0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

新型炫彩时钟之日晷时钟的设计与制作

454398 来源:电子发烧友网原创 作者:Liven 2014-12-22 15:34 次阅读

摘要

本日晷时钟选用STC89C52RC芯片作为核心部件来进行控制。此时钟由三层轨道板,一个日晷面组成,日晷面是标有刻度的时钟面板,并在面板中心放置一晷针。每层轨道板都安装有12个LED,通过动态扫描方式来控制LED,从而可以透过日晷面中心晷针的投影来显示时针、秒针、分针,从而来指示时间。本日晷时钟不但具有显示时间的基本功能,还具有时间调整功能,通过软件与硬件的设计,用三个按键来达到对时间进行设置的目的,并配以蜂鸣器提示时钟处于调整模式。本日晷时钟不单单是个简易时钟,更像是件艺术品,由于用的是三种颜色的LED来指示时分秒,这样在交叠区就会形成彩色部分。

设计思路

日晷,顾名思义,就是利用太阳光透过晷针在面板上的投影来测量时间。也就是说,只要有标杆,有太阳光,就能形成日晷。因此,日晷可以在任何物体表面上进行设计,只要能满足上述条件。这样就形成了许多不同形式的日晷,比如,地平式日晷,赤道式日晷,极地晷,垂直式日晷,投影式日晷,折叠式日晷,等高仪日晷。

像赤道式日晷等为大家所熟知的普通日晷,投影都是一个。要想做到钟表那种有时针、分针、秒针的话,就需要三个投影,也就是说得需要三个“太阳”。普通日晷的光源是移动的,也就是太阳,东升西落。而本设计中的日晷时钟要想达到日晷的效果,就得具备三个可移动的光源。由于时针、分针、秒针的长短不一样,这样就要求投影的长短有区别。因此,就需要三个高度不一的光源。

方案:将光源固定好,围绕晷针一圈,采用每个刻度一个光源,这样一圈就需要12个光源。由于得显示出时分秒,所以就需要三层类似的光源。这样每个刻度实际上就有三个光源,也就是三个LED。通过主控电路来控制LED的亮灭。同一时刻每层只有一个LED亮,这样透过中心的晷针就形成了三个阴影,就能显示时间了。

LED显示方案

将每层轨道中所有的LED的正极连在一起,用一根导线引出,然后将三层的导线连接到控制电路。再将三个轨道中处于正对位置的三个LED的负极连接在一起,即上层轨道与下层轨道对应着的LED连接。这样在底部面板就获得12个LED的负极引线,再用导线将其连接到主控电路,因此控制这36个LED只需要15条引线,也就是说,用15个I/O口就可以进行控制。这样,每一层中的12个LED就相当于一个数码管的“段”,而三层中的每一层就好比是数码管的“位”。因此,采用数码管的动态扫描,以及人眼的视觉持续效果,就可以很好的控制LED。

整体设计

本设计主要使用的是STC公司生产的52系列单片机来设计日晷时钟。硬件电路部分主要有三大块:主控部分,输入部分,显示部分[6]。显示部分使用的是LED,透过晷针形成的阴影能够形象的还原出时针、分针和秒针。软件部分采用动态扫描方式来进行,利用人眼的视觉暂留,实现“同一时刻”只有三个LED点亮。利用这种方式来实现,避免了译码器等繁琐的电路结构,使电路变得更加简单。

总体电路设计框图如下:

总体电路设计框图

图1 总体电路设计框图

软件设计

主程序流程图如下:

程序流程图

图2 程序流程图

日晷时钟系统仿真

用PROTUES根据其设计原理进行的仿真图如下所示。

系统仿真图

图3 系统仿真

综合调试

确保软硬件基本调试完成后,进行最后的综合调试。系统上电后,观察投影的位置,对每层轨道分别进行上电测试,对LED的角度进行调整,保证每一层的LED投影长度一样。整体效果图如下。

图4 上电效果

本文为电子发烧友原创,转载请注明出处。

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 单片机
    +关注

    关注

    5990

    文章

    43904

    浏览量

    619581
  • STC89C52
    +关注

    关注

    39

    文章

    327

    浏览量

    81113
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    时钟树是什么?介绍两种时钟树结构

    今天来聊一聊时钟树。首先我先讲一下我所理解的时钟树是什么,然后介绍两种时钟树结构。
    的头像 发表于 12-06 15:23 508次阅读

    什么是时钟芯片?时钟芯片的工作原理 时钟芯片的作用

    什么是时钟芯片?时钟芯片的工作原理 时钟芯片的作用 时钟芯片是一种用于计算机或其他电子设备中的集成电路,它提供精准的时钟信号。
    的头像 发表于 10-25 15:02 2426次阅读

    时钟域信号如何处理 跨时钟域电路设计

    在一个复杂的SoC(System on Chip)系统中,不可能只有一个时钟。我们一般认为,一个时钟控制的所有寄存器集合处于该时钟时钟域中。
    的头像 发表于 08-01 15:48 1068次阅读
    跨<b class='flag-5'>时钟</b>域信号如何处理 跨<b class='flag-5'>时钟</b>域电路设计

    SPI时钟极性和时钟相位

    在 SPI 中,主机可以选择时钟极性和时钟相位。在空闲状态期间,CPOL 为设置时钟信号的极性。空闲状态是指传输开始时 CS 为高电平且在向低电平转变的期间,以及传输结束时 CS 为低电平
    的头像 发表于 07-21 10:08 3001次阅读
    SPI<b class='flag-5'>时钟</b>极性和<b class='flag-5'>时钟</b>相位

    使用ATtiny85制作内部时钟的小型8针Arduino

    电子发烧友网站提供《使用ATtiny85制作内部时钟的小型8针Arduino.zip》资料免费下载
    发表于 07-12 11:33 0次下载
    使用ATtiny85<b class='flag-5'>制作</b>内部<b class='flag-5'>时钟</b>的小型8针Arduino

    使用ESP8266制作基于物联网的数字世界时钟

    电子发烧友网站提供《使用ESP8266制作基于物联网的数字世界时钟.zip》资料免费下载
    发表于 07-05 10:47 36次下载
    使用ESP8266<b class='flag-5'>制作</b>基于物联网的数字世界<b class='flag-5'>时钟</b>

    时钟偏差和时钟抖动的相关概念

    本文主要介绍了时钟偏差和时钟抖动。
    的头像 发表于 07-04 14:38 997次阅读
    <b class='flag-5'>时钟</b>偏差和<b class='flag-5'>时钟</b>抖动的相关概念

    制作时钟的电容器测量设备

    电子发烧友网站提供《制作时钟的电容器测量设备.zip》资料免费下载
    发表于 07-04 10:16 0次下载
    <b class='flag-5'>制作</b>带<b class='flag-5'>时钟</b>的电容器测量设备

    使用Arduino制作简单的数字时钟

    电子发烧友网站提供《使用Arduino制作简单的数字时钟.zip》资料免费下载
    发表于 06-26 10:48 5次下载
    使用Arduino<b class='flag-5'>制作</b>简单的数字<b class='flag-5'>时钟</b>

    如何制作3D打印的Arduino时钟

    电子发烧友网站提供《如何制作3D打印的Arduino时钟.zip》资料免费下载
    发表于 06-26 09:48 0次下载
    如何<b class='flag-5'>制作</b>3D打印的Arduino<b class='flag-5'>时钟</b>

    为新年倒计时制作的实时时钟

    电子发烧友网站提供《为新年倒计时制作的实时时钟.zip》资料免费下载
    发表于 06-19 10:19 0次下载
    为新年倒计时<b class='flag-5'>制作</b>的实时<b class='flag-5'>时钟</b>

    DS3112发送时钟时钟速率和频率容差

    DS3112具有六种不同的发送时钟和六种不同的接收时钟类型:发送DS3、DS2、DS1、E3、E2和E1时钟,以及接收DS3、DS2、DS1、E3、E2和E1时钟。由于电路中同一级的
    的头像 发表于 06-13 15:39 322次阅读
    DS3112发送<b class='flag-5'>时钟</b>的<b class='flag-5'>时钟</b>速率和频率容差

    新型液晶数字航空时钟

    新型液晶数字航空时钟是一款计时仪表,安装于飞机仪表板上为飞行员提供高精度时间信息的航空计时仪表
    的头像 发表于 05-23 15:52 661次阅读
    <b class='flag-5'>新型</b>液晶数字航空<b class='flag-5'>时钟</b>

    时钟信号如何影响精密ADC

    今天我们将讨论时钟如何影响精密 ADC,涉及时钟抖动、时钟互调和时钟的最佳 PCB 布局实践。
    发表于 04-11 09:13 649次阅读

    时钟抖动和时钟偏斜讲解

    系统时序设计中对时钟信号的要求是非常严格的,因为我们所有的时序计算都是以恒定的时钟信号为基准。但实际中时钟信号往往不可能总是那么完美,会出现抖动(Jitter)和偏移(Skew)问题。
    的头像 发表于 04-04 09:20 1701次阅读