1、前语
现在，时钟的品种是越来越多样，功用是越来越丰厚了，但大多时钟仍是传统上的时钟，即固定的表盘与指针，其方式与功用都比较单一，故难以吸引人。而一款旋转时钟不只在构思上摆脱了传统时钟的规划而且也能投合人们猎奇的心思，而且功用也能够多样化，不只能够显现时刻、日期，甚至连文字都能够显现。文章依据单片机规划了一款跟传统机械时钟相同具有秒针、分针、时针和表盘刻度的旋转时钟，而且具有精确显现即时时刻和校准时刻功用，且均可由红外遥控器便利完结。
2、总体规划思维及计划
文章拟选用16个发光二极管的亮灭来模仿时钟表盘，其旋转用一个直流电机滚动来完结;时钟的1s源信号用DS1302时钟芯片发生;为了确保时钟盘面显现的安稳选用红外对管来完结;为了对旋转起来的电路板供电便利，选用无线供电;为了能够便利地调理旋转时钟的时刻，拟选用红外遥控。故该体系的硬件模块首要由以下几部分组成：显现模块、无线供电模块、单片机最小体系模块、红外遥控模块、时钟模块、校准模块、电机驱动模块。其体系原理框图如图2.1所示。其间无线供电模块运用线圈耦合将能量传输给单片机体系，单片机体系就能正常作业了。电机带动单片机体系快速旋转;然后单片机再快速读取时钟模块的时刻，并将这些时刻信息送给显现模块;显现模块就能依据这些时刻信息操控相应的发光二极管亮灭，再合作电机的旋转就能完结时钟的显现了。由于整个时钟是高速旋转的，所以对时刻、方位等参数的设置选用红外遥控模块来完结比较便利。时钟模块便是为整个体系供给精确的时刻，而校准模块是用来对时钟显现的起点进行检测。
3、单元模块电路剖析与规划
3.1单片机最小体系模块剖析与规划
单片机最小体系模块是由单片机芯片（STC12C5A60S2）、时钟晶振电路和复位电路组成。其间复位电路能够完结按键复位和上电即复位的两个功用。时钟晶振电路运用12MHz的晶振，给单片机供给时钟信号。STC12C5A60S2芯片的31脚（/EA端）接高电平，使其从内部的程序存储器读取指令，为了防止31脚意外输出低电平而将单片机烧坏，需求在31脚外接一个10K的电阻。
3.2无线供电模块剖析与规划
无线供电模块由发送模块和接纳模块组成。其间无线发送模块首要由三极管B772和9013以及初级线圈等组成。其间B772作业时发热会很厉害，所以要外加散热片。电路首要作业原理是依据法拉第电磁感应规律，先将直流电变成沟通电，然后经过初级线圈将能量发送出去，次级线圈终究感应得电，在经过相应的电路然后完结对单片机供电。其间，直流电转沟通电部分选用的是一个自激震动电路。
无线接纳模块原理首要如下：首要次级线圈用来接纳发送模块的初级线圈发送出来的能量，由于发送模块选用的是直流变沟通将能量传送出去，所以次级线圈最总感应到的是沟通电，而单片机的供电要求是直流电，所以有必要经过整流才干变成直流电，最终再经7805稳压芯片，用来输出安稳的5V电源，用来给单片机供电。
3.3电机驱动模块剖析与规划
电机驱动模块运用的电机是RF370电机，当其作业电压选在5V时它的转速在2500～3100转/分，电流也只需20mA，十分省电，而且转速能满意规划要求，旋转时噪音也小，所以很合适用来完结规划。电机是经过一个2脚插针连接到无线供电发送模块中的，此刻5V电源给电机供电。由于电机作业的时分会贮存能量，当停止作业的时分就会开释掉，为了防止电机开释的电流可能会烧坏其它电路，故需在电机两头并联一个限流二极管1N4148起维护电路作用。
3.4时钟模块剖析与规划
3.5校准模块剖析与规划
由于旋转时钟要让LED旋转起来要有圆形的作用，那么就要凭借传感器或红外对管来协助判别出起点方位，也能让时钟的盘面显现固定。本规划选用的是红外对管，其间红外发射管是焊接在无线供电发送模块中的，红外接纳管与单片机的P3.3引脚相连，当接纳管收到发射管信号时，电阻值会变得很小，此刻P3.3处输出低电平;当没接纳到信号时，接纳管的阻值就变的很大，此刻P3.3处就输出高电平，即发生了一个下降沿。P3.3脚是单片机外部中止1的输入引脚，假如将该中止设置为下降沿触发，则来了下降沿就立马触发中止，让单片机转去履行起点检测程序，以完结时钟能够正常精确显现。
3.6显现模块剖析与规划
显现模块就运用一排LED灯来完结显现时钟作用。在该规划中，凭借16个LED灯与单片机的P1、P0引脚相连来完结，其间D1～D4是绿色LED灯，D5～D16是赤色LED灯。D1用来显现时钟圆盘边框，D2～D4用来显现表盘刻度，假如时刻是12点、3点、6点、9点时就亮3个灯，假如是其他时刻时就亮两个灯。D5～D16是用来完结表盘指针的显现，让显现作用跟实践的时钟指针相同。由于时钟中，秒针最长，所以显现秒针时D5～D16要悉数点亮;分针的长度居中，所以显现时就D8～D16要悉数点亮;时针的长度最短，所以显现时就只点亮D11～D16。
3.7红外遥控模块剖析与规划
红外遥控模块由遥控器和接纳模块组成，运用的遥控器选用的是NEC协议，许多家电的红外遥控便是选用这种协议。接纳模块用到了红外一体化接纳头VS1838B，其间它的3引脚接电源5V，2脚接地，1脚把接纳头解调后的信号传送到单片机的外部中止0引脚（即P3.2），运用中止未让单片机完结红外解码。
4、软件程序剖析与规划
程序规划的首要思维是：先用一个定时器发生固定的时刻中止，中止履行的首要任务是让一个变量（就取名为Count）自加1。这个变量Count很重要的，由于便是依据它的值来决议显现的。比方电机每旋转一圈，Count就从0加到180，一个表盘有60个刻度（即因秒和分都是60），那Count每加15，单片机就要驱动LED显现相应的时刻点，一向加到180，那12个时刻度点就显现出来了。所以Count的最大值最好与60成倍数联系。
处理时钟指针的显现就只需读取DS1302的时刻然后别离判别Count是否抵达秒、分、时相应的Count值，假如抵达了就别离显现出秒针、分针、时针。比方读取DS1302的秒值等于20，由于旋转一圈Count最大180，而一圈共60秒，因180/60=3，那么当Count从0加到180的过程中，当加到20*3=60时，此刻单片机就要将秒针对应的LED点亮。分针显现原理与此相似，由于一个表盘上分也是有60个刻度。而时针的算法就有区别了，由于一个表盘上，时才有12个刻度。时的算法是这样的，（Hour*15）+（Minu/4）。由于表盘一圈，Count加到180，而表盘上时只要12个点，所以180/12=15，再加上分的移动会影响时针的走动，之间的换算联系是：（Minu*3）/12，Minu*3是此刻分对应的Count值，而分走360度时只走30度，所以360/30=12。归纳显现时所对应的Count值便是（Hour*15）+（Minu/4）。这样做的要求便是定时器的中止时刻要密切合作电机旋转周期，而且电机的转速要安稳。
5、体系功用测验剖析
什物焊接电路如图5.1和5.2所示。图5.1是电路板正面，这上面能看到的模块别离有单片机最小体系模块、显现模块、时钟模块、红外遥控接纳模块和无线供电接纳模块。图5.2是电路板不和，这上面有红外对管接纳模块，无线供电接纳线圈。2个螺丝是用来配重的。
功用测验作用如图5.3、5.4、5.5和5.6所示。其间图5.3是体系上电后显现的即时时刻10：43：12;图5.4表明时钟正常走动9秒后的时刻10：43：21;图5.5是调整时针作用图，由方才的10点调整到了1点;图5.6是调整分针作用图，由方才的39分调整到50分。由测验成果能够看出，电子旋转时钟运转正常，时刻显现精确、表盘显现安稳、调整时刻功用亦能完结，所以规划功用达到了预期要求。
6、结束语
测验成果表明，文中规划的旋转时钟比较于市场上其他的计划，具有以下长处：①表盘（包含刻度和指针）显现安稳，不会呈现颤抖现象;②时刻走动能够一向精确正常，不会呈现运转一段时刻后跑时过错，指针乱指等现象;③显现的亮度共同，不会呈现显现亮度不匀称现象。当然，该规划也存在功用需求进一步提高的当地，比方能够参加显现日期和文字等，使表盘显现的内容增多，而且经过按键来切换显现形式等。
