如何制作数字时钟

如何制作数字时钟

花79美元让一只LED亮起来似乎有些奢侈。你肯定更想用BASIC Stamp制作出更实用的东西。花上100多美元，你就可以制作一台精致的数字时钟！这好像也过于奢侈，但以后做其他各种装置时，你会发现这些元件都可以重复利用。

我们将使用BASIC Stamp的输入输出引脚来显示数字。在数字时钟部分，我们了解了如何连接7447芯片的7段显示发光二极管。7447芯片可以和BASIC Stamp协同工作。将BASIC Stamp的四根输入输出引脚直接与7447相连，就可以很容易的显示0到9的数字。BS-1版本的Stamp有8根输入输出引脚，这样可以直接驱动两片7447芯片。

就一个时钟而言，需要至少显示4个数字。为了用8个输入输出引脚驱动4片7447，我们需要更有创造性一些。下图给出了一种解决办法：

上图中，8根输入输出引脚从左边引入。该方法用4个输入输出引脚驱动全部的4片7447。剩余的4个引脚，用来按顺序激活4片7447（芯片上的“E”表示“Enable 使能”——7447芯片上的5号引脚）。要让这个系统工作，Stamp的程序首先通过4根数据线发出第一个数字，并且把第一片7447的E引脚与第一根控制线置位，从而把7447激活。然后发出第二个数字，激活第二片7447，就这样按顺序不停的反复激活四片7447。 实际上，稍微改动一下连线，一片7447就可以实现这些功能。使用74154多路转换芯片以及一些驱动，就可以用这种方法驱动多达16个数字。

这就是实际中控制发光二极管显示屏的标准方法。如果你有一个老式的发光二极管显示的计算器，边晃动边观察显示屏。你会发现同一时刻只有一个数字被点亮。这种技术被称为多路复用显示。

这种技术在时钟和计算器上有很好的应用，但是存在两个重要问题：

• 发光二极管耗电量大。
• 7 段显示发光二极管只能显示数字。

另一方法是使用液晶显示屏。 液晶显示屏应用广泛，而且与Stamp连接方便。 例如，下图所示的两行字母数字式的液晶显示屏在Jameco公司（部件号150990）和Parallax公司（部件号27910）都可以买到。 此处展示的是一个典型的液晶显示屏，将液晶显示屏插在面包板上，便于和其他芯片连接：

这类液晶显示屏的优点：

• 一根引脚就可以驱动显示。 显示屏包含允许Stamp以串行方式与自己通信的逻辑电路，因此只需一根引脚。 此外，BASIC Stamp中的SEROUT命令可以十分容易的实现串口通信，控制显示屏十分简单。
• 液晶显示屏可以显示字母数字文本，包括： 字母和数字，甚至可以是自定义字符。
• 液晶显示屏耗电量极低——只需3毫安的电流。

唯一美中不足就是，这样的一个液晶显示屏要花费59美元。显然，没有人会在烤箱上装这样的显示屏。 而设计烤箱时，一般会先用这样的显示屏作样品试验，而后用自己设计的芯片和软件驱动便宜的显示屏，用于最终的产品。

驱动这样的显示屏，你只需提供5伏以上的电源和地线（Stamp的9伏电池满足这两个条件），然后把Stamp的一个输入输出引脚与显示输入线连接。 要将Stamp的输入输出引脚连接到像液晶显示屏这样的设备，我能找到的最轻松的方法，是使用Jameco公司生产的连线工具（部件号34577）和30-gauge规格的连接线（部件号22541）。这样不需要焊接，并且连接结实、可靠。

下面的程序中，BASIC Stamp完成了一个时钟的功能，通过液晶显示屏输出时间（假定液晶显示屏接在Stamp输入输出0号引脚上）：

 
pause 1000                 '等待液晶显示屏启动
serout 0, n2400, (254,1)  '清除显示
serout 0, n2400, ("time:") 显示屏上 显示“time:”
                '在加载程序之前进行预设
b0 = 0                     '秒数
b1 = 27                    '分钟数
b2 = 6                     '小时数
 
again: 
b0 = b0 + 1                '秒数加1
if b0 < 60 then minutes 
  b0 = 0                   '如果秒数等于60
  b1 = b1 + 1              '则分钟数加1
minutes: 
if b1 < 60 then hours 
  b1 = 0                   '如果分钟数等于 60
  b2 = b2 + 1              '则小时数加1
hours: 
if b2 < 13 then show 
  b2 = 1                   '如果小时数等于13，则重置为1
 
show: 
serout 0, n2400, (254, 135) '在显示屏上定位光标，
                            '然后显示时间
serout 0, n2400, (#b2, ":", #b1, ":", #b0, "    ") 
pause 950                     '暂停950毫秒
goto again                    '重复

这个程序中，通过SEROUT命令向液晶显示屏发送数据。 序列 (254, 1) 用于清空液晶显示屏，其中254是转义字符，1是清空屏幕的指令。 序列（254, 135）用于定位光标。其他两个SEROUT指令只是将文本字符串发送到显示屏。

这种方法将得到一个比较精确的时钟。通过调整PAUSE语句，可以将每天的误差控制在数秒之内。显然，真正的时钟需要一到两个按钮来校正时间—— 在这个程序中，你需要在向 Stamp 载入程序前，预先设置时间。

此方法简单、有效，但并不十分准确。如果你需要提高计时精度，在Stamp上连接实时时钟芯片是一种好的选择。这样，每过一秒左右就会从芯片读取时间并显示出来。实时时钟芯片中使用石英晶体获得极佳的精确度。 时钟芯片通常还包含日期信息，并可以自动进行闰年修正。

要让实时时钟和Stamp实现对接，一个简单的办法是使用称为Pocket Watch B的元件。

Pocket Watch B模块

Pocket Watch B在Jameco公司（部件号145630）和Parallax公司（部件号 27962）都可以买到。该元件只有一枚硬币大小，包括时钟芯片、石英晶体和与输入输出引脚通信用的串行接口。它的价格在30美元左右，也不适用于烤箱，但却非常适合在搭建样品模型时使用。