熒光數碼管數字鐘電路與製作

admin @ 2014-03-19 , reply:0

概述
熒光數碼管數字鐘電路與製作熒光數碼管數字鐘電路與製作該數字鐘可以滾動顯示月、日、時、分、秒。以及當前的室內溫度,通過三個按鈕可調整時間。並可設置一個鬧鈴,也可通過數字鐘上的串口與電腦聯機,自動校準時間……
熒光數碼管數字鐘電路與製作
熒光數碼管數字鐘電路與製作

該數字鐘可以滾動顯示月、日、時、分、秒。以及當前的室內溫度,通過三個按鈕可調整時間。並可設置一個鬧鈴,也可通過數字鐘上的串口與電腦聯機,自動校準時間。

圖l是一台使用8個老式熒光數碼電子管(型號NB-3)的數字鐘電路,數碼管使用ZnO:Zn熒光粉。工作時發出綠色的光,在夜晚顯得異常漂亮。

 一、工作原理

AT89S52單片機給數碼管提供顯示信號、讀取DSl337上的時鐘信號、讀取DSl8820溫度感測器信號、提供鬧鈴輸出、處理按鍵輸入。

 以及與PC機通訊。自動校正時間。

 熒光數碼管顯示原理:如圖2所示,最左邊的為燈絲。燈絲通電加熱到700。左右後,會在柵極電壓的加速作用下發射電子。中間是柵極。上面是很細的網狀屏,加電後用於提供加速電場。最右邊的是塗了熒光粉的筆畫電極。在電路的輸出電壓作用下,某些筆畫電極被加上電壓。在柵極的加速電壓作用下,高速的電子就會轟擊這些電極上的熒光粉,使塗在筆畫電極上的熒光粉發出綠色的光。

 另外。熒光數碼管需要一組1.2V直流電壓。用於加熱燈絲,一組15V直流電壓,用於提供柵極電壓和筆畫電極電壓。而單片機的工作電壓為5V,所輸出的電平無法直接驅動該數碼管。所以要通過16個4N25光耦進行驅動。其中,Gl~G8用於位驅動,G9~G16用於段選擇。

 數碼管的顯示採用動態掃描方式,首先用單片機選通第一位數碼管,即向P2.0喻出低電平,P2口其他引腳為高,通過光耦使數碼管1的柵極導通。形成加速電場,然後給單片機的PO口置數。通過光耦G9~G16驅動數碼管使第一位數碼管的筆畫發光。然後將PO口置零。同時關斷第一位P2.0。選通第二位P2.1使之輸出低電平。再給PO口置數……直到8隻數碼管的數送完。再重複第二輪的掃描。

 時鐘信號由DSl337提供。DSl337串列實時時鐘/日曆晶元具有兩個可編程日曆鬧鐘與一路可編程方波輸出。時鐘/日曆可以提供秒、分、小時、星期、日、月、年信息。這裡只使用月、日、時、分、秒和鬧鐘功能。將晶元的引腳SQW、SDA、SCL、INTA連接到單片機。單片機運行時由內部的定時器TO產生1秒鐘的時鐘延時,然後每隔半小時讀取一次時鐘晶元的信號。用於校準單片機的內部時鐘。Kl~K3分別接P1.0~P1.2。Kl為設置鍵。K2和K3分別為數字加鍵和數字減鍵。調整時鐘時。每按一次Kl就切換一次調整的項目。依次為月、日、時、分、秒、鬧鐘的時和鬧鐘的分,直到全部切換結束。重新回到滾動顯示時鐘狀態。在設置過程中按一次K2對調整項目加1,按一下K3減l。



     在沒有進入設置狀態時,長按K3鍵兩秒,將會停止顯示時鐘。並進入接受電腦校時狀態。如果在一分鐘內沒有收到電腦傳過來的數據。將自動恢復時鐘顯示。溫度顯示部分使用單匯流排溫度感測器DSl8820.連接到P1.4口。單片機讀取感測器的溫度值。然後與時間一起同步顯示。數字鐘上留了一個DB9的串口通訊座與PC機。單片機通過MAX232晶元和串口插座連接到電腦上。筆者在電腦上用VC++6.0寫了一個很小的軟體。界面如圖3所示。用於時間的校準。將數字鐘連接到電腦上。長按K3鍵兩秒,進入自動校時狀態。然後點擊軟體上的“自動校準”。軟體會通過串口發送一組包含當前計算機的時間的信息。數字鐘接收到信息后經過簡單校驗。傳人DSl337中。同時更新單片機內部時鐘。開始滾動顯示時間。

 二、組裝及調試

為了與PC機進行通訊。電子鐘試輸出。在P3.2和P3.3口上連接了兩個指示燈。可以通過編程實現各種狀態的指示。在本電子鐘上沒有使用。有興趣的朋友可以自己編程試一下。

 數字鐘一共用了三組直流電源。分別為1.2V、15V、5V。直流1.2V要求能提供約500mA的電流(每個燈絲的實測電流為55mA)。 如果用LM317晶元產生1.2V電壓的話。要特別注意穩壓晶元的散熱。其他兩組電源的要求不高。注意,除電子管外。所有元件的工作電壓都是直流5V。在與PC機的串。

 口連接時,不要熱插拔,因為串口不是熱插拔設備,強行插拔可能會燒毀串口頭。

 如果手頭沒有熒光數碼管。 可以用普通LED數碼管代替本數字鐘的電子管,並精簡掉給電子管供電的15V和1.2V電源。 注意,熒光數碼管的壽命一般為5000小時左右。因此不能長時間開著。也不能將數碼管長期置於強光下,因為長期在強光燈選擇11.0592MHz的晶振,時鐘晶元DSl337需要32.768kHz的晶振。注意不要用錯。另外。蜂鳴器最好用直流的。以便於調管筆段上的熒光粉會老化,變得很暗





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