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Liz：Alex是我十歲的兒子。最近他和我合作完成了一個學校布置的作業。這是一個很成功的作業，同時作為父母的我們也給予他很好的指導，因此我想在這里與大家分享這次經歷。
以下是Alex的分享：
我媽想要一個數字時鐘，而我也需要完成我的作業。所以我花了兩個月把閑置的樹莓派小電腦做成了數字時鐘，一石二鳥，請叫我機智のboy。
爸爸給我提供了來自戰斗民族俄羅斯的一些數碼管和芯片，還買了一個170V的電池來當數碼管的電源。我需要做的第一件事情就是測試這些原材料。
首先我把數碼管，芯片和電源安裝在了電路板上。芯片有ABCD四個輸入端口，這些端口用來指示亮哪一個燈。比如在二進制里7表示為0111，所以我們需要把ABC設置為顯示，D設置為不顯示，（A=1, B=2, C=4 and D=8）來表示數字7。我測試的時候用一個跨線電纜使四個接口為0V（不顯示數字）或5V（顯示數字）。
在測試完第一個數碼管和芯片后，我在樹莓派電腦上編了一個程序進行第二次測試。我用4個 GPIO管腳連接到引腳A、B、C和D芯片。這個程序會從數字0到9循環，然后在二進制中用“high”和“low”的邏輯判斷來實現打開或關閉管腳的目的。
一旦這個程序順利運行，那么接下來測試所有的芯片和數字時鐘數碼管就會變得so easy。每個部分都正常運行，但有一個數碼管除外（測試時出現了3和9同時亮起的問題），所以我把這個數碼管用來表示小時的第一位，因為小時的第一位只需要顯示數字1（采用12小時計時法）。
關于程序
當樹莓派電腦啟動時，我的數字時鐘程序也會自動啟動。
我用geany編輯器在c盤寫好了數字時鐘的程序。
然后我打開管腳0，這也意味著用轉換器打開了高壓電源。
接著我測試了時鐘，讓時鐘的小時部分從1到12顯示，分鐘部分從0到59顯示。
開始循環時，我是這樣做的：
和電腦對照時間（電腦連接互聯網以確保時間準確）
小時的數字會在1和23之間循環，所以當小時大于12時，我會減去12.
然后我將小時數和分鐘數都以二進制表示。也就是說，用2整除十進制整數，可以得到一個商和余數；再用2去除商，又會得到一個商和余數，如此進行，直到商為0時為止，然后把先得到的余數作為二進制數的低位有效位，后得到的余數作為二進制數的高位有效位，依次排列起來。
這樣一來，我們就得到了所有數字的二進制。然后我們就可以用1和0所代表的高低接口來表示了。（比如7，我們就可以表示為低高高高，因為它的二進制寫法是0111 。）
如果你是條小懶蟲，下面是我為你準備的完整表格，你可以參照。
接下來我們用C語言來寫入代碼：
#include /* These are libraries */
#include
#include
#include
// turns a pin on or off
void nixiePin(int p, int v){
if (p != -1) {
digitalWrite(p, v);
}
}
// converts to binary and sends values to 4 pins
void nixiePins(int p1, int p2, int p4, int p8, int v){
nixiePin(p1,v&1);
nixiePin(p2,v&2);
nixiePin(p4,v&4);
nixiePin(p8,v&8);
}
// splits the time into digits
void nixieTime(int h,int m, int s) {
nixiePins( 1, -1, -1, -1, h/10); /* quotient of hour / 10 */
nixiePins( 2, 3, 4, 5, h%10); /* remainder of hour / 10 */
nixiePins( 6, 7, 21, -1, m/10); /* quotient of minute / 10*/
nixiePins(22, 23, 24, 25, m%10); /* remainder or min / 10 */
}
// makue sure all the digits work
void testClock(void){
int i;
for (i=1; i<=12; i++) {
nixieTime(i,0,0);
delay(250);
}
for (i=1; i<=59; i++) {
nixieTime(12,i,i);
delay(250);
}
}
// set up the pins we will use
void initPin(int p) {
pinMode(p, OUTPUT);
digitalWrite(p, LOW);
}
// this is the main part of the program
int main (void) {
time_t now; /* its a variable that holds time info */
struct tm *ntm; /* it is a variable */
int i;
wiringPiSetup(); /* set up pins 0-7 and 21-29 to use */
for (i=0; i <=7;i++) {
initPin(i);
}
for (i=21; i <=29;i++) {
initPin(i);
}
digitalWrite(0, HIGH); /* turn on high voltage power */
testClock(); /* test all the digits */
while (1) { /*starts and infinite loop */
now=time(NULL); /* ask the computer for the time */
ntm=localtime(&now); /* it formats the time */
if (ntm->tm_hour > 12) { /* if hour is more than 12 - 12 */
ntm->tm_hour = ntm->tm_hour-12;
}
/* it tells it to write that number to the nixie tubes*/
nixieTime(ntm->tm_hour,ntm->tm_min,ntm->tm_sec);
delay (1000); /* wait for 1 second */
}
return(0);
}
電路板
爸比幫我焊接了一個塑料板，電路板上面接有四條數碼管，每個對應了一個芯片（黃線就是了）。
黑色線用于接地線，紅色線為5V和12V的電線，而每個芯片則對應了一條地線和一條5V線。
不過，數碼管要求在170V的高壓下工作，所以我們還需要接一個高壓電源，這里我們用的是綠色線。而且，我們還得外加一個2毫安的電阻，防止電流過大燒毀了我們的作品。
此外，我還加了一個晶體管和兩個電阻，以限制電流。這將等同于電源開關，用于控制高壓電源。
我還加了一個USB端口，用于連接地線和5V線，作為供樹莓派的電源。
外殼
以上步驟完成后，我們就開始做外殼了。所謂人靠衣裝美靠亮噢不不不，美靠造型，我用的是木盒子，外加兩面的塑料透明板。這個盒子是爸爸幫我鋸的（人家還小嘛）。然后用鐵釘和螺絲固定，就完成了。
最后
曾經有一個新聞，說一個學生帶了個自己做的電子鐘到學校去，老師以為是炸彈，都報警了！真是嚇死寶寶我了，為了不讓我面臨這樣的人生大場面，爸比和媽咪事先打電話通知了老師。我覺得，老師一定會記得我的，因為她問得非常詳細，像查戶口一樣。
不過，這只是我的作品的開始啦。我準備把它改進一下，再送給媽媽。我想加一個報警器，還有攝像頭、麥克風和揚聲器，這樣就可以進行人臉識別了。要是可以的話，我還想讓它變成更高級的東西，就像鋼鐵俠一樣。
via raspberry pi
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