创意设计之DIY摇摆LED时钟

1、创意设计之DIY摇摆LED时钟 邮件群发 看到市场上正在流行的时尚商品摇摆LED时钟，感觉非常新颖独特，正在玩单片机的我，激起了自己也想DIY一个摇摆LED时钟的冲动。经过十多天的制作、修改与调试，作品才告完成，基本达到预先要求。一. 设计思路本制作是根据视觉暂留原理, 让一排8只LED运动, 在空中呈现数字来表示时钟。由于其实质就是一个摆动的流水灯，特别适合初入门的单片机爱好者动手制作。整个屏可显示七个字符，平时作时钟只用其中的五个字符。显示分 “正常运行”、“调分”和“调时” 三种状态。正常运行时中间的“：”符每一秒闪现一次，调分和调时时，则为调整的项闪现。设置三个调整按键，一个为“状态键

2、”，一个为“加法键”，一个为“减法键”。完成图(见图1、图2) 图1 图2效果图(见图3) 图3二. 硬件结构主板的结构布局见图4。 图4机械部分：驱动摇棒摆动的机构采用从硬盘上拆下的音圈电机(见图5)组件构成，为制作方便，这个组件是直接安装在电路板上的。 图5为使摇棒保持平衡，需在线圈端加配重，由于配重是在磁铁的上端，最好选铜质物件。为了让摇棒摆动稳定，在摇棒摆动的摆幅两端加了限位器。并在两个限位器上分别套上一个胶圈，以减轻噪音和振动。电子部分： 1.LED的焊接，(见图6)将LED两脚跨接在电路板两端的方式进行焊接。使LED紧密排列在一起。

3、 图62.摇棒上的LED与主板上的信号用排线连接，音圈电机供电占2位，LED信号传输占9位，所以至少要11位的排线。(见图7) 图73.设置三个按键用于调整时间。(见图8) 图84.采用驱动直流电机正反转的方式，驱动音圈电机来回摆动。让电机正、反转的方法很多，最典型的是H桥电路驱动。为了简化电路，最好采用H桥功能的集成电路。这种IC很多，比如象TA7257，TA8429H，L6203等，这里用的是三菱公司的M54544AL。(见图9) 图9IC各脚定义见图10。 图105.电原理图见图11(点击放大)。 图11三. 软件设计 1. 摇

4、棒的启动通过P3.6和P3.7输出驱动音圈电机的信号, 由于没有设置检测摇棒的传感器，时间间隔只能跟据实验确定。在调试中发现，当驱动摇棒的信号转换加速到一定的时候，从静止状态转到正常摆动状态发生困难，因此需要由慢到快的驱动过程。由下面的程序段实现。do mm-;DelayMs(120+mm*5); /逐渐缩短延时间put1=put1; put2=put2; /转换输出口电平状态while(mm>0);2. 秒闪现的实现数字和字符的闪现是通过变量Ms和数组w实现的，如需要七位字符中的间的第4位闪现，则w3=1。这是通过全局变量Ms在void timer0(void)函数中每隔一秒改变一次状

5、态(0或1)，在void timer1(void)函数中的下列语句中实现。if(put1=1)&&(ii3. 校正显示不均匀调试中发现，显示屏上的字符并不是一样宽的，仔细分析是由于摇棒在运动中一直受力，使摇棒产生加速运动，这样就需要在程序中加一校正因子，逐渐缩短显示的时间段。具体是通过变量tt在函数void timer1(void)中实现的。4. 按键去抖程序按键的去抖采用软件编程实现，其方法是当检测到按键的接口出现低电平后，隔一段时间再检测，如还是低电平，则确认为有效，否则无效。具体的程序是通过函数unsigned char ChKey(bit Key)实现。5. 显示同步调

6、试时要根据实际情况确定Ti的值，保证显示正常。6.预留的部分功能提供的程序除提供了一个完整的时钟程序外，还预留了显示七个字符功能(见图12)，只是主程序要作一些修改。 图127.完整C51程序代码 /*POV摇摆显示LED钟C51程序*/#include/*硬件端口定义*/sbit set0=P01;sbit set1=P00;sbit set2=P02;sbit put1=P36;sbit put2=P37;/*时钟用数组*/unsigned char BUFFER=0,0,0,0;unsigned char maxnum=59,23;/*显示用数组*/unsigned int v

7、20;unsigned int w7;/*字符字模*/unsigned char code ASCIIDOC = / ASCII0x7C,0x8A,0x92,0xA2,0x7C,0x00, / -0-000x00,0x42,0xFE,0x02,0x00,0x00, / -1-010x46,0x8A,0x92,0x92,0x62,0x00, / -2-020x84,0x82,0x92,0xB2,0xCC,0x00, / -3-030x18,0x28,0x48,0xFE,0x08,0x00, / -4-040xE4,0xA2,0xA2,0xA2,0x9C,0x00, / -5-050x3C,0x5

8、2,0x92,0x92,0x8C,0x00, / -6-060x80,0x8E,0x90,0xA0,0xC0,0x00, / -7-070x6C,0x92,0x92,0x92,0x6C,0x00, / -8-080x62,0x92,0x92,0x94,0x78,0x00, / -9-090x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00, / - -100x00,0x00,0xFA,0x00,0x00,0x00, / -!-110x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x00, / -/-120x00,0x6C,0x6C,0x00,0x00,0x00, / -:-130x3E

9、,0x48,0x88,0x48,0x3E,0x00, / -A-140xFE,0x92,0x92,0x92,0x6C,0x00, / -B-150x7C,0x82,0x82,0x82,0x44,0x00, / -C-160xFE,0x82,0x82,0x82,0x7C,0x00, / -D-170xFE,0x92,0x92,0x92,0x82,0x00, / -E-180xFE,0x90,0x90,0x90,0x80,0x00, / -F-190x7C,0x82,0x8A,0x8A,0x4E,0x00, / -G-200xFE,0x10,0x10,0x10,0xFE,0x00, / -H-21

10、0x00,0x82,0xFE,0x82,0x00,0x00, / -I-220x04,0x02,0x82,0xFC,0x80,0x00, / -J-230xFE,0x10,0x28,0x44,0x82,0x00, / -K-240xFE,0x02,0x02,0x02,0x02,0x00, / -L-250xFE,0x40,0x30,0x40,0xFE,0x00, / -M-260xFE,0x20,0x10,0x08,0xFE,0x00, / -N-270x7C,0x82,0x82,0x82,0x7C,0x00, / -O-280xFE,0x90,0x90,0x90,0x60,0x00, / -

11、P-290x7C,0x82,0x8A,0x84,0x7A,0x00, / -Q-300xFE,0x90,0x98,0x94,0x62,0x00, / -R-310x64,0x92,0x92,0x92,0x4C,0x00, / -S-320x80,0x80,0xFE,0x80,0x80,0x00, / -T-330xFC,0x02,0x02,0x02,0xFC,0x00, / -U-340xF8,0x04,0x02,0x04,0xF8,0x00, / -V-350xFE,0x04,0x18,0x04,0xFE,0x00, / -W-360xC6,0x28,0x10,0x28,0xC6,0x00,

12、 / -X-370xC0,0x20,0x1E,0x20,0xC0,0x00, / -Y-380x86,0x8A,0x92,0xA2,0xC2,0x00, / -Z-390x24,0x2A,0x2A,0x1C,0x02,0x00, / -a-400xFE,0x14,0x22,0x22,0x1C,0x00, / -b-410x1C,0x22,0x22,0x22,0x10,0x00, / -c-420x1C,0x22,0x22,0x14,0xFE,0x00, / -d-430x1C,0x2A,0x2A,0x2A,0x10,0x00, / -e-440x10,0x7E,0x90,0x90,0x40,0

13、x00, / -f-450x19,0x25,0x25,0x25,0x1E,0x00, / -g-460xFE,0x10,0x20,0x20,0x1E,0x00, / -h-470x00,0x00,0x9E,0x00,0x00,0x00, / -i-480x00,0x01,0x11,0x9E,0x00,0x00, / -j-490xFE,0x08,0x14,0x22,0x02,0x00, / -k-500x00,0x82,0xFE,0x02,0x00,0x00, / -l-510x1E,0x20,0x1E,0x20,0x1E,0x00, / -m-520x20,0x1E,0x20,0x20,0x

14、1E,0x00, / -n-530x1C,0x22,0x22,0x22,0x1C,0x00, / -o-540x3F,0x24,0x24,0x24,0x18,0x00, / -p-550x18,0x24,0x24,0x24,0x3F,0x00, / -q-560x20,0x1E,0x20,0x20,0x10,0x00, / -r-570x12,0x2A,0x2A,0x2A,0x24,0x00, / -s-580x20,0xFC,0x22,0x22,0x24,0x00, / -t-590x3C,0x02,0x02,0x3C,0x02,0x00, / -u-600x38,0x04,0x02,0x0

15、4,0x38,0x00, / -v-610x3C,0x02,0x3C,0x02,0x3C,0x00, / -w-620x22,0x14,0x08,0x14,0x22,0x00, / -x-630x39,0x05,0x05,0x09,0x3E,0x00, / -y-640x22,0x26,0x2A,0x32,0x22,0x00, / -z-65;unsigned int TZ,Ti;unsigned char ii,jj,nn,mm,tt, Ms;/*延时函数*/void DelayMs(unsigned int msec)unsigned int x,y;for(x=0; xfor(y=0;y

16、/*键盘去抖处理函数*/unsigned char ChKey(bit Key)if(Key=0)DelayMs(30);if(Key=0) return(1);/*定时器中断0处理(时钟)函数*/void timer0(void) interrupt 1 using 1TH0=-(5000/256);TL0=-(5000%256);TR0=1;BUFFER0=BUFFER0+1;if (BUFFER0>201)BUFFER0=0; BUFFER1=BUFFER1+1;Ms=!Ms;if (BUFFER1=60)BUFFER1=0;BUFFER2=BUFFER2+1;if (BUFFER

17、2=60)BUFFER2=0;BUFFER3=BUFFER3+1;if (BUFFER3=24) BUFFER3=0;/*定时器中断1处理(LED驱动)函数*/void timer1(void) interrupt 3 using 1TH1=(Ti+tt*15)/256; TL1=(Ti+tt*15)%256;if(put1=1)&&(iijj+; tt+;if(jj>5) ii+; jj=0;if(ii>10) ii=0;put1=put1; put2=put2;tt=0;/*主程序*/void main(void)Ms=1;Ti=-2100; /根据实际调整mm

18、=14;put1=0;put2=1;/*初始化定时中断0*/TMOD=0x11;TH0=-5000/256; TL0=-5000%256;TR0=1;ET0=1;/*初始化定时中断1*/TH1=Ti/256; TL1=Ti%256;TR1=1;ET1=1;/* 七个显示位置,中间为":" 符 */v0=10;v1=10;v2=10;v3=13;v4=10;v5=10;v6=10;/*正常运行状态,让中间":"符闪现*/w1=0;w2=0;w3=1;w4=0;w5=0;/*摇摆棒初始启动*/do mm-;DelayMs(120+mm*5);put1=put1; put2=put2;while(mm>0);/*启动显示*/ii=0;jj=0;EA=1;/*正式运行*/for(;)while(1)/*显示时和分*/v1=BUFFER3/10;v2=BUFFER3-v1*10;v4=BUFFER2/10;v5=BUFFER2-v4*10;/*按键处理*/if(ChKey(set0)=1) /调整项键if(TZ/*闪现调整项*/switch(TZ)case 0:w1=0;w2=0;w3=1;w4=0;w5=0;break;/正常时秒闪case 1:w1=0;w2=0;w3=0;w4=1;w