3.1 電源設計
??? 供電電路如圖4所示,采用無線供電模塊,具有無觸點、噪聲小、壽命長的特點。在線圈距離很近的情況下,輸出效率很高。其中L1是發射線圈,接收端需要一個接收線圈,經整流穩壓后接入指針板的單片機和時鐘芯片.
3.2 指針板的硬件設計
??? 為使指針板輕巧,采用貼片式LED。本時鐘需要能顯示“12、3、6、9”這四個整點數字和秒針、分針、時針,用7支LED燈顯示數字,21支用來顯示秒、分、時三針,另外再加一支內框一支外框燈,總共30支LED燈。為了節省單片機I/O管腳,并不是每支LED燈都由一個I/O管腳控制的。為了滿足驅動電流,加一支三極管來驅動。為使顯示穩定,在指針板上加裝一個紅外接收管,當接收到與之配對的紅外發光二極管發出的紅外線后,就會反向導通,接到單片機外部中斷。有了這個信號,單片機就可以在指針板旋轉過程中實時檢測計算指針板的角度位置,并根據指針板所處的不同位置,點亮相應的LED。
單片機主要用于對紅外遙控代碼的譯碼、讀寫DS1302的時間數據以及控制LED顯示熄滅。本設計充分運用89C52的各個接口:首先是28支LED燈,由于有13支LED燈只用來顯示時針,所以它們是同時點亮或者熄滅的,可以接在同一個I/O接口上,取P2.7口。P0.0-P0.7和P2.0-P2.7這16個引腳分別與16支LED燈連接,可以用來顯示不同的字符;其次X1、X2引腳接12MHz晶振;P3.2口接一體化紅外接收頭,作為高優先級的外部中斷;P3.3口接紅外接收管,作為低優先級外部中斷;P1.5-P1.7分別接DS1302的SICK、I/O及CE引腳。電路原理如圖5所示。
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3.3 紅外接收/發射控制單元
??? 在指針板旋轉工作狀態中,可利用紅外遙控器來給旋轉時鐘調時間。發射電路采用TC9012遙控芯片自制遙控器,TC9012是一塊用于東芝系列紅外遙控系統中的專用發射集成電路,接收部分直接采用了紅外一體化接收頭HS0038。
4 軟件設計
??? 旋轉時鐘軟件設計首先是各種初始化及DS1302的初始時間設定,然后單片機采用查詢方式查詢P3.3是否接收到了中斷信號。接收到中斷說明指針板已經旋轉到起點。查詢到之后先讀取DS1302的時間,然后顯示到LED。當有紅外遙控信號調整時間時,紅外接收頭HS0038將接收到紅外遙控器發出的紅外脈沖,會以下降沿的方式給單片機一組下降沿脈沖中斷信號,單片機接收到脈沖后,通過編程和定時器,記錄每一個脈沖的脈寬,實現對各種信號的識別,實現時鐘時間的調整。系統主程序流程如圖6所示。
5 結論
??? 本文實現了用30支LED燈旋轉掃描顯示的形式來取代大量的LED點陣矩陣板來顯示時鐘信息。貼片LED的設計,體積小;采用紅外對管來同步轉速,使顯示的畫面穩定;無線供電,無機械磨損,噪聲小;紅外遙控,調時方便。本設計能夠實現低成本、高質量的顯示宣傳效果,具有一定的實用價值。