今天，我將向您展示如何構(gòu)建字幕時(shí)鐘。它基本上是一個(gè)使用文字顯示時(shí)間的時(shí)鐘。我還將向您展示如何使用微控制器來使用移位寄存器和RTC。 移位寄存器可以非常方便，如果你在微控制器中耗盡引腳，那么了解它們是一件好事。

不要再等了，直接進(jìn)入它。

第1步：了解所有步驟

第2步：獲取所需的部件。

Arduino：

74HC595移位注冊：

DS3231 RTC：

ULN2803達(dá)林頓晶體管陣列：

步驟3：測試移位寄存器。

有四種移位寄存器 - 串并輸出（SIPO）， SISO，PISO和PIPO。

我們將使用74HC595這是一個(gè)8位的SIPO移位寄存器，這意味著它需要8位串行數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為8位并行數(shù)據(jù)。您可能想知道我們?yōu)槭裁葱枰莆患拇嫫鳌Ｗ屛覀儊砜纯础?Uno有14個(gè)數(shù)字I/O引腳和6個(gè)模擬輸入引腳。即使在組合它們之后，我們也只有20個(gè)引腳，其中并非所有引腳都能輸出。這就是問題所在，因?yàn)槲覀儗⒃谶@個(gè)項(xiàng)目中使用大量的LED。

移位寄存器消耗的微控制器引腳數(shù)量非常少，在這種特殊情況下為3，并且可以用它來控制大量的LED，在這種情況下，這是8。那不是它。該移位寄存器也可以與另一個(gè)移位寄存器進(jìn)行菊花鏈連接，以控制更多的LED，第二個(gè)移位寄存器可以與下一個(gè)移位寄存器進(jìn)行菊花鏈連接，依此類推。我想說的只是使用三個(gè)引腳，你可以控制很多很多數(shù)字設(shè)備。

參見移位寄存器的引腳圖。引腳號(hào)1到7以及引腳15是并行輸出數(shù)據(jù)。

與所有74系列IC一樣，8和16是電源引腳。

引腳14 - 也稱為串行輸入，引腳12 - 也稱為鎖存器，引腳11 - 又稱時(shí)鐘，是我所談到的控制引腳。

引腳10稱為串行清零，用于清除移位寄存器的輸出，在整個(gè)項(xiàng)目中保持高電平;名為輸出使能的引腳13，顧名思義，使能輸出，保持低電平。

引腳9用于菊花鏈并連接到下一個(gè)74595。

讓我們看看工作情況。在發(fā)送串行數(shù)據(jù)之前，鎖存器被拉低。然后逐個(gè)發(fā)送8位中的每一位。移位寄存器通過檢查時(shí)鐘引腳的狀態(tài)確定新數(shù)據(jù)即將到來，如果時(shí)鐘引腳為高電平，則數(shù)據(jù)為新數(shù)據(jù)。當(dāng)所有位完全發(fā)送時(shí)，鎖存器被拉高以實(shí)際反映8個(gè)輸出引腳中的數(shù)據(jù)。

要在Arduino IDE中執(zhí)行所有這些操作，有一個(gè)名為shift out的函數(shù)有四個(gè)參數(shù)（見圖）。前兩個(gè)是自解釋，第四個(gè)是8位串行數(shù)據(jù)，這里用二進(jìn)制格式寫。如果第三個(gè)參數(shù)是MSB優(yōu)先，那么串行數(shù)據(jù)的MSB將首先被發(fā)送，并且實(shí)際上將反映在剩余數(shù)據(jù)之前的寄存器的‘Qh’中，如果第三個(gè)參數(shù)是LSB優(yōu)先，則LSB將是引腳‘Qh’中顯示。

現(xiàn)在這個(gè)移位寄存器的電流輸出能力僅為每個(gè)引腳20 mA，我們將需要更多，這就是ULN2803的用武之地。

如果你想測試移位寄存器的功能，我在這個(gè)草圖中附上了一個(gè)草圖和圖片，只需施加電源，將引腳11，12和14連接到Arduino的任何數(shù)字引腳并上傳草圖。請參閱視頻以便更好地理解。

步驟4：設(shè)置RTC的日期和時(shí)間。

我像其他任何I2C設(shè)備一樣將RTC連接到Arduino （SDA到A4和SCL到A5），以及應(yīng)用電源。然后我打開了此步驟中附加的草圖，并通過參考其上方的注釋行設(shè)置“setDS3231time”的參數(shù)，以設(shè)置RTC的正確日期和時(shí)間。然后我取消注釋該行并將程序上傳到Arduino。在沒有斷開任何連接的情況下，我再次評(píng)論該線路并將草圖上傳到Arduino?，F(xiàn)在斷開RTC的電源，保持一兩分鐘，再次連接到Arduino，然后打開串行監(jiān)視器。如果顯示器上顯示的日期和時(shí)間正確，則表示RTC工作正常。

步驟5：制作電路板。

此步驟附有連接圖。您可以手工焊接或訂購PCB。這一切都取決于你。我訂購了PCB，因?yàn)槲以?jīng)手工焊接過PCB，而且它的使用時(shí)間很長，底部也非常笨拙。

我從JLCPCB訂購了我的PCB。

原理圖鏈接和PCB：https：//easyeda.com/Tesalex/Word_Clock_copy-c7c7a7.。.

第6步：準(zhǔn)備LED。

1。用3V電池檢查所有LED。

2。切掉LED的頂部。

3?？s短LED的電阻和陽極（長腿）的一條腿。

4。將電阻短路和陽極焊接在一起。

對(duì)要使用的所有LED執(zhí)行此操作。

步驟7：構(gòu)建主干和最終測試。

LED完成后，我從一個(gè)尺寸為8x8英寸的器具包裝中取出紙板。

我在白色上打印了這個(gè)步驟附帶的模板紙和透明紙上的兩份副本，因?yàn)槟悬c(diǎn)輕。

現(xiàn)在我將模板切成實(shí)際尺寸，然后用膠水粘在紙板上。在此之后，我根據(jù)字的長度為LED打孔，以便在LED發(fā)光時(shí)它們看起來不暗。然后我拿了4根實(shí)心銅線，將它們粘在兩排LED之間。然后我將LED推入孔中，保持電阻器靠近銅線。在此之后，我將電阻器焊接到銅線上并將相同字的LED的陰極焊接在一起。然后我切掉了多余的導(dǎo)線。

現(xiàn)在我拿了三條帶狀電纜，每根電線有8根電線，一端焊接公頭，另一端焊接到LED上。然后這些標(biāo)題將轉(zhuǎn)到PCB的母頭。但是哪根線會(huì)被焊接成什么字？根據(jù)我編寫的程序，連接此步驟的是連接頭的連接順序。因此，標(biāo)題1的第一個(gè)線應(yīng)該轉(zhuǎn)到二十五，二到三十，第二個(gè)標(biāo)題的第一個(gè)線到一個(gè)，依此類推。

現(xiàn)在您將注意到最后4個(gè)標(biāo)題未連接到任何事情你可能會(huì)注意到背面的銅線必須焊接到5伏特。所以，我將它們?nèi)靠s短并將它們連接到最后一個(gè)標(biāo)題，如果你還記得也將最后一個(gè)母標(biāo)題連接到Vcc或5伏特。 “it is”和“o‘clock”這個(gè)詞必須始終打開，因此我將它們焊接到接頭的第二個(gè)引腳上，然后在PCB上將它接地。最后，“分鐘”字并不總是打開，并且也需要控制，所以我把它焊接到第三個(gè)插頭的第五個(gè)引腳，這就是為什么我們將引腳3縮短到第五個(gè)母頭，同時(shí)將PCB組裝為引腳3控制我寫的程序中的單詞分鐘。

話雖如此，現(xiàn)在是時(shí)候通過連接各自位置的標(biāo)題檢查功能，將草圖上傳到Arduino和施加5伏特，我的工作很好。我快速將DC桶形連接器焊接到電源引腳上，因?yàn)槲覍⑹褂?伏適配器，否則我會(huì)使用7805，我已經(jīng)在PCB上留下了一個(gè)空間。

步驟8：去除輕度出血。

用于消除輕微出血換句話說，我使用了1厘米高的紙板片，并在每個(gè)單詞之間用一些熱膠粘住它。我從中心開始然后一路走來。在此之后，我測量并切割每個(gè)地方的紙板，然后再用兩滴熱膠粘貼它。

步驟9：將所有物品放入機(jī)箱中。

我用內(nèi)徑為8x8英寸的12毫米MDF制作了一個(gè)外殼，并確保紙板完美貼合。我還剪了一個(gè)適合大小的亞克力板，請記住，這次，它一定不能太厚。我附上了丙烯酸板材，并在外殼的一側(cè)為桶形千斤頂打了一個(gè)孔。

現(xiàn)在我通過移除角落將每個(gè)乙烯基塑料帶到尺寸，然后將它們堆疊在一起并裝上它們兩個(gè)相反的方面。在黑膠唱片的背面，我用不透明的膠帶貼上沒用的字樣。

然后我把膠水放到了外殼上，還有我準(zhǔn)備好的紙板和電源，一切看起來

我從角落切下一塊紙板，以便在需要時(shí)可以輕松將其取下。

幾點(diǎn)變化（非必要）：

我將電源線更換為更厚的規(guī)格，以便它可以輕松承載所需的電流，并使用母頭（推薦）連接RTC，因?yàn)樗袝r(shí)需要更改日期和時(shí)間。如果需要，你可以添加熱膠將紙板固定到位，但是即使在地震中我也有足夠的摩擦力。

步驟10：完成。