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AVR单片机LED时钟DIY

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楼主
ID:113472 发表于 2016-4-13 02:24 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
    PCB就在厂家做了，当年用感光膜只能做单面工艺，还费时间。改版后，LED仍然在正面，单片机和升压电路就在背面了。这样一块板子搞定。



   上面这个图只带了两个数字的显示，一个钟需要两套显示板，就复制一份好了。控制电路只需要一份公用，所以左右两边的单片机部分只需要装一个。那么为什么我的PCB还布上两份同样的控制呢？这样可以分割成两块用，做99秒倒计时器啥的。

       这个电路不复杂，就是用三只超高亮度的LED来组成数码显示的一个笔段，用4片74HC164作为串-并转换和锁存，构成显示驱动。单片机ATMEGA48作为主控，SPI输出串行显示驱动信号，平时也就半秒种唤醒一次，刷新显示；其余时间单片机都在休眠状态，几乎没有功耗。而用于LED发光的显示耗电情况，取决于LED的性能和电流。

焊接正面的LED，74HC164等，主要是LED手工焊接很消耗时间……



AVR单片机程序
  1. #include <avr/io.h>
  2. #include <avr/interrupt.h>
  3. #include <avr/sleep.h>
  4. #include <stdlib.h>
  5. #include <string.h>

  7. /* Current time */
  8. uint8_t hh=12, mm=0, ss=0;
  9. char half=0;

  11. /* Clock parameters */
  12. uint8_t flag=0;
  13. uint8_t mode;

  15. static char brt1, brt2; // button release time

  17. ISR (TIMER2_COMPA_vect)
  18. {
  19.     if(half)
  20.     {
  21.         half=0;
  22. //      PORTD |= _BV(5);
  23.         ss++;
  24.         if(ss>59)
  25.         {
  26.             ss=0;
  27.             mm++;
  28.             if(mm>59)
  29.             {
  30.                 mm=0;
  31.                 hh++;
  32.                 if(hh>23)
  33.                     hh=0;
  34.             }
  35.         }
  36.     }
  37.     else
  38.     {
  39.         half=1;
  40. //      PORTD &= ~_BV(5);
  41.     }
  42.     if(brt1>-16)
  43.         brt1-=16;
  44.     if(brt2>-16)
  45.         brt2-=16;
  46. }

  48. ISR (PCINT0_vect)
  49. {
  50. }

  52. uint8_t getbutton()
  53. {
  54.     static char bs1, bs2;   // button state
  55.     static char bh1, bh2;   // button hold time
  56.     char button=PINB;
  57.     char tick=TCNT2;
  58.     char state=0;
  59.    
  60.     if(!bs1)
  61.     {
  62.         if(button&1)    // button 1 release
  63.         {
  64.             bs1=1;
  65.             brt1=tick;
  66.             bh1=0;
  67.         }
  68.         else
  69.         {
  70.             if(tick==0)
  71.                 bh1++;
  72.         }
  73.         if(bh1>5)
  74.             state|=4;
  75.     }
  76.     else
  77.     {
  78.         if(!(button&1)) // button 1 press
  79.         {
  80.             bs1=0;
  81.             if(tick-brt1>3) // valid key
  82.                 state|=1;
  83.         }
  84.     }

  86.     if(!bs2)
  87.     {
  88.         if(button&2)    // button 2 release
  89.         {
  90.             bs2=1;
  91.             brt2=tick;
  92.         }   
  93.         else
  94.         {
  95.             if(tick==0)
  96.                 bh2++;
  97.         }
  98.         if(bh2>5)
  99.             state|=8;

  101.     }
  102.     else
  103.     {
  104.         if(!(button&2)) // button 2 press
  105.         {
  106.             bs2=0;
  107.             if(tick-brt2>3) // valid key
  108.                 state|=2;
  109.         }
  110.     }
  111.     return state;
  112. }

  114. const char digdisp[16]=
  115. {
  116.     0x02,   //0 xxxx xx.h
  117.     0x7a,   //1 x... .x.h
  118.     0x90,   //2 .xx. xxxh
  119.     0x30,   //3 xx.. xxxh
  120.     0x68,   //4 x..x .xxh
  121.     0x24,   //5 xx.x x.xh
  122.     0x04,   //6 xxxx x.xh
  123.     0x72,   //7 x... xx.h
  124.     0x00,   //8 xxxx xxxh
  125.     0x20,   //9 xx.x xxxh
  126.     0xfc,   // '-' symbol
  127.     0xfe    // blank
  128. /*  0x40,   //A x.xx xxxh
  129.     0x0c,   //b xxxx ..xh
  130.     0x86,   //C .xxx x..h
  131.     0x18,   //d xxx. .xxh
  132.     0x84,   //E .xxx x.xh
  133.     0xc4    //F ..xx x.xh  */
  134. };

  136. inline void nop(void)
  137. {
  138.     __asm__ volatile("nop");
  139. }

  141. #define HHMM 8
  142. #define MMSS 9


  145. void display()
  146. {   
  147.     uint8_t l,h;
  148.     uint8_t colon;
  149.     uint8_t b4,b3,b2,b1;

  151.     if(flag & 0x01)
  152.         colon=0;
  153.     else
  154.         colon=1;
  155.     if(flag & 0x02)
  156.     {
  157.         switch(mode)
  158.         {
  159.             case HHMM:
  160.                 h=(mm*26)>>8;
  161.                 l=mm-10*h;
  162.                 break;
  163.             case MMSS:
  164.                 h=(ss*26)>>8;
  165.                 l=ss-10*h;
  166.                 break;
  167.             default:
  168.                 h=10;
  169.                 l=10;
  170.                 break;
  171.         }
  172.     }
  173.     else
  174.     {
  175.         h=11;
  176.         l=11;
  177.     }
  178.     b4=digdisp[l];
  179.     b3=digdisp[h]|colon;
  180.     if(flag & 0x04)
  181.     {
  182.         switch(mode)
  183.         {
  184.             case HHMM:
  185.                 if(hh<10)
  186.                 {
  187.                     h=11;
  188.                     l=hh;
  189.                 }
  190.                 else
  191.                 {
  192.                     h=(hh*26)>>8;
  193.                     l=hh-10*h;
  194.                 }
  195.                 break;
  196.             case MMSS:
  197.                 h=(mm*26)>>8;
  198.                 l=mm-10*h;
  199.                 break;
  200.             default:
  201.                 h=10;
  202.                 l=10;
  203.                 break;
  204.         }
  205.     }
  206.     else
  207.     {
  208.         h=11;
  209.         l=11;
  210.     }
  211.     b2=digdisp[l];
  212.     b1=digdisp[h];

  214.     SPDR=b4;
  215.     while(!(SPSR & _BV(SPIF)));
  216.     SPDR=b3|colon;
  217.     while(!(SPSR & _BV(SPIF)));
  218.     SPDR=b2;
  219.     while(!(SPSR & _BV(SPIF)));
  220.     SPDR=b1;
  221.     while(!(SPSR & _BV(SPIF)));
  222. }

  224. int main()
  225. {
  226.     int i;
  227.     // set sysclk prescaler
  228.     CLKPR=_BV(CLKPCE);
  229.     CLKPR=0;    // no div
  230.     nop();
  231.     nop();
  232.     nop();
  233.     nop();
  234.     nop();
  235.    
  236.    
  237.     // configure Timer 2        
  238.     ASSR=_BV(AS2);  // asynchronous clock osc
  239.     TCCR2A=_BV(WGM21);  // Timer2 CTC mode, TOP as OCRA
  240.     OCR2A=15;
  241.     TCCR2B=_BV(CS22)|_BV(CS21)|_BV(CS20);   // enable, clk/1024
  242.     TIFR2=_BV(OCF2A);   // clear flag
  243.     TIMSK2=_BV(OCIE2A); // enable interrupt
  244.     sei();
  245.    
  246.     // configure SPI
  247.     DDRB=_BV(2)|_BV(3)|_BV(5);  // SPI output pin, SS must be output
  248.     SPSR=_BV(SPI2X);
  249.     SPCR=_BV(SPE)|_BV(MSTR)|_BV(CPHA);  // Fastest SPI
  250.    
  251.     set_sleep_mode(SLEEP_MODE_IDLE);
  252.    
  253.     DDRD=_BV(5)|_BV(2); //PD5: Status (BLUE), PD5: DC-DC EN
  254.     PORTD=_BV(2);   // DC-DC on
  255.     PORTB |= _BV(0)|_BV(1); // button 1, 2
  256.    
  257.     flag=7;
  258.     display();
  259.     sleep_mode();   // wait until RTC oscillator is stable
  260.     set_sleep_mode(SLEEP_MODE_PWR_SAVE);

  262.     PCICR=_BV(PCIE0);   // Pin-change interrupt 0
  263.     PCMSK0=_BV(PCINT0)|_BV(PCINT1);
  264.     PCIFR=_BV(PCIF0);
  265.    
  266.     mode=HHMM;
  267.     for(;;)
  268.     {
  269.         static char phalf=3;
  270.         char b;
  271.         char show=0;
  272.         static char adjust=0;
  273.         char update=0;

  275.         if(phalf!=half)
  276.         {
  277.             show=1;
  278.             phalf=half;
  279.         }

  281.         b=getbutton();
  282.         if(adjust==0)
  283.         {
  284.             if(b&2)
  285.             {
  286.                 if(mode==HHMM)
  287.                     mode=MMSS;
  288.                 else
  289.                     mode=HHMM;
  290.                 show=1;
  291.             }
  292.             else
  293.             {
  294.                 if((b&12)==4)   // button 1 Hold
  295.                 {
  296.                     set_sleep_mode(SLEEP_MODE_IDLE);    // change back later
  297.                     if(mode==HHMM)
  298.                         adjust=1;
  299.                     else
  300.                         adjust=3;
  301.                     show=1;
  302.                 }
  303.             }
  304.         }
  305.         else
  306.         {
  307.             switch(adjust)
  308.             {
  309.                 case 1:     // adjust Minute
  310.                 if(b&2)
  311.                 {
  312.                     mm++;
  313.                     if(mm>59)
  314.                         mm=0;
  315.                     update=1;
  316.                 }
  317.                 else
  318.                     if(b&1)
  319.                     {
  320.                         adjust=2;
  321.                         show=1;
  322.                     }
  323.                 break;
  324.                 case 2:     // adjust Hour
  325.                 if(b&2)
  326.                 {
  327.                     hh++;
  328.                     if(hh>23)
  329.                         hh=0;
  330.                     update=1;
  331.                 }
  332.                 else
  333.                     if(b&1)
  334.                     {
  335.                         adjust=0;
  336.                         set_sleep_mode(SLEEP_MODE_PWR_SAVE);
  337.                         show=1;

  339.                     }
  340.                 break;
  341.                 case 3:     // adjust Second
  342.                 if(b&2)
  343.                 {
  344.                     ss=0;
  345.                     TCNT2=0;
  346.                     half=0;
  347.                     update=1;
  348.                 }
  349.                 else
  350.                     if(b&1)
  351.                     {
  352.                         adjust=0;
  353.                         set_sleep_mode(SLEEP_MODE_PWR_SAVE);
  354.                         show=1;
  355.                     }
  356.                 break;
  357.             }
  358.             if(update)
  359.                 show=1;
  360.         }
  361.         
  362.                
  363.         if(mode==HHMM && half==0)
  364.         {
  365.             flag |= 0x01;
  366.         }
  367.         else
  368.         {
  369.             flag &= ~0x01;
  370.         }
  371.         
  372.         if(half==0 || update)
  373.         {
  374.             flag |= 0x06;
  375.         }
  376.         else
  377.         {
  378.             if(adjust==1 || adjust==3)
  379.                 flag &= ~0x02;
  380.             if(adjust==2)
  381.                 flag &= ~0x04;
  382.         }
  383.         
  384.         if(show)
  385.             display();

  387.         sleep_mode();

  389.     }
  390.    

  392. }
复制代码



单片机

程序（完成了走时和时钟调节）.zip

2.12 KB, 下载次数: 19, 下载积分: 黑币 -5

LED时钟电路图.zip

103.36 KB, 下载次数: 20, 下载积分: 黑币 -5

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沙发
ID:106211 发表于 2016-4-19 13:13 | 只看该作者
先做个板凳
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板凳
ID:87193 发表于 2016-4-20 10:43 | 只看该作者
楼主很厉害，51黑有你更精彩
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地板
ID:704585 发表于 2020-4-15 15:05 | 只看该作者
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