炫彩LED二進(jìn)制時鐘

學(xué)習(xí)數(shù)字電路的二進(jìn)制之后，覺得二進(jìn)制數(shù)很神奇，例如現(xiàn)在的電腦都是采用二進(jìn)制。二進(jìn)制容易實現(xiàn)，運算規(guī)則簡單，只有0和1，兩種狀態(tài)的轉(zhuǎn)換速度極快，從而由簡單的0和1構(gòu)成了復(fù)雜的計算機(jī)世界。我國古代的一本奇書《易經(jīng)》中說“萬事萬物都有陰陽”，似乎有異曲同工之妙，這些都讓我對二進(jìn)制數(shù)產(chǎn)生好奇。直到有一天我在網(wǎng)絡(luò)上看到一個這樣的題目：

一片果林的成熟季節(jié)又到了，大批量的水果就要和買主交易，然而，買主來收購之前給農(nóng)戶出了一個“難題”：將1000個水果事先放在10只籮筐里，待其到來時如果能整筐整筐地搬出來并湊夠臨時指定的數(shù)量，買賣照做還堅持長期合作；如果做不到，預(yù)約好的買賣取消，今后也不來打交道了。

題目出得很巧妙，我一想想不出來就查看答案，原來是一個跟二進(jìn)制數(shù)相關(guān)的問題，第一個籮筐裝1個，第二個箱子裝2個，后面的籮筐的數(shù)量都是前一個籮筐的一倍（最后一個除外），所以各個籮筐的數(shù)量分別為：1、2、4、8、16、32、64、128、256和489，這樣的話就可以任意取出所需的數(shù)量了。一看答案，驚嘆二進(jìn)制數(shù)的神奇之處，竟然能這樣任意表達(dá)出所需的數(shù)量。

二進(jìn)制時鐘誕生記

正好這幾天研究著用DS1302時鐘芯片和單片機(jī)制作一個時鐘，突然想到，既然二進(jìn)制能用“10個箱子”任意取出“1000內(nèi)的數(shù)”，那么是否可以制作出一個跟二進(jìn)制數(shù)相關(guān)的時鐘呢？當(dāng)兩種思維結(jié)合在一起的時候，就可以產(chǎn)生出很多有趣的事情來。這么一來，就很自然地想出了制作一個二進(jìn)制時鐘，但是用什么方式來顯示呢？看到手頭上有多種顏色的LED燈，于是想到就用發(fā)光二極管唄，燈亮就是“1”，燈滅就是“0”，一排LED的亮就形成一個二進(jìn)制數(shù)，從而讀出相應(yīng)時間。這個想法讓我興奮不已，于是我開始著手單片機(jī)的編程，用單片機(jī)把在DS1302上取出的時間的BCD碼轉(zhuǎn)換成10進(jìn)制數(shù)直接放在一組I/O口上面，單片機(jī)會自動把十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成以1和0表示的數(shù)放在一組的8個I/O口上，這樣一來，在相應(yīng)I/O口上連接LED燈就能顯示出“時間”來了。由于小時最多為“24”，因此只需要5個LED燈就可以完整表示，而“分”和“秒”部分要6個LED燈才能完整表示。

因為我們一般采取上拉電流方式接正極驅(qū)動LED燈， 輸出為“0”時LED燈亮，所以我們還要把取來的數(shù)進(jìn)行取反放在相應(yīng)組位，單片機(jī)C語言中的取反為“~”，例如取來的“秒”放在P1組口，就這樣表示：“P1=~miao”，用“~”號就可以輕易取反。

還有需要注意的地方是，我們平常讀數(shù)是從左到右讀高位數(shù)到低位數(shù)，但是大多單片機(jī)的I/O口組是從低位到高位的，因此我們制作時要特別注意焊接LED燈的順序，或者把單片機(jī)翻轉(zhuǎn)擺放就可以解決這個問題。

讀時鐘的方法

如題圖所示的每組數(shù)就是“10110”、“101011”、“100001”，在腦袋里進(jìn)行簡單的運算就可以得出時間為：“22:43:33”?？茖W(xué)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)常運算可以防止老年癡呆癥^_^，因此，二進(jìn)制時鐘就有了它的意義所在了。