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LED摇摆钟

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纯手工打造摇摆LED时钟

ledclock

时间：

2009-5-1821:

59:

08来源：

互联网作者：

周正华编辑：

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纯手工打造摇摆LED时钟,ledclock

关键字：

纯手工打造摇摆LED时钟

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一个的冲动。

不就是一个流水灯吗？

有什么难的？

！

于是，一个单片机项目就这样开始了。

然而动手以后才知道问题并非想象那样简单，因没有任何现成的资料，机械的、电子的和编程的问题一大堆，一个一个需要自己来解决。

经历二十多天的苦战和无数次的修改与调试，作品终于完成，基本达到预先要求。

   现将制作资料整理出来，与广大DIY爱好者分享。

一.整体方案

   本制作是根据视觉暂留原理,让一排8只LED作往复运动,在空中呈现八个字符的显示屏，可显示数字或英文字符。

开机后先显示“Welcome!

”欢迎字符（见图1）,再进入时钟显示状态。

显示屏同时显示“时”、“分”、“秒”信息，用“：

”分隔（见图2）。

图1开机画面                                                                                    图2运行状态

   显示分“正常运行”、“调分”和“调时”三种状态。

当处于调整状态时，调整的项会闪现，以便识别。

为此，设置三个调整按键，一个为“状态键”，一个为“加法键”，一个为“减法键”。

（见图3）

图3按键的设置                                                                             图4音圈电机组件

   摇棒的动力部分采用从废旧硬盘拆下的音圈电机（见图4），驱动采用直流电机驱动方式。

   结构方面，将音圈电机直接安装在万用板上，将万用板的四周用四根螺柱与一透明有机板结合成一体，构成支撑摇棒底座。

（见图5,图6）。

图5万用板与有机板构成底座                                                       图6底座侧面

二.实作要点

1．主板的结构布局见图7。

图7主板布局                                                                                   图8摇棒上的LED

2．LED的焊接，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．摇棒上的LED与主板上的信号用柔性排线连接，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9）

图9排线与拉簧                                                                              图10拉簧

4．为保持摇棒的平衡,在摇棒接近旋转轴的两端加装两只拉簧，这两只拉簧的规格尽量保持一致，弹性强弱要适中，最好可多找几种规格的试试。

（图9，图10）

5．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，H桥电路原理见图11，常见的是用三级管代替图中的开关。

图11H桥驱动原理

   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12）。

IC各脚定义见图13。

图12电机驱动IC

图13M56544AL各脚定义

6．电原理图见图14。

图14电原理图

7．完成图见图15。

图15完成图

三.软件设计

1．摇棒的启动

   为了使摇棒从静止状态过度到正常运行状态，在正式显示前加一启动程序。

其实质就是逐渐加快驱动的频率，一直到摇棒正常摆动为止。

通过下面的代码实现

do{

mm++;

Delay（120+mm）;

put1=~put1;put2=~put2;

}while（mm<60）;

Delay（20）;//根据实际情况确定延时值

2．秒闪现的实现：

数字或字符的闪现是通过变量Ms和数组w[]实现的，如需要八位字符中的间的第4位闪现，则w[3]=1。

这是通过全局变量Ms在voidtimer0（void）函数中每隔一秒改变一次状态（0或1），打开或关闭显示。

if（Ms*w[ii-3]==1）P2=0xff;elseP2=~ASCIIDOC[v[ii]*6+jj];//正向显示

if（Ms*w[10-ii]==1）P2=0xff;elseP2=~ASCIIDOC[v[13-ii]*6+5-jj];//反向显示

3．调试中发现，显示屏上的字符并不是一样宽的（见图16），仔细分析是由于摇棒在运动中，一直受力，而且所受的力是随时变化的。

为方便精确调整显示，特别作了一个显示中断表Tr[]，改变显示LED的时间段，协调显示效果。

图16调整前的显示

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unsignedcharChKey（bitKey）完成的。

5．显示同步

   因没有位置传感器，显示同步完全靠时钟中断来确定。

这样就有一个问题，音圈电机的驱动信号在什么时刻改变，显示才能保持在中间，并能保证正反显示能很好地重合。

经实际观察,音圈电机的驱动信号在显示中部,要根据具体情况细调。

由程序中的变量Ta调试确定。

6．完整C51程序代码

/*

POV摇摆显示LED钟C51程序

周正华编

2008.3.19

*/

#include

/*硬件端口定义*/

sbitset0=P0^1;

sbitset1=P0^0;

sbitset2=P0^2;

sbitput1=P3^6;

sbitput2=P3^7;

/*时钟用数组*/

unsignedcharBUFFER[]={0,0,0,0};

unsignedcharmaxnum[]={59,23};

/*显示数组*/

unsignedintv[14];

unsignedintw[8];

/*显示中断表*/

intcodeTr[]={

2000,2000,2000,2000,2000,2000,

2000,2000,2000,2000,2000,2000,

2000,2000,2000,2000,2000,2000,

2550,2500,2450,2400,2350,2300,

2250,2200,2150,2100,2050,2000,

1950,1900,1850,1800,1750,1700,

1650,1600,1550,1500,1450,1400,

1400,1450,1500,1550,1600,1650,

1700,1750,1800,1850,1900,1950,

2000,2050,2100,2150,2200,2250,

2300,2350,2400,2450,2500,2550,

2000,2000,2000,2000,2000,2000,

2000,2000,2000,2000,2000,2000,

2000,2000,2000,2000,2000,2000,

};

/*字符字模*/

unsignedcharcodeASCIIDOC[]=//ASCII

{

0x7C,0x8A,0x92,0xA2,0x7C,0x00,//-0-00

0x00,0x42,0xFE,0x02,0x00,0x00,//-1-01

0x46,0x8A,0x92,0x92,0x62,0x00,//-2-02

0x84,0x82,0x92,0xB2,0xCC,0x00,//-3-03

0x18,0x28,0x48,0xFE,0x08,0x00,//-4-04

0xE4,0xA2,0xA2,0xA2,0x9C,0x00,//-5-05

0x3C,0x52,0x92,0x92,0x8C,0x00,//-6-06

0x80,0x8E,0x90,0xA0,0xC0,0x00,//-7-07

0x6C,0x92,0x92,0x92,0x6C,0x00,//-8-08

0x62,0x92,0x92,0x94,0x78,0x00,//-9-09

0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,0x00,//--10

0x00,0x00,0xFA,0x00,0x00,0x00,//-!

-11

0x04,0x08,0x10,0x20,0x40,0x00,//-/-12

0x00,0x6C,0x6C,0x00,0x00,0x00,//-:

-13

0x3E,0x48,0x88,0x48,0x3E,0x00,//-A-14

0xFE,0x92,0x92,0x92,0x6C,0x00,//-B-15

0x7C,0x82,0x82,0x82,0x44,0x00,//-C-16

0xFE,0x82,0x82,0x82,0x7C,0x00,//-D-17

0xFE,0x92,0x92,0x92,0x82,0x00,//-E-18

0xFE,0x90,0x90,0x90,0x80,0x00,//-F-19

0x7C,0x82,0x8A,0x8A,0x4E,0x00,//-G-20

0xFE,0x10,0x10,0x10,0xFE,0x00,//-H-21

0x00,0x82,0xFE,0x82,0x00,0x00,//-I-22

0x04,0x02,0x82,0xFC,0x80,0x00,//-J-23

0xFE,0x10,0x28,0x44,0x82,0x00,//-K-24

0xFE,0x02,0x02,0x02,0x02,0x00,//-L-25

0xFE,0x40,0x30,0x40,0xFE,0x00,//-M-26

0xFE,0x20,0x10,0x08,0xFE,0x00,//-N-27

0x7C,0x82,0x82,0x82,0x7C,0x00,//-O-28

0xFE,0x90,0x90,0x90,0x60,0x00,//-P-29

0x7C,0x82,0x8A,0x84,0x7A,0x00,//-Q-30

0xFE,0x90,0x98,0x94,0x62,0x00,//-R-31

0x64,0x92,0x92,0x92,0x4C,0x00,//-S-32

0x80,0x80,0xFE,0x80,0x80,0x00,//-T-33

0xFC,0x02,0x02,0x02,0xFC,0x00,//-U-34

0xF8,0x04,0x02,0x04,0xF8,0x00,//-V-35

0xFE,0x04,0x18,0x04,0xFE,0x00,//-W-36

0xC6,0x28,0x10,0x28,0xC6,0x00,//-X