如何制作數字時(shí)鐘

花79美元讓一只LED亮起來(lái)似乎有些奢侈。你肯定更想用BASIC Stamp制作出更實(shí)用的東西?；ㄉ?00多美元，你就可以制作一臺精致的數字時(shí)鐘！這好像也過(guò)于奢侈，但以后做其他各種裝置時(shí)，你會(huì )發(fā)現這些元件都可以重復利用。

我們將使用BASIC Stamp的輸入輸出引腳來(lái)顯示數字。在數字時(shí)鐘部分，我們了解了如何連接7447芯片的7段顯示發(fā)光二極管。7447芯片可以和BASIC Stamp協(xié)同工作。將BASIC Stamp的四根輸入輸出引腳直接與7447相連，就可以很容易的顯示0到9的數字。BS-1版本的Stamp有8根輸入輸出引腳，這樣可以直接驅動(dòng)兩片7447芯片。

就一個(gè)時(shí)鐘而言，需要至少顯示4個(gè)數字。為了用8個(gè)輸入輸出引腳驅動(dòng)4片7447，我們需要更有創(chuàng )造性一些。下圖給出了一種解決辦法：

上圖中，8根輸入輸出引腳從左邊引入。該方法用4個(gè)輸入輸出引腳驅動(dòng)全部的4片7447。剩余的4個(gè)引腳，用來(lái)按順序激活4片7447（芯片上的“E”表示“Enable 使能”——7447芯片上的5號引腳）。要讓這個(gè)系統工作，Stamp的程序首先通過(guò)4根數據線(xiàn)發(fā)出第一個(gè)數字，并且把第一片7447的E引腳與第一根控制線(xiàn)置位，從而把7447激活。然后發(fā)出第二個(gè)數字，激活第二片7447，就這樣按順序不停的反復激活四片7447。 實(shí)際上，稍微改動(dòng)一下連線(xiàn)，一片7447就可以實(shí)現這些功能。使用74154多路轉換芯片以及一些驅動(dòng)，就可以用這種方法驅動(dòng)多達16個(gè)數字。

這就是實(shí)際中控制發(fā)光二極管顯示屏的標準方法。如果你有一個(gè)老式的發(fā)光二極管顯示的計算器，邊晃動(dòng)邊觀(guān)察顯示屏。你會(huì )發(fā)現同一時(shí)刻只有一個(gè)數字被點(diǎn)亮。這種技術(shù)被稱(chēng)為多路復用顯示。

這種技術(shù)在時(shí)鐘和計算器上有很好的應用，但是存在兩個(gè)重要問(wèn)題：

• 發(fā)光二極管耗電量大。
• 7 段顯示發(fā)光二極管只能顯示數字。

另一方法是使用液晶顯示屏。 液晶顯示屏應用廣泛，而且與Stamp連接方便。 例如，下圖所示的兩行字母數字式的液晶顯示屏在Jameco公司（部件號150990）和Parallax公司（部件號27910）都可以買(mǎi)到。 此處展示的是一個(gè)典型的液晶顯示屏，將液晶顯示屏插在面包板上，便于和其他芯片連接：

這類(lèi)液晶顯示屏的優(yōu)點(diǎn)：

• 一根引腳就可以驅動(dòng)顯示。 顯示屏包含允許Stamp以串行方式與自己通信的邏輯電路，因此只需一根引腳。 此外，BASIC Stamp中的SEROUT命令可以十分容易的實(shí)現串口通信，控制顯示屏十分簡(jiǎn)單。
• 液晶顯示屏可以顯示字母數字文本，包括： 字母和數字，甚至可以是自定義字符。
• 液晶顯示屏耗電量極低——只需3毫安的電流。

唯一美中不足就是，這樣的一個(gè)液晶顯示屏要花費59美元。顯然，沒(méi)有人會(huì )在烤箱上裝這樣的顯示屏。 而設計烤箱時(shí)，一般會(huì )先用這樣的顯示屏作樣品試驗，而后用自己設計的芯片和軟件驅動(dòng)便宜的顯示屏，用于最終的產(chǎn)品。

驅動(dòng)這樣的顯示屏，你只需提供5伏以上的電源和地線(xiàn)（Stamp的9伏電池滿(mǎn)足這兩個(gè)條件），然后把Stamp的一個(gè)輸入輸出引腳與顯示輸入線(xiàn)連接。 要將Stamp的輸入輸出引腳連接到像液晶顯示屏這樣的設備，我能找到的最輕松的方法，是使用Jameco公司生產(chǎn)的連線(xiàn)工具（部件號34577）和30-gauge規格的連接線(xiàn)（部件號22541）。這樣不需要焊接，并且連接結實(shí)、可靠。

下面的程序中，BASIC Stamp完成了一個(gè)時(shí)鐘的功能，通過(guò)液晶顯示屏輸出時(shí)間（假定液晶顯示屏接在Stamp輸入輸出0號引腳上）：

 
pause 1000                 '等待液晶顯示屏啟動(dòng)
serout 0, n2400, (254,1)  '清除顯示
serout 0, n2400, ("time:") 顯示屏上 顯示“time:”
                '在加載程序之前進(jìn)行預設
b0 = 0                     '秒數
b1 = 27                    '分鐘數
b2 = 6                     '小時(shí)數
 
again: 
b0 = b0 + 1                '秒數加1
if b0  60 then minutes 
  b0 = 0                   '如果秒數等于60
  b1 = b1 + 1              '則分鐘數加1
minutes: 
if b1  60 then hours 
  b1 = 0                   '如果分鐘數等于 60
  b2 = b2 + 1              '則小時(shí)數加1
hours: 
if b2  13 then show 
  b2 = 1                   '如果小時(shí)數等于13，則重置為1
 
show: 
serout 0, n2400, (254, 135) '在顯示屏上定位光標，
                            '然后顯示時(shí)間
serout 0, n2400, (#b2, ":", #b1, ":", #b0, "    ") 
pause 950                     '暫停950毫秒
goto again                    '重復

這個(gè)程序中，通過(guò)SEROUT命令向液晶顯示屏發(fā)送數據。 序列 (254, 1) 用于清空液晶顯示屏，其中254是轉義字符，1是清空屏幕的指令。 序列（254, 135）用于定位光標。其他兩個(gè)SEROUT指令只是將文本字符串發(fā)送到顯示屏。

這種方法將得到一個(gè)比較精確的時(shí)鐘。通過(guò)調整PAUSE語(yǔ)句，可以將每天的誤差控制在數秒之內。顯然，真正的時(shí)鐘需要一到兩個(gè)按鈕來(lái)校正時(shí)間—— 在這個(gè)程序中，你需要在向 Stamp 載入程序前，預先設置時(shí)間。

此方法簡(jiǎn)單、有效，但并不十分準確。如果你需要提高計時(shí)精度，在Stamp上連接實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片是一種好的選擇。這樣，每過(guò)一秒左右就會(huì )從芯片讀取時(shí)間并顯示出來(lái)。實(shí)時(shí)時(shí)鐘芯片中使用石英晶體獲得極佳的精確度。 時(shí)鐘芯片通常還包含日期信息，并可以自動(dòng)進(jìn)行閏年修正。

要讓實(shí)時(shí)時(shí)鐘和Stamp實(shí)現對接，一個(gè)簡(jiǎn)單的辦法是使用稱(chēng)為Pocket Watch B的元件。

Pocket Watch B模塊