驱动LED的双门反向振荡器电路的设计
LED的亮度是直接与通过它的电流成正比的，这给低电压和由电池供电的电路应提出了挑战。当然，提高LED灯的亮度而不增加系统的电压，是可以做到的。这里讨论的解决方案是用一个高的峰值电流使LED发亮，而平均电流较低，这就使功率损耗较小。供给LED振荡电路一个占空比很小的波形（即脉冲占用时间很短而低电平持续时间很长的矩形波），就可以实现这些要求，如图5所示。
脉冲信号驱动的LED比直流信号驱动的LED更亮，因人眼的功能既相当于一个峰值探测仪又相当于一个综合器，因此，眼睛看到的脉冲信号驱动的LED的亮度是介于最高亮度和平均亮度之间的。
例如，当用峰值为30mA的脉冲电流驱动翡翠绿的LED时，其亮度比用同值的直流电流驱动亮了近30%。脉冲电路不一定总是能得到更亮的LED，当峰值电流低于10mA时，由直流供电的LED灯更亮。
振荡电路借鉴了传统的有将近50%占空比的双极性振荡电路，但是振荡电路有两个RC时间常数，因此占空比和频率都可以调整。R2和C2控制LED脉冲的高电平时间，而R1和C1则控制脉冲的低电平时间。为了确保通电时振荡，加入了R4并和C2并联在一起，提供到电容的直流通道。采用与非门来替代反向器的电路如图6所示。
通过分析在每一次变极时形成的RC回路的放电时间，可以描述振荡频率和占空比的等式。为简化计算，在分析中没有考虑R3、R4和LED。
这些等式是用来估算RC电路对反向器的阈值开关电压的放电时间，该阈值开关电压可被看作供电电压。输出电流的一个作用是，当输出电压增加时，VOH实际值减小。RC回路的放电值（即逻辑开关阈值电压VTH）与原始电压（Vi）的大体关系为
VTH=Vi*e-t/RC
假设VTH=0.5*Vcc,并且Vi= VOH=Vcc,则有
t=-RC*ln(VTH/Vcc)=-RC*ln(0.5Vcc/Vcc)=0.693RC
反相器U1A的放电时间（t1）控制LED的通电时间，而反相器U2B的放电时间则控制了LED的关断时间：
t1=0.693*R2*C2=0.693*12000*0.01=83.2us
t2=0.693*R2*C1=0.693*12000*0.1=832us
振荡器的时间周期（T）等于第一个RC充电阶段的时间和第二个RC充电阶段的时间总和，即
T=t1+t2=83.2+832=915us
f=1/T=1.09KHZ
振荡器的占空比（Dsv1）与两个时间常数的比例是成正比的，即
Dsv1=（t1/t2）*100%=(83.2/832)%=10%
3．2数字时钟电路设计和论证
数字时钟是本设计的重要的部分。根据需要，可利用两种方案实现。
3．2．1 方案一：使用软件实现
本方案完全用软件实现数字时钟。原理为：在单片机内部存储器设三个字节分别存放时钟的时、分、秒信息。利用定时器与软件结合实现1秒定时中断，每产生一次中断，存储器内相应的秒值加1；若秒值达到60，则将其清零，并将相应的分字节值加1；若分值达到60，则清零分字节，并将时字节值加1；若时值达到24，则将时字节清零。该方案具有硬件电路简单的特点，但当单片机不上电，程序将不执行。且由于每次执行程序时，定时器都要重新赋初值，所以该时钟精度不高。
3．2．2 方案二：使用DS1302
本方案采用Dallas公司的专用时钟芯片DS1302。该芯片内部采用石英晶体振荡器，其芯片精度不大于10ms/年，且具有完备的时钟闹钟功能，因此，可直接对其以用于显示或设置，使得软件编程相对简单。为保证时钟在电网电压不足或突然掉电等突发情况下仍能正常工作，芯片内部包含锂电池。当电网电压不足或突然掉电时，系统自动转换到内部锂电池供电系统。而且即使系统不上电，程序不执行时，锂电池也能保证芯片的正常运行，以备随时提供正确的时间。实时时钟电路DS1302是DALLAS公司的一种具有涓细电流充电能力的电路，主要特点是采用串行数据传输，可为掉电保护电源提供可编程的充电功能，并且可以关闭充电功能。采用普通32.768kHz晶振。
1、DS1302的结构及工作原理
DS1302 是美国DALLAS公司推出的一种高性能、低功耗、带RAM的实时时钟电路，它可以对年、月、日、周日、时、分、秒进行计时，具有闰年补偿功能，工作电压为2.5V～5.5V。采用三线接口与CPU进行同步通信，并可采用突发方式一次传送多个字节的时钟信号或RAM数据。DS1302内部有一个31×8的用于临时性存放数据的RAM寄存器。DS1302是DS1202的升级产品，与DS1202兼容，但增加了主电源/后背电源双电源引脚，同时提供了对后背电源进行涓细电流充电的能力。
