LED旋轉(zhuǎn)時(shí)鐘原理教案資料

1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。LED旋轉(zhuǎn)時(shí)鐘原理-1、緒論旋轉(zhuǎn)時(shí)鐘造型奇特，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但卻能顯現(xiàn)出炫麗的畫面。從在網(wǎng)上看到旋轉(zhuǎn)時(shí)鐘的視頻的那一刻起，我就決心做一個(gè)屬于自己的LED旋轉(zhuǎn)時(shí)鐘。我開(kāi)始在網(wǎng)上收集各種有關(guān)旋轉(zhuǎn)時(shí)鐘的資料，網(wǎng)上大致分幾種模式，簡(jiǎn)單的只是刷屏讀取字模顯示漢字，難度大一點(diǎn)的則可以顯示數(shù)字鐘、表盤鐘、動(dòng)畫，復(fù)雜則可以顯示動(dòng)態(tài)表錘、溫度以及變色。通過(guò)學(xué)習(xí)，我掌握了旋轉(zhuǎn)時(shí)鐘的原理及其程序算法，通過(guò)半個(gè)月的努力，我在別人的基礎(chǔ)上做出了屬于我自己的個(gè)性時(shí)鐘，可以顯示數(shù)字鐘、表盤鐘、動(dòng)畫、圖片、溫度、螺旋線以及顏色變換，并且能

2、通過(guò)遙控控制電機(jī)的開(kāi)停、LED顯示的開(kāi)啟和關(guān)閉。2、旋轉(zhuǎn)時(shí)鐘的原理旋轉(zhuǎn)時(shí)鐘是一種利用人眼的視覺(jué)暫留，讓LED高速旋轉(zhuǎn)形成LED屏，顯示文字、數(shù)字及圖形的LED屏顯示的電子產(chǎn)品。主要構(gòu)成：顯示部分：在AT89S52單片機(jī)的P0、P2口上接上16個(gè)貼片的LED；在分別用P1.0、P1.1和P1.2上接上一個(gè)三極管9012，分別用三極管驅(qū)動(dòng)4個(gè)貼片LED，共30個(gè)貼片，我這里用了兩列貼片，總共有60個(gè)貼片二極管來(lái)完成顯示。測(cè)速定位：用霍爾傳感器CS3144來(lái)測(cè)定轉(zhuǎn)速，并告知二極管即將顯示的內(nèi)容。溫度：用DS18B20溫度傳感器來(lái)測(cè)溫。取模：采用取字模軟件將字符和圖案自動(dòng)生成掃描碼。旋轉(zhuǎn)部分：旋轉(zhuǎn)由一

3、個(gè)24v直流電機(jī)提供20r/s以上的轉(zhuǎn)速。遙控部分：由一個(gè)遙控器控制兩個(gè)接收模塊來(lái)完成。供電：系統(tǒng)采用可充鋰電池供電，這里我設(shè)計(jì)了一個(gè)電池的充放回路，斷開(kāi)自鎖開(kāi)關(guān)，插上USB供電線即可給鋰電池充電，巧妙的解決了單片機(jī)的供電問(wèn)題。電機(jī)的供電則由一個(gè)24V1A的適配器來(lái)提供。色彩變換：由兩個(gè)三極管來(lái)控制兩列貼片的通斷來(lái)完成。變色需要程序結(jié)合電路實(shí)現(xiàn)，這個(gè)電路運(yùn)用到旋轉(zhuǎn)時(shí)鐘上也是第一次。2.1、顯示板60高亮貼片LED形成兩列顯示部件，旋轉(zhuǎn)板上有一個(gè)霍爾傳感器，在電機(jī)上貼有一個(gè)磁鋼，旋轉(zhuǎn)板每旋轉(zhuǎn)一周，霍爾傳感器就會(huì)經(jīng)過(guò)一次磁鋼位置，并感應(yīng)到信號(hào)，由于霍爾是接到外終端P3.2上，這個(gè)信號(hào)又被稱為過(guò)零信

4、號(hào)，有了這個(gè)信號(hào)，CPU就可以在旋轉(zhuǎn)的過(guò)程中實(shí)時(shí)檢測(cè)計(jì)算指針板所處的不同位置，并根據(jù)指針?biāo)幍牟煌恢?，點(diǎn)亮相應(yīng)的LED,利用人眼的視覺(jué)暫留效應(yīng)，形成完整的顯示畫面。通過(guò)檢測(cè)兩次過(guò)零信號(hào)的時(shí)間間隔，就可以計(jì)算出電機(jī)轉(zhuǎn)速，或者指針旋轉(zhuǎn)一周的時(shí)間。把該時(shí)間等分為180份，即可獲得每個(gè)顯示列的位置。這樣，就不必再對(duì)電機(jī)進(jìn)行勻速控制，只要電機(jī)轉(zhuǎn)速能達(dá)到20r/s以上的轉(zhuǎn)速，單片機(jī)就能通過(guò)模糊運(yùn)算程序顯示完整的畫面。為了便于程序的計(jì)算，可以把指針旋轉(zhuǎn)的圓周等分為180個(gè)等分位置，每個(gè)位置被稱為一列。2.2、電機(jī)控制板電機(jī)控制板負(fù)責(zé)電機(jī)的開(kāi)停，控制部分由一片8051單片機(jī)完成，控制板上有一個(gè)無(wú)線收發(fā)模塊，

5、有了它，我們就可以通過(guò)遙控器控制電機(jī)的啟動(dòng)與停止。2.3、電機(jī)電機(jī)采用的是24v直流電機(jī)，可以提供30r/s的轉(zhuǎn)速，負(fù)責(zé)帶動(dòng)顯示板的旋轉(zhuǎn)。其供電有24V1A的適配器來(lái)提供。2.4、無(wú)線遙控器遙控器采用比較簡(jiǎn)單的方案實(shí)現(xiàn)，之所以選擇無(wú)線遙控，而不選用紅外遙控，因?yàn)榧t外遙控發(fā)射端必須正對(duì)著接收端，接收端才能感應(yīng)到信號(hào)，而無(wú)線遙控則沒(méi)有這個(gè)局限性，在房間里任意位置發(fā)出的信號(hào)，接收端都能很好的接收到。3、顯示板的供電方式（1）自感應(yīng)發(fā)電這種方法，就是從顯示板上引出導(dǎo)線，接入到電機(jī)內(nèi)部繞在轉(zhuǎn)子上，電機(jī)旋轉(zhuǎn)是該導(dǎo)線切割磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)過(guò)整流后作為顯示板的電源。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)很巧妙，無(wú)機(jī)械磨損，

6、更巧妙的是，由于感應(yīng)出來(lái)的電動(dòng)勢(shì)是交流的，所以可以利用該過(guò)零信號(hào)來(lái)定位，不必另外準(zhǔn)備定位信號(hào)了。缺點(diǎn)是提供的電量有限，只能適合LED較少的旋轉(zhuǎn)時(shí)鐘，當(dāng)LED較多時(shí)，需要更多的電流，這種方式就不能滿足了；其次這種方式要對(duì)電機(jī)進(jìn)行改造，也有一定的難度。（2）自備電池這種方式，就是在顯示板上安裝電池，由電池供電，一般是用小體積的可充鋰電池。這種方式的優(yōu)點(diǎn)是不用擔(dān)心電壓波動(dòng)，也不存在機(jī)械磨損，不用擔(dān)心接觸不良之類問(wèn)題的困擾。這種方式的缺點(diǎn)是很費(fèi)電池，三天兩頭換電池，既不經(jīng)濟(jì)又不環(huán)保；另外電池很重，有一定的體積，給電機(jī)提供了負(fù)擔(dān)。這里我選用了藍(lán)牙耳機(jī)電池，其體積很小，能提供3.7v穩(wěn)定電壓，這樣單片機(jī)I

7、O口可直接驅(qū)動(dòng)LED，中間不需要再接電阻，巧妙的是我在顯示板電源部分設(shè)計(jì)了一個(gè)回路，電池不須取下就能用USB供電線進(jìn)行充電。這里巧妙的運(yùn)用了二極管的單相導(dǎo)通作用，當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)二極管被短路，由電池向單片機(jī)供電；當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，在充電輸入端接入U(xiǎn)SB供電線，另一端連上電腦，這樣可提供5V電壓，再經(jīng)過(guò)二極管降壓就可以向鋰電池供電。4、顯示處理4.1顯示內(nèi)容（1）顯示模擬表盤鐘：（2）數(shù)字鐘、轉(zhuǎn)速、心形動(dòng)畫：4.2色彩變換為了使顯示的畫面更炫麗，我使用雙列顯示貼片，之前也考慮了使用三基色的二極管，但這種方法需占用大量IO口，需要擴(kuò)展芯片，接線很是麻煩。雙列顯示的LED共用相同的IO口，用兩個(gè)三極管控制，

8、當(dāng)一列顯示開(kāi)啟的時(shí)候，另一列顯示關(guān)閉，這樣就能實(shí)現(xiàn)色彩變換。5、原理圖及PCB6、心得體會(huì)通過(guò)這次制作，從查閱資料、設(shè)計(jì)電路、選購(gòu)器件、焊接電路編寫調(diào)試程序再到PCB的制作，每個(gè)過(guò)程都很辛苦，有時(shí)一個(gè)不經(jīng)意間的錯(cuò)誤就可能把你弄的精疲力竭，這就要求電子工作者要有一絲不茍的工作態(tài)度，要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)募夹g(shù)理念。單片機(jī)其實(shí)很容易上手，關(guān)鍵在于你是否親自動(dòng)手去做。通過(guò)理論聯(lián)系實(shí)踐，課堂上的理論知識(shí)掌握起來(lái)更加得心應(yīng)手；那些課堂上聽(tīng)得模模糊糊的東西，通過(guò)實(shí)踐你可能會(huì)恍然大悟；通過(guò)單片機(jī)的制作，你可以提升自信心，為今后的就業(yè)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。單片機(jī)就在我們身邊，經(jīng)?？梢钥吹剿纳碛?。電磁爐，冰箱，空調(diào)，ATM，手機(jī)，

9、數(shù)碼相機(jī)，MP3都有單片機(jī)的身影?？此坪苌衩氐闹悄芑刂?，拆開(kāi)了看其實(shí)沒(méi)那么嚇人。美的空調(diào)拆開(kāi)后可以看到一樣的用一個(gè)熱敏電阻和一個(gè)基準(zhǔn)電阻去測(cè)控溫，用熱敏電阻采集數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)單片機(jī)A/D轉(zhuǎn)換后給單片機(jī)實(shí)現(xiàn)測(cè)控溫，成本也就幾毛錢吧，所以說(shuō)單片機(jī)其實(shí)一點(diǎn)都不難。隨著家電智能化的深入，單片機(jī)的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛。所以說(shuō)呢，無(wú)論你是一名業(yè)余電子愛(ài)好者，或者你是一名科班出身的電子工程的專業(yè)人員，掌握單片機(jī)技術(shù)無(wú)疑可以使您如虎添翼，為您開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的電子產(chǎn)品增添色彩。學(xué)習(xí)單片機(jī)技術(shù)的熱潮正在不斷升溫，時(shí)下有多家電子類的報(bào)刊雜志如：電子制作無(wú)線電電子報(bào)電子世界都開(kāi)設(shè)了詳細(xì)的單片機(jī)學(xué)習(xí)專欄，對(duì)于想學(xué)習(xí)單片機(jī)的朋友來(lái)說(shuō)幫助很大（不想幫他們做廣告，又不給我廣告費(fèi)，不過(guò)這幾家雜志做的確實(shí)不錯(cuò)）?？梢哉f(shuō)現(xiàn)在的單片機(jī)學(xué)習(xí)環(huán)境是最好的，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的努力，采用單片機(jī)來(lái)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)電子產(chǎn)品已經(jīng)不再是專業(yè)電子工程師的“專利”！而且現(xiàn)在單片機(jī)開(kāi)發(fā)環(huán)境也越來(lái)越傻瓜式操作了。硬件向著高集成化發(fā)展，搭建硬件平臺(tái)更容易。而編寫程序和燒寫程序的軟件也越來(lái)越趨向于人性化，這都為我們開(kāi)發(fā)單片機(jī)提供了方便。作為一個(gè)普通的電子愛(ài)好者完全可以通過(guò)一番努力后熟練掌握！國(guó)外的電子愛(ài)好者采用單片機(jī)來(lái)設(shè)計(jì)小制作非常普及，一些智能機(jī)器人、智