設計一個旋轉的LED時鐘，將一排LED燈組安裝在指針旋轉板上，利用人眼的視覺暫留效應，使用單片機I／O端口控制LED的點亮和熄滅形成圖像從而顯示出時鐘畫面。在介紹旋轉LED時鐘的實現原理和方案的同時，給出了其硬件電路設計和軟件流程。
1 旋轉時鐘原理分析
??? 物體在快速運動時，當人眼看到的影像消失后，人眼仍能繼續保留其影像，約0．1秒左右，這種現象稱為視覺暫留現象。旋轉時鐘就是利用了視覺暫留效應，原理如圖1所示。圖1(a)中最內側的一個發光二極管和最外側的一個發光二極管在點亮并繞電機軸高速旋轉后就形成了圖1(b)所示的內框和外框。圖1(b)緊挨著外框的那個LED燈用來顯示時間刻度。假設12點那個刻度為0°，則每個小時時針之間的角度為360°÷12=30°，于是當整一列發光二極管每旋轉30°，該LED燈就點亮一個瞬間以呈現出時間刻度。如果在小于0．1秒內這列LED燈能旋轉完一圈，人眼就會誤認為先后產生的12個刻度是同一時間顯示出來的。

??? 顯示秒針、分針和時針的方法跟顯示時間刻度的原理一樣。假設用10支發光二極管來顯示秒針，10支里面靠內部的9支用來顯示分針，再靠內的7支作為時針的顯示燈，如圖1(a)所示。若要顯示3點零5秒，在時問刻度的顯示基礎上，控制整列發光二極管在0°時點亮9支LED燈以顯示分針在12點位置上；緊接著整列發光二極管又轉過30°即到了1點的位置，此時點亮10支LED燈，用以顯示秒針在5秒的位置上；當發光二極管再轉過60°時，再點亮5支來顯示時針指在3點的位置上，如圖1(c)所示。因為發光二極管在不斷高速旋轉，在1秒內已經重復點亮12點位置上的9支、1點位置上的10支和3點位置上的7支LED燈10次以上，人眼就會產生圖1(c)所示的畫面。時鐘畫面是由一列發光二極管繞圓心按順時針方向逐列高速掃描過去，每到一列單片機控制相應的LED燈點亮或者熄滅，要在0．1秒內掃描完一圈，重復執行這樣的掃描，人的眼睛看上去就形成了一幅時鐘的畫面。轉速越高，LED燈越多，分辨率就越高，看上去就越逼真。

2 旋轉時鐘方案設計
??? 系統框圖如圖2：單片機負責數據的處理并控制LED的顯示；紅外接收模塊由一體化紅外接收頭和紅外接收管組成，分別負責處理紅外遙控器發出的調時信號和識別旋轉的起始位置的作用；時鐘模塊負責記錄時間數據，節省單片機的資源，提高其工作效率，可在系統掉電后正常計時，不需重新設定時鐘時間。

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??? 結構設計如圖3，將單片機、時鐘芯片、LED燈組、一體化紅外接收頭、紅外接收管等器件焊接在一塊指針板上，只需要外部送電就可以正常運作。電路板中心鉆一個電機軸插孔，電機軸插入其中帶動指針板旋轉。電源采用無線供電模塊則裝在底座上，無線供電的初次級線圈放在電機與單片機之間，中心線圈隨著PCB旋轉，外線圈和電機一起固定。