无线遥控LED时钟屏的设计
无线遥控led时钟屏的设计
led时钟显示屏的长时间使用，会产生一定的累加误差，故使用一段时间需进行校正，但大屏幕时钟显示器，通常悬挂在较高处，时间的调整与修改需工作人员爬到高处进行操作，既不方便，又不安全，如何完善电路结构，设计出安全、实用的遥控电路是很多电子爱好者一直关注的问题。本系统设计了一种采用无线遥控修改时钟数据的led时钟显示屏。
系统组成
1 遥控发射器
图1遥控发射器框图
遥控发射器由6个按键、f06a无线发射芯片、4个隔离二极管等元件组成。如图1所示。
2 led时钟屏控制系统
控制系统由j06a遥控接收模块、单片机at89s52、实时时钟芯片ds2321、eeprom、led驱动电路等构成。
图2 led时钟屏控制系统框图
硬件电路设计
1 无线电遥控发射部分
电路如图3所示，发射元件采用自带编码器的f06a模块，其发射频率稳定在315mhz，工作电压范围为3～12v，发射功率为10mw。本系统采用两块3v钮扣电池供电，可工作半年以上。该模块有8位/3态地址编码，用于识别发射与接收装置的一一对应，以防对其他遥控电器影响而产生误动作。在安装该模块时，先对8个地址编码端进行适当连接（编码），如将1、2号地址接为高电平，则地址码为11000000。有四个数据引脚d1、d2、d3、d4，本设计中四个数据端分别连接按键s1、s2、s3、s4，s1为功能状态切换键，s2为调整“加”键，s3调整“减”键，s4为确认键。同时扩展了两个按键s5、s6，分别作为开启显示键和关闭显示键。led为按键指示灯，s7为遥控部分电源开关。该模块正常发射距离为10m，若外加一根长约24cm的单股天线，发射距离更远。
2 遥控接收部分
遥控接收部分如图4所示，接收模块采用与f06a配套使用的j06a，该模的工作电压为2.6～3.6v，接收灵敏度为5μv，其上有8个地址编端，使用时其连接必须与发射模块的地址编码一致。该模块接收频率为315mhz，它将接收到的遥控信号经内部解调、解码，还原为与发射端完全相同的密码信号，从它的四个数据输出端一路送给单片的p1.0～p1.3口，另一路径隔离二极管d7～d10，控制三极管q8的导通，从而使单片机into产生中断，单片机将p1.0～p1.3的信息与原设定信息进行对比之后，从而执行相应的操作。
图3无线电遥控发射部分电路图
3 ds3231实时时钟芯片
ds3231是一款低成本，超高精度的实时时钟芯片（rtc），片内集成了高稳定度、具有温度补偿电路的晶振，在 -40℃～+85℃范围内提供每年±2min的时钟精度。与其他基于晶体的方案相比，ds3231在温度范围内的时间精度提高了5倍。rtc提供秒、分钟、小时、日、星期、月和年等信息，带有润年修正，并自身带有电池，在没有外部电源的情况可工作10年。还提供两个可编程闹钟和可编程方波输出，i2c双向数据总线传输。采用16脚封装。
4 eeprom 24c08
24c08是8kb的不具备加密功能的电可擦除prom，与二线协议i2c总线兼容，采用8脚封装，体积小，功耗低，使用方便，存储结构简单，只有读写两种操作功能，在此用于存储有关遥控密码信息和时钟芯片信息。
5 led驱动电路
显示屏驱动部分采用mbi5001集成芯片，它既具有移位功能又有锁存功能，为串入并出的8位寄存器。具体控制方式为第一片mbi5001的输入数据端sdi连接到单片机的串行数据输出端，它的数据输出端sdo连接到下一片的sdi端，各片均采用相同的方法级联而成。各片相应的clk、le、oe端分别并联，作为统一的数据移位信号、串行数据移入锁存器信号和锁存器输出数据信号的连接端。
图4 遥控接收部分电路图
6 单片机选用at89s52，其外部晶振频率为12mhz。采用led数字点阵作显示器，本设计假定为显示4个字符（根据实际具体需要设计显示字符的个数）。单片机p2.4口与第一片显示驱动器的数据输入端sdi相连，进行串行数据通信，p2.3、p2.2口分别接所有mbi5001共用的时钟脉冲输入口和移入锁存器信号输入口，p2.1用做输出锁存信号输入口。p1.0口接蜂鸣器，当查询到有遥控信号输入时即鸣叫。实时时钟ds3231和eeprom24c08都支持双向i2c总线和数据传输协议，p3.0、p3.1口分别为scl和sda输入，它们通过i2c总线和cpu之间进行数据交换。
软件设计
主程序的主要功能包括：设置堆栈、定时器及串口初始化，设置中断的有关参数，并初始化一些要用到的寄存器和标志，完成键盘监控功能，以便当有按键按下时，执行相应的操作；当没有接键按下时，读取ds3231的时钟数据并进行数据处理，如时钟数据送入显示缓冲区等，最后还要将显示缓冲区的数据送串行显示。如图5所示。
图5主程序流程图
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系统组成
1 遥控发射器
图1遥控发射器框图
遥控发射器由6个按键、f06a无线发射芯片、4个隔离二极管等元件组成。如图1所示。
2 led时钟屏控制系统
控制系统由j06a遥控接收模块、单片机at89s52、实时时钟芯片ds2321、eeprom、led驱动电路等构成。
图2 led时钟屏控制系统框图
硬件电路设计
1 无线电遥控发射部分
电路如图3所示，发射元件采用自带编码器的f06a模块，其发射频率稳定在315mhz，工作电压范围为3～12v，发射功率为10mw。本系统采用两块3v钮扣电池供电，可工作半年以上。该模块有8位/3态地址编码，用于识别发射与接收装置的一一对应，以防对其他遥控电器影响而产生误动作。在安装该模块时，先对8个地址编码端进行适当连接（编码），如将1、2号地址接为高电平，则地址码为11000000。有四个数据引脚d1、d2、d3、d4，本设计中四个数据端分别连接按键s1、s2、s3、s4，s1为功能状态切换键，s2为调整“加”键，s3调整“减”键，s4为确认键。同时扩展了两个按键s5、s6，分别作为开启显示键和关闭显示键。led为按键指示灯，s7为遥控部分电源开关。该模块正常发射距离为10m，若外加一根长约24cm的单股天线，发射距离更远。
2 遥控接收部分
遥控接收部分如图4所示，接收模块采用与f06a配套使用的j06a，该模的工作电压为2.6～3.6v，接收灵敏度为5μv，其上有8个地址编端，使用时其连接必须与发射模块的地址编码一致。该模块接收频率为315mhz，它将接收到的遥控信号经内部解调、解码，还原为与发射端完全相同的密码信号，从它的四个数据输出端一路送给单片的p1.0～p1.3口，另一路径隔离二极管d7～d10，控制三极管q8的导通，从而使单片机into产生中断，单片机将p1.0～p1.3的信息与原设定信息进行对比之后，从而执行相应的操作。
图3无线电遥控发射部分电路图
3 ds3231实时时钟芯片
ds3231是一款低成本，超高精度的实时时钟芯片（rtc），片内集成了高稳定度、具有温度补偿电路的晶振，在 -40℃～+85℃范围内提供每年±2min的时钟精度。与其他基于晶体的方案相比，ds3231在温度范围内的时间精度提高了5倍。rtc提供秒、分钟、小时、日、星期、月和年等信息，带有润年修正，并自身带有电池，在没有外部电源的情况可工作10年。还提供两个可编程闹钟和可编程方波输出，i2c双向数据总线传输。采用16脚封装。
4 eeprom 24c08
24c08是8kb的不具备加密功能的电可擦除prom，与二线协议i2c总线兼容，采用8脚封装，体积小，功耗低，使用方便，存储结构简单，只有读写两种操作功能，在此用于存储有关遥控密码信息和时钟芯片信息。
5 led驱动电路
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图4 遥控接收部分电路图
6 单片机选用at89s52，其外部晶振频率为12mhz。采用led数字点阵作显示器，本设计假定为显示4个字符（根据实际具体需要设计显示字符的个数）。单片机p2.4口与第一片显示驱动器的数据输入端sdi相连，进行串行数据通信，p2.3、p2.2口分别接所有mbi5001共用的时钟脉冲输入口和移入锁存器信号输入口，p2.1用做输出锁存信号输入口。p1.0口接蜂鸣器，当查询到有遥控信号输入时即鸣叫。实时时钟ds3231和eeprom24c08都支持双向i2c总线和数据传输协议，p3.0、p3.1口分别为scl和sda输入，它们通过i2c总线和cpu之间进行数据交换。
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