無線LED時(shí)鐘顯示屏的長(zhǎng)時(shí)間使用,會(huì)產(chǎn)生一定的累加誤差,故使用一段時(shí)間需進(jìn)行校正,但大屏幕時(shí)鐘顯示器,通常懸掛在較高處,時(shí)間的調(diào)整與修改需工作人員爬到高處進(jìn)行操作,既不方便,又不安全,如何完善電路結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)出安全、實(shí)用的遙控電路是很多電子愛好者一直關(guān)注的問題。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了一種采用無線遙控修改時(shí)鐘數(shù)據(jù)的LED時(shí)鐘顯示屏。
系統(tǒng)組成
1 遙控發(fā)射器
圖1遙控發(fā)射器框圖
遙控發(fā)射器由6個(gè)按鍵、F06A無線發(fā)射芯片、4個(gè)隔離二極管等元件組成。如圖1所示。
2 LED時(shí)鐘屏控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)由J06A遙控接收模塊、單片機(jī)AT89S52、實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片DS2321、EEPROM、LED驅(qū)動(dòng)電路等構(gòu)成。
圖2 LED時(shí)鐘屏控制系統(tǒng)框圖
硬件電路設(shè)計(jì)
1 無線電遙控發(fā)射部分
電路如圖3所示,發(fā)射元件采用自帶編碼器的F06A模塊,其發(fā)射頻率穩(wěn)定在315MHz,工作電壓范圍為3~12V,發(fā)射功率為10mW。本系統(tǒng)采用兩塊3V鈕扣電池供電,可工作半年以上。該模塊有8位/3態(tài)地址編碼,用于識(shí)別發(fā)射與接收裝置的一一對(duì)應(yīng),以防對(duì)其他遙控電器影響而產(chǎn)生誤動(dòng)作。在安裝該模塊時(shí),先對(duì)8個(gè)地址編碼端進(jìn)行適當(dāng)連接(編碼),如將1、2號(hào)地址接為高電平,則地址碼為11000000。有四個(gè)數(shù)據(jù)引腳D1、D2、D3、D4,本設(shè)計(jì)中四個(gè)數(shù)據(jù)端分別連接按鍵S1、S2、S3、S4,S1為功能狀態(tài)切換鍵,S2為調(diào)整“加”鍵,S3調(diào)整“減”鍵,S4 為確認(rèn)鍵。同時(shí)擴(kuò)展了兩個(gè)按鍵S5、S6,分別作為開啟顯示鍵和關(guān)閉顯示鍵。LED為按鍵指示燈,S7為遙控部分電源開關(guān)。該模塊正常發(fā)射距離為10m,若外加一根長(zhǎng)約24cm的單股天線,發(fā)射距離更遠(yuǎn)。
2 遙控接收部分
遙控接收部分如圖4所示,接收模塊采用與F06A配套使用的J06A,該模的工作電壓為2.6~3.6V,接收靈敏度為5μV,其上有8個(gè)地址編端,使用時(shí)其連接必須與發(fā)射模塊的地址編碼一致。該模塊接收頻率為315MHz,它將接收到的遙控信號(hào)經(jīng)內(nèi)部解調(diào)、解碼,還原為與發(fā)射端完全相同的密碼信號(hào),從它的四個(gè)數(shù)據(jù)輸出端一路送給單片的P1.0~P1.3口,另一路徑隔離二極管D7~D10,控制三極管Q8的導(dǎo)通,從而使單片機(jī)INTO產(chǎn)生中斷,單片機(jī)將P1.0~P1.3的信息與原設(shè)定信息進(jìn)行對(duì)比之后,從而執(zhí)行相應(yīng)的操作。
圖3無線電遙控發(fā)射部分電路圖
3 DS3231實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片
DS3231是一款低成本,超高精度的實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片(RTC),片內(nèi)集成了高穩(wěn)定度、具有溫度補(bǔ)償電路的晶振,在 -40℃~+85℃范圍內(nèi)提供每年±2min的時(shí)鐘精度。與其他基于晶體的方案相比,DS3231在溫度范圍內(nèi)的時(shí)間精度提高了5倍。RTC提供秒、分鐘、小時(shí)、日、星期、月和年等信息,帶有潤(rùn)年修正,并自身帶有電池,在沒有外部電源的情況可工作10年。還提供兩個(gè)可編程鬧鐘和可編程方波輸出,I2C雙向數(shù)據(jù)總線傳輸。采用16腳封裝。
4 EEPROM 24C08
24C08是8KB的不具備加密功能的電可擦除PROM,與二線協(xié)議I2C總線兼容,采用8腳封裝,體積小,功耗低,使用方便,存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,只有讀寫兩種操作功能,在此用于存儲(chǔ)有關(guān)遙控密碼信息和時(shí)鐘芯片信息。
5 LED驅(qū)動(dòng)電路
顯示屏驅(qū)動(dòng)部分采用MBI5001集成芯片,它既具有移位功能又有鎖存功能,為串入并出的8位寄存器。具體控制方式為第一片MBI5001的輸入數(shù)據(jù)端SDI連接到單片機(jī)的串行數(shù)據(jù)輸出端,它的數(shù)據(jù)輸出端SDO連接到下一片的SDI端,各片均采用相同的方法級(jí)聯(lián)而成。各片相應(yīng)的CLK、LE、OE端分別并聯(lián),作為統(tǒng)一的數(shù)據(jù)移位信號(hào)、串行數(shù)據(jù)移入鎖存器信號(hào)和鎖存器輸出數(shù)據(jù)信號(hào)的連接端。
圖4 遙控接收部分電路圖
6 單片機(jī)選用AT89S52,其外部晶振頻率為12MHz。采用LED數(shù)字點(diǎn)陣作顯示器,本設(shè)計(jì)假定為顯示4個(gè)字符(根據(jù)實(shí)際具體需要設(shè)計(jì)顯示字符的個(gè)數(shù))。單片機(jī)P2.4口與第一片顯示驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)輸入端SDI相連,進(jìn)行串行數(shù)據(jù)通信,P2.3、P2.2口分別接所有MBI5001共用的時(shí)鐘脈沖輸入口和移入鎖存器信號(hào)輸入口,P2.1用做輸出鎖存信號(hào)輸入口。P1.0口接蜂鳴器,當(dāng)查詢到有遙控信號(hào)輸入時(shí)即鳴叫。實(shí)時(shí)時(shí)鐘DS3231和EEPROM24C08都支持雙向I2C總線和數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議,P3.0、P3.1口分別為SCL和SDA輸入,它們通過I2C總線和CPU之間進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
軟件設(shè)計(jì)
主程序的主要功能包括:設(shè)置堆棧、定時(shí)器及串口初始化,設(shè)置中斷的有關(guān)參數(shù),并初始化一些要用到的寄存器和標(biāo)志,完成鍵盤監(jiān)控功能,以便當(dāng)有按鍵按下時(shí),執(zhí)行相應(yīng)的操作;當(dāng)沒有接鍵按下時(shí),讀取DS3231的時(shí)鐘數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,如時(shí)鐘數(shù)據(jù)送入顯示緩沖區(qū)等,最后還要將顯示緩沖區(qū)的數(shù)據(jù)送串行顯示。如圖5所示。
圖5主程序流程圖
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