摇摆LED时钟.docx

1、摇摆LED时钟用移动硬盘电机DIY摇摆显示时钟详细制作介绍2009年05月28日 星期四 23:47 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，有许许多问题在制作中一一出现，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，

2、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”，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

3、一个胶圈，以减轻噪音和振动。 1LED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。 图6 2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7 3设置三个按键用于调整时间。（见图8）图8 4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9 IC各脚定义见图10。 图10 5电原理图见图1

4、1。图11三. 软件设计1 摇棒的启动通过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(mm0);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

5、)函数中每隔一秒改变一次状态（0或1），在void timer1(void)函数中的下列语句中实现。if(put1=1)&(ii7)&(Ms*wii=0) P2=ASCIIDOCvii*6+jj; else P2=0xff;3 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

6、。具体的程序是通过函数unsigned char ChKey(bit Key)实现。5 显示同步调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12 7完整C51程序代码/*POV摇摆显示LED钟C51程序 周正华编 2008.2.29*/#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

7、,0,0,0;unsigned char maxnum=59,23;/*显示用数组*/unsigned int v20;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,0x08,0x

8、00, / -4-040xE4,0xA2,0xA2,0xA2,0x9C,0x00, / -5-050x3C,0x52,0x92,0x92,0x8C,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, / -!-110x04,0x08,0x10,0x20,0x4

9、0,0x00, / -/-120x00,0x6C,0x6C,0x00,0x00,0x00, / -:-130x3E,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

10、,0x4E,0x00, / -G-200xFE,0x10,0x10,0x10,0xFE,0x00, / -H-210x00,0x82,0xFE,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,

11、0x82,0x7C,0x00, / -O-280xFE,0x90,0x90,0x90,0x60,0x00, / -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,0x04,0

12、x18,0x04,0xFE,0x00, / -W-360xC6,0x28,0x10,0x28,0xC6,0x00, / -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,0x

13、2A,0x2A,0x2A,0x10,0x00, / -e-440x10,0x7E,0x90,0x90,0x40,0x00, / -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-510x1

14、E,0x20,0x1E,0x20,0x1E,0x00, / -m-520x20,0x1E,0x20,0x20,0x1E,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-5

15、90x3C,0x02,0x02,0x3C,0x02,0x00, / -u-600x38,0x04,0x02,0x04,0x38,0x00, / -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 Delay

16、Ms(unsigned int msec)unsigned int x,y;for(x=0; x=msec;x+)for(y=0;y201) BUFFER0=0; BUFFER1=BUFFER1+1;Ms=!Ms;if (BUFFER1=60) BUFFER1=0;BUFFER2=BUFFER2+1; if (BUFFER2=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

17、; TL1=(Ti+tt*15)%256;if(put1=1)&(ii5) ii+; jj=0;if(ii10) 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=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=

18、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(mm0);/*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(

19、TZ2) TZ+; else TZ=0; /*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;w5=1;break;/调分时分闪 case 2:w1=1;w2=1;w3=0;w4=0;w5=0;break;/调时时时闪 ; DelayMs(300); if(ChKey(set1)=1) if(BUFFERTZ+10) BUFFERTZ+1-; else BUFFERTZ+1=maxnumTZ-1;DelayMs(300); / 减法键 DelayMs(300); 四. 结语 本制作的最大问题是操声和振动问题，尽管做了努力，还是没有完全解决，还有改善余地。由于设计没有考虑回摆时的显示，显示有明显闪烁现象，也需要进一步完善