無線遙控LED時鐘屏的設計
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引言
LED時鐘顯示屏的長時間使用，會產生一定的累加誤差，故使用一段時間需進行校正，但大屏幕時鐘顯示器，通常懸掛在較高處，時間的調整與修改需工作人員爬到高處進行操作，既不方便，又不安全，如何完善電路結構，設計出安全、實用的遙控電路是很多電子愛好者一直關注的問題。本系統設計了一種采用無線遙控修改時鐘數據的LED時鐘顯示屏。
系統組成
1 遙控發射器
圖1遙控發射器框圖
遙控發射器由6個按鍵、F06A無線發射芯片、4個隔離二極管等元件組成。如圖1所示。
2 LED時鐘屏控制系統
控制系統由J06A遙控接收模塊、單片機AT89S52、實時時鐘芯片DS2321、EEPROM、LED驅動電路等構成。
圖2 LED時鐘屏控制系統框圖
硬件電路設計
1 無線電遙控發射部分
電路如圖3所示，發射元件采用自帶編碼器的F06A模塊，其發射頻率穩定在315MHz，工作電壓范圍為3～12V，發射功率為10mW。本系統采用兩塊3V鈕扣電池供電，可工作半年以上。該模塊有8位/3態地址編碼，用于識別發射與接收裝置的一一對應，以防對其他遙控電器影響而產生誤動作。在安裝該模塊時，先對8個地址編碼端進行適當連接（編碼），如將1、2號地址接為高電平，則地址碼為11000000。有四個數據引腳D1、D2、D3、D4，本設計中四個數據端分別連接按鍵S1、S2、S3、S4，S1為功能狀態切換鍵，S2為調整“加”鍵，S3調整“減”鍵，S4為確認鍵。同時擴展了兩個按鍵S5、S6，分別作為開啟顯示鍵和關閉顯示鍵。LED為按鍵指示燈，S7為遙控部分電源開關。該模塊正常發射距離為10m，若外加一根長約24cm的單股天線，發射距離更遠。
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個地址編端，使用時其連接必須與發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經內部解調、解碼，還原為與發射端完全相同的密碼信號，從它的四個數據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的導通，從而使單片機INTO產生中斷，單片機將P1.0～P1.3的信息與原設定信息進行對比之后，從而執行相應的操作。
圖3無線電遙控發射部分電路圖
3 DS3231實時時鐘芯片
DS3231是一款低成本，超高精度的實時時鐘芯片（RTC），片內集成了高穩定度、具有溫度補償電路的晶振，在 -40℃～+85℃范圍內提供每年±2min的時鐘精度。與其他基于晶體的方案相比，DS3231在溫度范圍內的時間精度提高了5倍。RTC提供秒、分鐘、小時、日、星期、月和年等信息，帶有潤年修正，并自身帶有電池，在沒有外部電源的情況可工作10年。還提供兩個可編程鬧鐘和可編程方波輸出，I2C雙向數據總線傳輸。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，與二線協議I2C總線兼容，采用8腳封裝，體積小，功耗低，使用方便，存儲結構簡單，只有讀寫兩種操作功能，在此用于存儲有關遙控密碼信息和時鐘芯片信息。
5 LED驅動電路
顯示屏驅動部分采用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的輸入數據端SDI連接到單片機的串行數據輸出端，它的數據輸出端SDO連接到下一片的SDI端，各片均采用相同的方法級聯而成。各片相應的CLK、LE、OE端分別并聯，作為統一的數據移位信號、串行數據移入鎖存器信號和鎖存器輸出數據信號的連接端。
圖4 遙控接收部分電路圖
6 單片機選用AT89S52，其外部晶振頻率為12MHz。采用LED數字點陣作顯示器，本設計假定為顯示4個字符（根據實際具體需要設計顯示字符的個數）。單片機P2.4口與第一片顯示驅動器的數據輸入端SDI相連，進行串行數據通信，P2.3、P2.2口分別接所有MBI5001共用的時鐘脈沖輸入口和移入鎖存器信號輸入口，P2.1用做輸出鎖存信號輸入口。P1.0口接蜂鳴器，當查詢到有遙控信號輸入時即鳴叫。實時時鐘DS3231和EEPROM24C08都支持雙向I2C總線和數據傳輸協議，P3.0、P3.1口分別為SCL和SDA輸入，它們通過I2C總線和CPU之間進行數據交換。
軟件設計
主程序的主要功能包括：設置堆棧、定時器及串口初始化，設置中斷的有關參數，并初始化一些要用到的寄存器和標志，完成鍵盤監控功能，以便當有按鍵按下時，執行相應的操作；當沒有接鍵按下時，讀取DS3231的時鐘數據并進行數據處理，如時鐘數據送入顯示緩沖區等，最后還要將顯示緩沖區的數據送串行顯示。如圖5所示。
圖5主程序流程圖
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