纯手工打造摇摆LED 时钟.pdf

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1、纯手工打造摇摆LED时钟周正华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“Wel

2、come!”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

3、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LED2．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

4、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=~put

5、2;}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

6、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

7、,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};unsignedcharmax