旋转时钟分析与设计

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1、旋转时钟设计331绪论1.1旋转时钟的发展背景如果你在网上用google搜索“POVled”一词(POV即persistanceofvision），会找到世界各地的各种LED旋转屏的制作介绍。那些摇晃出的空中图案，漂浮在车轮上的动画，以及形态各异的时钟，一定给你留下深刻印象。看到这些千奇百怪、创意无限的电子作品，除了羡慕、敬佩、感叹外，你是否想过拥有一个，做一个属于你自己的LED旋转屏呢？1.2旋转时钟的特点旋转时钟的主要特点就是结构新颖，效果奇特。加入了现代科技的元素，利用人眼的视觉暂留特性，用单片机作为主控芯片，采

2、用电机带动发光二极管高速旋转，霍尔传感器进行定位，利用刷屏显示原理呈现时钟画面及DS18B20温度显示。造型及显示效果个性、新颖，解决了传统时钟结构单一，显示效果固定的缺陷，更好了满足了人们对美的追求。1.3旋转时钟的发展趋势现今人们家庭用的时钟主要还是传统意义上的时钟，固定的表盘与表针，显示效果单一，不能满足时钟不但用来看时间还是一件很好的装饰品的要求。随着科技的发展网络上出现了以DIY为主要形式的旋转时钟作品。但是随着单片机技术、高亮发光二极管制造技术和高速稳定电机制造技术的发展，这种千奇百怪、创意无限的电子旋转时

3、钟必将走进千家万户。2系统的总体设计2.1方案可行性论证2.1.1需求分析随着科技的发展和人们对创新事物和美感的追求，传统的固定的电子时钟无法满足现代人们的物质和文化生活的需要，必将被淘汰。这种新兴的，创意无限的，视觉效果好的创意电子旋转时钟必将越来越多的走进人们的生活。这种新兴的旋转时钟将会倍受人们的青睐，成为人们装饰、送人的首选佳品。2.1.1方案论证33旋转时钟是一种利用人眼的视觉惰性，让LED高速旋转形成LED屏，显示文字、数字及图形的LED屏显示的电子产品。主要构成：在AT89S52单片机的P0、P2口上接上

4、16个贴片的LED；在分别用P1.0、P1.1和P1.2上接上一个三极管9013，分别用三极管驱动8个贴片LED，总共40个贴片。用霍尔传感器CS3144来测定转速，用DS18B20温度传感器来测温。采用取字模软件将字符和图案自动生成扫描码。系统采用两节3V电子供电，旋转由一个电机带动。2.2系统总体方案系统总体分为软件部分和硬件部分两部分构成。硬件部分由主控芯片部分、测速定位部分、温度测试部分、信息采集传输部分、显示部分、电机部分组成。总体框图如下：主控部分（单片机）显示部分信息采集控制控制带动主控部分测温系统测速定

5、位系统电机部分图2-1系统总体框图2.2.1系统的硬件构成系统的硬件部分主要有单片机（AT89S52）及其最小系统，霍尔传感器（CS3144）测速定位系统DS18B20数字温度传感器测温系统及LED显示部分组成。单片机是系统的核心，是系统的主控单元。单片机及其构成的最小系统单元控制系统信息的采集，及测速定位系统的各项数据，来调节系统。霍尔传感器是用来测定电机转速，根据转速来定扫描时间。LED显示部分是通过电机带动高速旋转利用人眼的视觉暂留特性来呈现时钟画面。2.2.2系统的软件构成系统软件组成主要分为测定电机速度、温度

6、测定、中断定位和显示三部分组成。具体详细程序见附录Ⅰ。333系统的硬件系统的整体电路图如下：图3-1系统总体电路图3.1系统的主控单元构成系统的主控单元由AT89S52及其最小工作系统构成，主要功能是控制系统的总体，是系统的核心，相当于系统的大脑和心脏。其电路图如下：3.1.1单片机AT89S52简介AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K在系统可编程Flash存储器。使用Atmel公司高密度非易失性存储器技术制造，与工业80C51产品指令和引脚完全兼容。片上Flash允许程序存储器在系统可编程

7、，亦适于常规编程器。在单芯片上，拥有灵巧的8位CPU和在系统可编程Flash，使得AT89S52为众多嵌入式控制应用系统提供高灵活、超有效的解决方案。33图3-2系统主控单元3.1.2主要功能及特性AT89S52具有以下标准功能：8k字节Flash，256字节RAM，32位I/O口线，看门狗定时器，2个数据指针，三个16位定时器/计数器，一个6向量2级中断结构，全双工串行口，片内晶振及时钟电路。另外，AT89S52可降至0Hz静态逻辑操作，支持2种软件可选择节电模式。空闲模式下，CPU停止工作，允许RAM、定时器/计数

8、器、串口、中断继续工作。掉电保护方式下，RAM内容被保存，振荡器被冻结，单片机一切工作停止，直到下一个中断或硬件复位为止。l与MCS-51单片机产品兼容l8K字节在系统可编程Flash存储器l1000次擦写周期l全静态操作：0Hz～33Hzl三级加密程序存储器l32个可编程I/O口线l三个16位定时器/计数器l八个中断源l全双工U