學習單片機一段時間了,一直想做一個東西來驗證一下自己的學習效果,“流水燈”之類覺得太簡單;“示波器”、“掃頻儀”、“LCR”、“晶體管特性曲線儀”等儀器又覺得太難,自己覺得還是制作一個電子鐘難度比較適中。
只所以選擇制作LED顯示的電子鐘,是因為去年在網上30元買得有96只1寸的LED數碼管,總得把它們消化點才是。當然成功后我還會再制作LCD顯示的電子鐘,那是后話。
原本想用14個LED數碼管來制作這個電子鐘,讓它直接顯示:年、月、日、時、分、秒,其中“年”用4位,免得再出現當年“千年蟲”的問題 ,其它通通用兩位,當然還可以多加一位用來顯示“星期”。但這樣一來,這個電子鐘就顯得太寬了,做出來有點龐大。
最后還是決定按照傳統方法,用6位LED數碼管就行了,用一個按鍵來切換日期與時間的顯示。
根據以上想法設計的電路原理圖:
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2020-3-31 00:24 上傳
要讓鐘走起來不難,網上有很多現成的代碼,關鍵的難點是時鐘的設置(調整)。
我希望在進入設置狀態時,對應的LED應該能夠閃爍,以提醒我當前設置的是年、月、日、時、分、秒的哪一位(其實都是兩位)?
由于每位LED數碼管都采用動態顯示,在動態顯示時又如何使某兩位閃爍,一下子沒想通怎么做。
參考了很多網上的資料以及翻了很多書籍,都沒發現哪一款LED數碼管的電子鐘在設置時間或日期時,對應的LED數碼管能夠閃爍,也許是我沒有看懂別人的代碼。
想了幾天后終于想到了一個辦法:我們知道,LED數碼管的動態顯示,無非就是在某一個時刻只讓一只LED數碼管亮,其余的LED數碼管是不亮的,下一個時刻才讓下一位LED數碼管亮,循環往復,只要時間足夠快,由于人眼的“視覺暫留”作用,我們看到所有的LED數碼管都是亮著的。
我的辦法就是:需要閃爍的這兩位LED數碼管,當輪到它們亮時暫時不亮,將亮的機會讓給其它的數碼管,這就使得它們“滅”的時間長一點,能讓眼睛感覺到;輪到它們亮時,就讓它們循環多亮一段時間,它們循環結束以后才將亮的機會交給其它的數碼管。這樣的效果,通過眼睛看到,這兩位數碼管一滅一亮地閃爍起來了。實際情況下,其它數碼管也有輕微的閃爍,但沒有這兩位明顯,眼睛不容易觀察到。
我就通過這個伎倆用來欺騙眼睛。
由于機器配置有點低,所以這個效果用Proteus仿真不出來,只有用面包板實際搭電路才行。
我通過測試,閃爍的數碼管“亮”時,循環4次就夠了,次數多了,其它數碼管就會跟著閃爍起來;次數少了閃爍又不明顯。
說這么多,只是思路,具體實現看源代碼。
結構上,采用了4個按紐開關進行控制:
1、【設置/移動/退出】;
2、【加】;
3、【減】;
4、【確定/翻頁】。
各按紐功能解說:
【設置/移動/退出】按紐的功能:
單擊第①次,進入(設置),第一位(其實是兩個數碼管,下同)閃爍;
單擊第②次,第二位閃爍;
單擊第③次,第三位閃爍;
單擊第④次,下一頁第一位閃爍;
單擊第⑤次,下一頁第二位閃爍;
單擊第⑥次,下一頁第三位閃爍;
單擊第⑦次,退出(設置),進入走時狀態。
【加】、【減】:只在設置狀態有效;
【確定/翻頁】:在設置狀態下,保存并退出設置;在走時狀態下,切換日期和時間。
用面包板搭建的功能驗證電路證實了上述想法。
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2020-3-31 00:26 上傳
在面包板上成功以后,開始成品制作。
電子鐘由三個模塊組成:顯示板、控制板和電源板。
顯示板由6個LED數碼管組成,用一塊9×15CM的洞洞板裁成兩塊拼接而成,為了使兩塊洞洞板保持在一個平面,在它們的后面又加了一塊裝修吊頂用的“輕鋼龍骨”作為支撐:
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2020-3-31 00:27 上傳
為了避免焊接錯誤,數碼管相同的段用相同顏色的導線連接。
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七個段由這七個插針輸出
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2020-3-31 00:29 上傳
每一位數碼管的控制由一塊單獨的控制板完成,這塊控制板固定在數碼管背面的“輕鋼龍骨”上,它們構成了完整的顯示模塊,通過插針與單片機主控板連接。
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2020-3-31 00:30 上傳
單片機模塊:
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2020-3-31 00:31 上傳
因為電源是12V的,所以用7805將電壓控制在5V:
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2020-3-31 00:32 上傳
電源模塊采用成品12V/1A開關電源,這種電源在網上1.50元一只(輸出線被剪掉的),我買得有幾十只,另外家人多年來丟棄的各種電源,都被我收集了起來,也有幾十只,不管做什么電子裝置,我都能找到合適的電源。
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2020-3-31 00:32 上傳
各個模塊連接起來工作正常了:
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日期顯示:
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時間顯示:
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用撿來的層板制作外殼:
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外殼全部用白乳膠粘接,沒用一顆釘子。
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貼上黑胡桃木的貼皮美化一下:
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2020-3-31 00:36 上傳
內部布局:
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2020-3-31 00:36 上傳
開關電源的PCB板很小,不好單獨固定,我是將電源外殼鋸掉一部分,利用它內部的卡槽來固定電源。
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2020-3-31 00:36 上傳
右下角那片軟包裝鋰電池是3.7V/180mAh的,在不使用電子鐘時給DS1302供電,以免丟失設置好的時間。
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2020-3-31 00:37 上傳
后蓋板的螺絲孔與里面的螺帽對得很正,我是怎么做到的?給大家分享一點經驗:先在后蓋板適當位置鉆孔,這時只需注意孔的中心與左右邊緣的距離等于螺帽的半徑,也就是說,螺帽應該緊貼著側面板外沿,這個可以用尺子測量畫線再鉆孔;然后將4顆螺絲與螺帽固定在后蓋板上,在前面板還空著的情況下,將后蓋板小心地在后邊推到位,用一根長一點的竹簽粘少許兌好的AB膠,從前面窗口伸進去,將它們涂到螺帽與側面板之間,這時不需要涂多少,只要能將它們粘住就行,等幾個小時AB膠固化后,再將后蓋板及螺絲一同拆下來,這時螺帽就已經粘在側面板上了。再次兌一些AB膠,將螺帽與側面板膠水不足的地方補足即可。
如果你有更好的方法,就當我沒說。
薄膜開關的功能定義:
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2020-3-31 00:38 上傳
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原理圖及代碼:
LED數碼管電子鐘.rar
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2020-3-31 00:45 上傳
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