基于单片机的POVLED旋转时钟设计

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摘要：文章介绍了一种新型的POV LED旋转时钟。POV LED旋转时钟最大的亮点体现在POV（persistancd of vision），即视觉暂留。本设计采用十六个LED排成一排，在旋转过程中通过单片机控制LED的点亮时间，利用人眼的视觉暂留从而达到动态扫描显示的效果。系统工作供电采用互感线圈进行无接触供电，采用红外对管技术对系统进行实时控制。与普通时钟对比，POV LED旋转时钟有着低成本、低功耗、高实用性和新颖时尚的优点，具有很高的推广价值和商业前景。

关键词：视觉暂留 单片机 旋转时钟

中图分类号：TN709 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2015）11-0000-00

目前市场上提供的无论是机械钟还是石英钟在晚上无照明的情况下都是不可见的。要知道当前的时间，必须先开灯，故较为不便。而本设计在晚上不用开灯的情况下也能十分清晰的看见。

1 POV LED旋转时钟原理

旋转时钟，利用了视觉暂留的原理，有16只发光二极管排成一列，以圆圈代表发光二极管，最内侧的发光二极管为圆心，它们绕着圆心旋转，最外侧的发光二极管显示时间刻度。当时针在12点时假设角度为0度，则每个小时时针之间的角度为360/12=30度，于是，当这一列发光二极管每旋转30度，最外侧的发光二极管就点亮一个瞬间以呈现出时间刻度。如果在0.1秒之内，这列发光二极管能旋转完一圈，则人眼就会产生视觉暂留，而把先后产生的时间刻度连成12个完整的时间刻度，就能得到完整的钟面。

显示时针、分针的方法与显示刻度的原理相似。实际中，分针较时针长，所以分针用7只发光二极管来显示，时针用5只发光二极管来显示。例如，要显示3点整，在时间刻度的显示基础上，控制在0度上点亮7只发光二极管以显示分针指在12点位置上；然而当发光二极管转过90度时再显示5只以显示时针指在3点位置上，由于发光二极管在不断的旋转，在0.1秒内重复点亮12点位置上的7只和3点位置上的5只发光二极管，直到1分钟以后在6度的位置上点亮7只发光二极管表示3点01分。

2 硬件设计

硬件电路包括：单片机主控电路、无线供电电路、红外对管电路、LED电路。主要模块电路图如图1、图2所示。

3 软件设计

具体程序设计框图如图3所示。

4 结果分析

经过上电测试可以发现无线供电模块供电是否正常，当IRF540 nmos管没有明显发热现象，开关管达到了正常开关状态，比前期在实验中的无线供电实验供电效率有大大的提高。LED灯亮度适中，指针显示效果平稳，达到了预期设计的要求，本设计是可行的。

5 结语

本设计采用十六个LED排成一排，在旋转过程中通过单片机控制LED的点亮时间，利用人眼的视觉暂留从而达到动态扫描显示的效果。系统工作供电采用互感线圈进行无接触供电，采用红外对管技术对系统进行实时控制。具有低成本、低功耗、高实用性和新颖时尚等优点，有一定的实用价值。

参考文献

[1]江世明，许建明，朱群峰，申寿云.单片机原理及应用[M].上海：上海交通大学出版社，2013.

[2]郁有文，常健，程继红.传感器原理及工程应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2008.

[3]王东锋，王会良，董冠强.单片机C语言应用100例[M].电子工业出版社，2009.