子程序調(diào) 秒、分、

8、時按鍵掃描對 DS1302 進行初始化控制 LED 顯字滅的時間。2.2 對 LED 端口的檢查用 3V 電池組對每一個 LED 端口進行檢查后發(fā)現(xiàn) P2.1 和 P2.3 同是焊接故障。于是選用數(shù)碼管的 DS-Digital 字體來規(guī)避這個問題。滅，疑3.總結(jié)該旋轉(zhuǎn) LED 時鐘硬件結(jié)構(gòu)簡單，功能齊全，性能優(yōu)良。系統(tǒng)采用單片機STC89C52，配合轉(zhuǎn)速清晰顯字，利用時鐘精準計時，基本完成比賽任務(wù)。軟件的設(shè)計采用模塊化結(jié)構(gòu)，使程序設(shè)計的邏輯關(guān)系更加簡潔明了，并且添加新功能的程序時也更為清晰。4.說明4.1.紅外操作指南按鍵： （碼值）作用：Mode（0 x46）（0 x47）轉(zhuǎn)換模式。（顯示時間，倒計時兩種模式）進入測轉(zhuǎn)速模式調(diào)秒（+1）調(diào)分（+1）調(diào)時（+1）在倒計時模式下，設(shè)定秒數(shù)。（+5）在倒計時模式下，設(shè)定秒數(shù)。（+1）在倒計時模式下，設(shè)定秒數(shù)。（-1）開啟定時器關(guān)閉定時器01234567（0 x16）（0 x0c）（0 x18）（0 x5e）（0 x08）（0 x1c）（0 x5a）（0 x42）4.2.電路原理圖4.2.比賽要求說明名稱：旋轉(zhuǎn) LED 時鐘一、設(shè)計任務(wù)任務(wù)：自行制作一排 LED 燈，在旋轉(zhuǎn)的同時點亮部分 LED 燈，通過動態(tài)掃描（視覺殘留原理），形成一個類似霓虹燈的時鐘界面。要求整排 LED 用電機帶