LED旋转时钟的设计毕业论文

LED旋转时钟的设计毕业论文

目录

引言 (1)

1. 毕业设计容介绍 (1)

1.1 毕业设计题目 (1)

1.2 本课题研究的容 (1)

1.3 设计要求 (1)

1.4 本课题研究目的及意义 (1)

1.5 本课题设计准备 (2)

2. 原理介绍 (3)

2.1 单片机介绍 (3)

2.2 芯片的选择 (3)

2.3 单片机STC15F2K08S2介绍 (3)

2.4 贴片发光二极管原理介绍 (4)

2.5 红外对管原理介绍 (5)

2.6 稳压管原理介绍 (5)

2.7 视觉暂留介绍 (5)

2.8 旋转时钟的实现 (6)

3. 毕业设计总体框架 (6)

3.1 毕业设计框架图 (6)

3.2 总体设计思路 (7)

3.3 关于计时和电机转速监测的实现 (8)

4. 实验步骤 (8)

4.1 详细具体步骤 (8)

4.2 硬件设计 (9)

4.2.1电路原理图 (9)

4.2.2电路各部分功能以及焊接 (10)

4.3 程序设计 (11)

4.3.1程序设计 (11)

4.3.2旋转时钟程序下载 (13)

5. 调试过程 (13)

6. 总结 (16)

谢辞 (18)

参考文献 (19)

附录 (20)

引言

现如今大多数人们的家庭使用的时钟主要还是传统意义上的时钟，传统意义上的时钟就是固定的表盘还有时针、分针、秒针，其显示效果非常的单一，不美观并且功能单一。然而对于科技发展迅速的如今，层出不穷的各种物品越来越多，单一传统的时钟根本不能满足当代人的要求，现如今很多的人就得时钟不但用来看时间还应该是一件很好的装饰品的。LED旋转时钟，就是基于51单片机的LED 旋转时钟，它的工作原理是利用电机带动LED灯所在的电路板高速旋转，单片机控制LED灯的亮灭，再依靠人眼的视觉暂留现象而形成的一种时钟。它外型独特，样式新奇，它不同于我们平时使用的时钟，没有传统时钟的单一，新颖的设计很有其吸引力。

1. 毕业设计容介绍

1.1 毕业设计题目

LED旋转时钟

1.2 本课题研究的容

本课题设计的主要容是基于单片机的LED旋转时钟。旋转显示屏是利用电机机械转动动态扫描的方式代替传统逐行扫描的方式，其实它的实质就是机械转动与动态扫描的方式配合起来显示技术。当电路板电源正常供电开始工作时，这时电机就带动一整排高亮的LED灯围绕着电机轴旋转起来，这时LED灯在单片机STC15K2F08S2的控制下进行一定规则的显示，从而形成旋转的时钟，并显示出时、分、秒，模拟出一个炫彩的电子LED旋转时钟，并且本次的设计对硬件的制作还有对程序时序的控制有很大的挑战性。

1.3 设计要求

本课题设计要求：能够进行时间显示；时间精确度高；提高部分：要求能进行实时语音报时；性价比较高。

1.4 本课题研究目的及意义

20世纪末电子科学技术获得了飞速的发展，在电子科学技术发展的推动下，现代电子产品几乎渗透了世界的各个角落，并且还渗透了社会的各个领域。它有力地推动了社会生产力的发展，还有力的推动了社会信息化程度的提高，再此同时也使现代电子产品的性能进一步的得到了提高，这让电子产品更新换代的节奏变得越来越快。现代科学技术越来越发达，人们对于生活也有了更多的要求，现代生活的人们在时间观念上也越来越重视，对于那些想对时间把握非常精准以及非常严格的人或事来说，如果时间的不精准，这样将会带来非常大的麻烦。所以这次LED旋转时钟这个毕业设计课题的研究很有意义。

现在市场上时钟的种类越来越多，但是这些繁多的种类也脱离不开传统时钟

的影子，而这次我毕设课题研究的LED旋转时钟和传统时钟的区别是巨大的。LED 旋转时钟和我们平时使用的时钟有很大的不同，它不是一般概念的电子数字钟，它的表盘和三个表针都是通过LED灯显示出来的，是一种利用人类眼睛的视觉暂留而形成的时钟。

目前，单片机的发展趋势，正朝着高性能和多品种方向的趋势发展着，就是进一步地向着CMOS化的、小体积的、高性能的、大容量的、低功耗的、低价格的和外围电路装化等几个方面发展着。基于51单片机设计的时钟与机械式的时钟相比起来，LED旋转时钟具有更高的美观性还有精准性，并且它能拥有更长的寿命，并且还无机械装置，因此导致基于51单片机时钟的设计越来越多，层出不穷。因此，研究电子时钟并且扩大它的应用围，具有着非常大的现实意义。

1.5 本课题设计准备

本次毕业设计课题主要设计的是基于51单片机的LED旋转时钟，这次设计任务看似很容易，其实并不容易，它需要硬件设计以及软件程序设计相配合。在设计之前，我在因特网上和学校图书馆中查找课题有关的资料，以及相关容的英语文献，仔细审阅和筛选，并询问导师，查找出有用的资料，最后总结起来设计我的电路原理图，以及PCB图。再根据原理图设计程序，单片机程序讲控制LED 灯的亮灭，这是非常重要的一个步骤。再之后根据原理图列出元器件清单，到实体店或者网上购买元器件，为以防元器件损坏或者丢失，会适当的多购买一些元器件。元器件购买完成就可进行电路板的焊接。如下表1-1为元器件列表。

2. 原理介绍

2.1 单片机介绍

单片机是单片微型计算机的简称，单片机是一块集成了很多模块和功能的芯片，它在一块芯片是集成了程序存储器、数据存储器、中央处理部件、定时/计数器和多种输入、输出（I/O）接口等功能部件，它是片各个功能的部件通过部的总线相互连接起来的微型计算机。单片机它具有很多优点，它具有控制能力强、性价比高、体积小、易扩展、高集成度、低电压、高可靠性、低功耗等等优点。现在单片机的发展已经渗透到人们的生活中，并且渗透到了各个领域，单片机在家用电器、智能仪表、军事装置、工业控制等等方面，都得到了非常广泛的应用，单片机现在已经无处不在了，现在几乎很难找到哪个领域是没有它的痕迹的。2.2 芯片的选择

一开始本次设计选择的是STC15F2K08S2单片机，选用的是贴片式芯片，因为由于此次设计的电路板是要随着电机高速旋转，所以不宜选择太大的芯片，如果选择太大的芯片会导致电路板制作的比较大，为以防电路板高速旋转时不稳定，所以选择了贴片式的芯片。之后在制作过程中，由于是手工制作，贴片式的芯片管脚较小又多，不易焊接，很容易连接错误，所以，上网选购了已经焊接好的芯片模块，避免了很多的麻烦。

2.3 单片机STC15F2K08S2介绍

单片机STC15F2K08S，它具有很多超强的优点，例如它具有超强的抗干扰性以及采用了STC第八代加密技术。STC15F2K08S单片机是不需要外部晶振和外部复位的单片机，它还可以省掉外部的EEPROM，利用了IAP技术。并且它的编程方便容易，它不需要编程器和仿真器，可在线编程。这个单片机具有很大的容量，其有2K字节的SRAM，具有两个独立的串口。STC15F2K08S单片机还具有高速，高可靠性的特点，非常的功耗，并且价格低廉。对于这次应用于这次课题设计，非常的合适。STC15F2K08S单片机引脚如图2-1所示。芯片14脚：VCC：电源电压。芯片16脚:GND：接地。