浅谈新颖60秒旋转电子钟安装与调试

浅谈新颖60秒旋转电子钟安装与调试盐城机电高等职业技术学校李厚军【摘要】一款采用LED显示器件显示的电子时钟，能在夜间不必其它照明就能看到时间，且以60只发光管实现秒显示，接近于传统的秒针来显示秒的形式使整个时钟显的相当美观新颖。但要买一套散件安装并调试好也并非易事，本人就指导学生安装与调试电子钟过程中出现的问题，总结如下几点，供读者参考。【关键词】60秒旋转电子钟安装调试市面出现一款采用LED显示器件显示的电子时钟，能在夜间不必其它照明就能看到时间，且以60只发光管实现秒显示，接近于传统的秒针来显示秒的形式使整个时钟显的相当美观新颖。但要买一套散件安装并调试好也并非易事，本人就指导学生安装与调试电子钟过程中出现的问题，总结如下几点，供读者参考。但要在安装调试过程能发现问题并解决问题，必须要了解其工作原理，才能对其故障现象加以分析，找到故障所在。电子钟由以下几个部件组成：单片机89C2051、电源、时分数码管显、60秒旋转译码驱动电路。时分显示采用动态扫描，以降低对单片机端口数的要求，同时也降低系统的功耗。时分显示模块、60秒旋转译码驱动电路以及显示驱动都通过89C2051的I/O口控制。60秒旋转电子钟原理框图数字钟显示部分包含四个数码管和60个发光二极管（如下图），占整个焊接量70%，这部分的焊接也就成了重中之重了。首先谈60个发光二极管的焊接，因为数量多，是整个视觉展示的关键，要把它焊的美观也并非易事。我的学生多数把发光二极管直接插到电路板，并摁到底贴板焊，从某种意义上说，她们知道这样能快速把发光二极管焊的一样齐，在一个面，那是非常美观的。实际上这是不可取的，因为电路板上还需要外装个壳，并把灯露与表面之上，灯焊的低矮，外部就看不到灯了。如要想把发光二极管整体提高，在一定高度上进行焊接并焊齐，是需要一定技巧的。60秒旋转电子钟夜视效果图三点确定一个平面，这是大众皆知的几何知识，在这里有更好的体现。首先我们要做的是先确定焊哪个三个点，我让学生选用的是12点、4点、8点方向三个点，正好形成三个支点平稳撑起圆形的PCB板。这三个点要焊在一个平面并有一定的高度是个重复修正的过程，我们可以借助直尺来衡量PCB三个点到工作台的距离是否一致。当把三个点确定并在一个面上时，我们把其余57个发光二极管都插上，注意正负极性，再用一张纸扣上并整体翻转扣与桌面上，抽掉纸张后，二极管由于三个支点的支撑基本就在一个平面上了。但在焊接之前我们还需仔细观察是否有个别不在平面上，可用镊子微调，确认后，可以对每个发光二极管外围的一个脚进行焊接。焊好后，这是二极管就不会掉下来了，把PCB板正面朝上，从侧面观察是否在一个面，个别歪斜的可以用手微调，确认后，把剩余没焊接的脚全部焊好，这样就大功告成了。数码管的焊接就简单的多了，但在安装后发现问题再拆下就是非常头疼了，所以在安装焊接之前必须把数码管检测一下，确认每个数码管每个段发光正常之后我们再焊接上去。值得注意的是，第三个数码管（显示分钟十位）是翻转180度安装的，正好和第二个数码管（显示小时个位）两个小数点构成跳动的秒灯。其他的零部件焊接只要具备一定的基础知识进行识别焊接就不会错了。在整体调试过程中，因为涉及到硬件和软件两方面的问题，所以为了能清楚知道故障所在，常采用正确的程序烧录到单片机中，这样运行不正常的话就是硬件的问题了，找故障并排除也方便。个别发光二极管不亮，可能是二极管焊反或已损坏，只能更换了；如果整体不亮或亮暗杂乱没规则，可能是驱动芯片两个CD4017、一个CD4069出了故障，可用替换法快速找到故障所在。个别数码管不亮，理解驱动电路工作原理是前提。某一位数码管不亮是驱动的三极管损坏，换之就能解决故障；所有数码管的某一段不亮或非常暗，可能是限流电阻阻值不对或断路，用万用表进行电压测量法就能快速查明原因。对于时钟精度和误差问题，也是伴随着整个实训教学过程。当然这个不是故障，但和硬件有一定的联系。时常有学生问我，同样的程序为什么我的时钟会比别的同学大？这样的问题，我们可以使用更精密的晶振，当然这不是问题所在，因为大家都是一样的元器件。但世界没有一模一样的器件，导致每个时钟电路性能也表现出细微的差别，同样的程序表现出不同的精度。解决方法是先确认一秒内电子钟会快慢多少微妙。当然这个不能直接测量得知，我们可以测出4小时快慢多少，这个误差时间我们可以测出，然后换算一秒内快慢多少。时间快的话，我们可以把秒程序里的定时器初始值（如TH0\TL0）减去相应的值，时间慢就加上相应的值。这需要不断的反复调试，最终才会更精准。以上故障，在我教学过程中都时有发生，是经验的积累。有故障没关系，学生通过自己的努力能解决问题，我想他会比别人对原理的理解更深刻一分。参考文献：[1]朱月秀,尤佳.单片机实验教学改革的探索[J].实验室研究与探索,2002,21(4):27-29.[2]张晴,刘为.单片机实验教学改革[J].实验室研究与探索,2003,22(4):27-29