【正文】 e the conclusion that my alternative of rotating clock was feasible. I hope that more people will know and like POV LED after reading my thesis.Keywords：persistence of vision；rotating clock；scanning display目錄前言 1第1章 旋轉(zhuǎn)時(shí)鐘的原理及制作方案 2 旋轉(zhuǎn)時(shí)鐘原理分析 2 方案的確定 3第2章 硬件設(shè)計(jì) 5 指針板的硬件設(shè)計(jì) 5 單片機(jī)端口分配 5 指針板電源驅(qū)動(dòng)方式 6 時(shí)鐘芯片DS1302 6 紅外對(duì)管 8 紅外遙控設(shè)備的硬件設(shè)計(jì) 8 電源基板的硬件設(shè)計(jì) 11 電機(jī)的選擇 12 電刷的制作 12 元器件焊接時(shí)應(yīng)注意的問題 13第3章 軟件設(shè)計(jì) 14 LED掃描顯示程序設(shè)計(jì) 14 單片機(jī)讀寫DS1302程序設(shè)計(jì) 16 單片機(jī)對(duì)紅外遙控代碼的譯碼程序設(shè)計(jì) 18第4章 系統(tǒng)調(diào)試 21 硬件調(diào)試 21 軟件調(diào)試 21結(jié)論 22致謝 23參考文獻(xiàn) 24附錄1 旋轉(zhuǎn)時(shí)鐘電路原理圖 25附錄2 旋轉(zhuǎn)時(shí)鐘PCB圖 26附錄3 旋轉(zhuǎn)時(shí)鐘程序代碼 2732前言時(shí)下很流行一種用LED燈旋轉(zhuǎn)掃描來顯示各式各樣畫面的電子作品，即“POV LED”，它的核心部件還是單片機(jī)。試想一下，要是夜晚騎著這樣的自行車，將會(huì)是一道多么美麗的風(fēng)景，完全能為都市夜景錦上添花。接下來我就詳細(xì)敘述它的原理及制作過程。247。時(shí)點(diǎn)亮9支LED燈以顯示分針在12點(diǎn)位置上；緊接著整列發(fā)光二極管又轉(zhuǎn)過30176。各個(gè)時(shí)刻并不一定用點(diǎn)來顯示，還可以用數(shù)字來顯示，接下來分析下發(fā)光二極管是如何顯示數(shù)字時(shí)間的。這種方案雖然很簡單，制作起來也較方便，但是由于電池裝在指針板上，電池又相對(duì)較重，在高速旋轉(zhuǎn)時(shí)一定要裝對(duì)重才能保持指針板平衡，這樣對(duì)電機(jī)的功率要求就比較大，而且浪費(fèi)電源。我所設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)時(shí)鐘是介于最簡單和最復(fù)雜方案之間的。該電路板越輕越好，LED燈可用貼片式。為了滿足驅(qū)動(dòng)電流，我加了一支三極管來驅(qū)動(dòng)。對(duì)單片機(jī)的程序存儲(chǔ)量和控制能力要求并不高，選擇STC89C52單片機(jī)綽綽有余。這種方法是將一根導(dǎo)線中間部分繞在電機(jī)內(nèi)部的轉(zhuǎn)子上，電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)該導(dǎo)線切割磁場，兩頭產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)過整流后作為指針板上的電源。這種方法既能提供較大的電流，又不會(huì)給指針板增重。DS1302 有著很強(qiáng)的功能。對(duì)時(shí)鐘寄存器初始化可以設(shè)定當(dāng)前時(shí)間,控制芯片的運(yùn)行,時(shí)間是用BCD碼保存的,RAM可以用來存取用戶數(shù)據(jù),在用了備用電池后RAM內(nèi)的數(shù)據(jù)在系統(tǒng)掉電時(shí)能夠保持不丟失。當(dāng)VCC2低于VCC1時(shí),芯片由VCC1供電；當(dāng)VCC2VCC1≥,備用電池為芯片供電。圖 DS1302數(shù)據(jù)讀寫時(shí)序通過8個(gè)脈沖便可讀取一個(gè)字節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)串行輸入與輸出。當(dāng)為高時(shí)，選擇12小時(shí)模式。根據(jù)發(fā)射與接收的紅外線頻率不同，紅外對(duì)管有不同的型號(hào)。我所要設(shè)計(jì)的遙控器只是用來給旋轉(zhuǎn)時(shí)鐘調(diào)時(shí)，所以只需四個(gè)鍵，比較簡單，就用TC9012這塊比較經(jīng)典的遙控芯片自制一個(gè)遙控器。發(fā)射碼的格式如下圖所示：圖 TC9012 的發(fā)射碼的格式用戶碼一共有8種，是利用“SEL”腳與“KO0～KO7”中的任一腳相連接來進(jìn)行選擇的?！?”和“0”的區(qū)分取決于脈沖之間的時(shí)間，表示“0”；，“1”。主要功能是接收紅外遙控器的代碼信號(hào)，經(jīng)放大、檢波、整形, 得到TTL 電平的代碼信號(hào), 再送給單片機(jī)。直接由+12V的變壓器通過插孔給電路板送電，經(jīng)電容及電位器后接直流電機(jī)。它有四種封裝結(jié)構(gòu)。如果直流電機(jī)找不到合適的，也可以考慮使用計(jì)算機(jī)的散熱風(fēng)扇，這個(gè)散熱風(fēng)扇最大優(yōu)點(diǎn)就是運(yùn)行時(shí)噪聲低。最后把指針板安裝在電機(jī)軸上，電機(jī)軸與指針板地線之間用焊錫焊死。千萬不能采用工業(yè)焊錫或酸性焊油。用烙鐵頭上的搪錫面去接觸焊接點(diǎn)，這樣傳熱焊接面積大，焊接速度快。焊錫應(yīng)剛好將焊接點(diǎn)上元件引腳全部浸沒，輪廓隱約可見即可。新買回來的烙鐵，必須先上錫后才能使用。將裹有膠布的電機(jī)軸插入滑環(huán)內(nèi)（滑環(huán)一定要與電機(jī)外殼絕緣），并且緊密接觸。旋轉(zhuǎn)時(shí)鐘對(duì)電機(jī)功率要求不高，所以選擇直流電機(jī)來帶動(dòng)電路板旋轉(zhuǎn)。根據(jù)電機(jī)工作電流的不同，電位器的功率一般取2W以上。 電源基板的硬件設(shè)計(jì)電源基板主要負(fù)責(zé)為電機(jī)提供穩(wěn)定的直流電，并通過電刷給指針板送電，是能源中心。圖中SEL腳和KO7相連，所以客戶碼選擇為：0E0E。這樣芯片就能識(shí)別出按下的是哪個(gè)按鍵，然后編碼調(diào)制成相應(yīng)的二進(jìn)制碼，再通過紅外二極管發(fā)射出去。以作為用戶碼、數(shù)據(jù)碼以及他們的反碼的先導(dǎo)。它由紅外發(fā)射電路與紅外接收電路組成。 紅外對(duì)管紅外對(duì)管是一種常用的光電器件。當(dāng)該位置1時(shí)，時(shí)鐘振蕩器停止，DS1302處于低功耗狀態(tài)；當(dāng)該位置為0時(shí)，時(shí)鐘開始運(yùn)行。在控制字指令輸入后的下一個(gè)SCLK時(shí)鐘的上升沿時(shí)，數(shù)據(jù)被寫入DS1302，數(shù)據(jù)輸入從最低位（0位）開始。DS1302有兩個(gè)電源引腳VCC1和VCC2,分別連接備用電池和電源VCC。)；I/O(三線接口時(shí)的雙向數(shù)據(jù)線)；SCLK(串行時(shí)鐘輸入)。即便使用備用電池,但要維持單片機(jī)系統(tǒng)的較大功耗也是堅(jiān)持不了多久的。就是在指針板上焊接一個(gè)滑環(huán)，套在電機(jī)軸上，但要與電機(jī)軸絕緣，電刷扣在滑環(huán)上，并接直流電正極。但是電池很不耐用，經(jīng)常要換，既不經(jīng)濟(jì)又不環(huán)保，最大問題是太重，一般電機(jī)帶不動(dòng)，需要選擇較大功率電機(jī)，成本較大。接下來我介紹一下指針板的供電方式和所用到的各個(gè)芯片的資料。通過分析，我發(fā)現(xiàn)靠近內(nèi)圈的那十幾支LED，除了用做顯示時(shí)鐘指針外，并不適合用來顯示字符。為了制作方便，我把單片機(jī)、時(shí)鐘芯片、發(fā)光二極管、一體化紅外接收頭等器件焊接在一塊指針型的電路板上，這樣可以使旋轉(zhuǎn)的電路成為一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，只需要外部送電進(jìn)來就可以正常運(yùn)作。另外有了時(shí)鐘芯片后旋轉(zhuǎn)時(shí)鐘就不怕掉電了，時(shí)鐘芯片有后備電源，會(huì)同步時(shí)間，下次開起后不用調(diào)就能顯示正確的時(shí)間。底座主要用來固定電機(jī)，是基礎(chǔ)，必須要牢固；而電機(jī)是用來帶動(dòng)指針板高速旋轉(zhuǎn)，是出力的“苦工”；指針板是核心部分，上面有單片機(jī)、LED燈以及各種外圍元器件，各種時(shí)鐘畫面就是靠指針板顯示出來的。(a)靜止時(shí) (b)小時(shí)刻度的呈現(xiàn) (c)指針的呈現(xiàn)圖 旋轉(zhuǎn)時(shí)鐘原理圖，比較方便實(shí)現(xiàn)，而現(xiàn)實(shí)中時(shí)鐘的指針是會(huì)走的，是每秒都在變的，這就要求顯示指針用的數(shù)據(jù)需要隨著時(shí)間的推移而不斷更新。我們假設(shè)用10支