首先咱從基本的開(kāi)始想，這種發(fā)光的管子是什么這類東西叫輝光管 不要跟電子管搞混了。。有點(diǎn)類似的外觀但是實(shí)際上一毛錢關(guān)系都沒(méi)有的東西

一般人第一眼看這個(gè)都會(huì)覺(jué)得這肯定很燙 實(shí)際上完全是常溫的

這個(gè)管子里沖入了低壓的氖氣 這些氖氣在很高的電壓通過(guò)的時(shí)候 會(huì)發(fā)出橙紅色的光芒。

由于電流很小 基本沒(méi)什么熱量

有的管子比如我用的前蘇聯(lián)產(chǎn)IN-14 (操作電壓170v-190v直流 讓一個(gè)字母顯示需要的電流只要2.5ma)，除了氖氣還在里面沖入了水銀蒸汽，導(dǎo)致橙色光芒的邊緣還有一層藍(lán)色

這個(gè)水銀蒸汽的意義是增長(zhǎng)管子的壽命。在輝光管運(yùn)行的時(shí)候，會(huì)因?yàn)闉R射現(xiàn)象導(dǎo)致金屬片慢慢變得絕緣，最后就掛了。水銀的存在可以減少這個(gè)現(xiàn)象的影響。

這種管子因?yàn)榧夹g(shù)落后很早之前就不在生產(chǎn) 但是他那種復(fù)古的外觀在今天還是被很多diy愛(ài)好者當(dāng)做顯示數(shù)字的元件

因?yàn)樵缫淹．a(chǎn)這些管子也相當(dāng)難買 在國(guó)內(nèi)淘寶有一些圓形的，都是在ebay上買的 9只IN14要$50。動(dòng)漫里的用的似乎是IN18，一種大型管(不過(guò)現(xiàn)實(shí)中的IN18沒(méi)有小數(shù)點(diǎn))。IN18價(jià)格極其昂貴 $50一個(gè) 我之前忘記提示了制作這個(gè)東西有可能導(dǎo)致生命危險(xiǎn)或者死亡 200v的直流電可以輕松虐殺較弱的心臟了 在這里的學(xué)問(wèn)比較深 并非老師和人們常說(shuō)的“電壓點(diǎn)不死人，電流才電死人" 這個(gè)觀點(diǎn)是嚴(yán)重錯(cuò)誤的（大概是從數(shù)萬(wàn)伏特的靜電推導(dǎo)出的）。而且也不要以為電源的最大電流輸出就代表被電時(shí)你會(huì)感受到的電流了 人是個(gè)電容器 還有就是在被電的過(guò)程中人體的電阻也會(huì)下降 所以說(shuō)越電越慘。我做的時(shí)候被電過(guò)三次，都是手指不小心碰到，于是那根手指和相連的小臂肌肉就瞬間酥麻了?？傊⌒摹?/p>

因?yàn)槲覀円龅氖且粋€(gè)能自己變換數(shù)字的時(shí)鐘 而不是需要每秒手動(dòng)不停切換八十多個(gè)開(kāi)關(guān)的觸手訓(xùn)練儀 所以我們需要一個(gè)能自行打開(kāi)三極管的東西。這個(gè)東西也就是整個(gè)系統(tǒng)的核心部分 單片機(jī)。一個(gè)簡(jiǎn)單的處理器 和你電腦手機(jī)里的cpu是類似的東西。這個(gè)東西自帶幾十kb的儲(chǔ)存空間 你可以在電腦上通過(guò)一些特定的軟件寫(xiě)入一些指令然后復(fù)制到這個(gè)空間里。這個(gè)單片機(jī)（cpu）通電后就會(huì)開(kāi)始執(zhí)行這一段命令。

這里需要一些基礎(chǔ)的編程技巧 除了編程一些單片機(jī)還有圖形化的指令軟件

整體來(lái)講這個(gè)時(shí)鐘對(duì)于單片機(jī)的性能基本毫無(wú)要求 不需要性能很好的

我用的是非常簡(jiǎn)單的Arduino。Arduino是一種對(duì)新手友好度極高的開(kāi)發(fā)板：不要看他的樣子雖然很專業(yè)的感覺(jué) 實(shí)際上很友好的

（圖上的是Arduino UNO,單片機(jī)是Atmega328P-PU 16mhz的8位處理器）

所謂的對(duì)單片機(jī)下指令 就是讓你所指定的一個(gè)接口輸出你所指定的電壓而已

比如我想讓13號(hào)數(shù)字輸入輸出（DIGITAL）口輸出5v電壓 保持1秒 然后輸出0v電壓 保持1秒 循環(huán)這個(gè)過(guò)程

如果你把led（或者小燈泡）的正極插在13號(hào)上 負(fù)極插在GND（接地的意思）上 led就會(huì)開(kāi)始以一秒的頻率開(kāi)始閃爍 怎么樣 可以理解吧

我們回到三極管上面 三極管那個(gè)開(kāi)關(guān)腳（2腳）的學(xué)名叫做基級(jí) 如果基級(jí)有5v的電壓 1腳（學(xué)名集電極）和3腳（發(fā)射極）就會(huì)連通 反之?dāng)嚅_(kāi)。這種集電極接高電壓的 發(fā)射級(jí)接低電壓的 叫做NPN型三極管

反之叫做PNP型 我們不會(huì)用到

三極管之所以可以在基級(jí)是低壓的時(shí)候阻斷電路 是因?yàn)樗锩娴陌雽?dǎo)體的特型。但是這個(gè)特型也是有限制的。之前提過(guò) 輝光管需要很高的操作電壓 當(dāng)你把集電極和發(fā)射極串聯(lián)在這個(gè)高壓電路中 要考慮一下這個(gè)三極管能不能成功阻斷這么大的電壓。根據(jù)我的調(diào)查 最適合這個(gè)任務(wù)的就是A42三極管了 基本能抗300v的電壓 不過(guò)不適合能處理大電流。幸運(yùn)的是我們這個(gè)電路中所需要的電流低的可怕 所以就沒(méi)問(wèn)題了。

我之前一直忘記提了一點(diǎn) 那就是三極管基級(jí)的電阻的問(wèn)題。如果直接接5v，那么電路中幾乎沒(méi)有電阻，那電流瞬間就飛起來(lái)了，雖然電壓不高但是我可以說(shuō)2秒內(nèi)A42就可以升起縷縷青煙。這么大的電流也可能損毀單片機(jī)。這個(gè)三極管的說(shuō)明書(shū)表示允許的最大電流是100毫安。不過(guò)反正扔一個(gè)1k的電阻上去就行了 要那么大電流有啥用。當(dāng)然了如果三極管當(dāng)作放大用 那么這個(gè)電阻的阻值就非常重要了。咱不用考慮

電源咱都沒(méi)接地 這圖就是個(gè)大概邏輯的草圖 不是真正的電路 就不要在意細(xì)節(jié)了。

每個(gè)輝光管上有0-9十個(gè)字母 左右兩個(gè)小數(shù)點(diǎn) 也就是說(shuō)需要11個(gè)三極管 11個(gè)電阻 諸多導(dǎo)線

更不幸的是變動(dòng)率探測(cè)儀有8個(gè)輝光管 8x11也就是說(shuō)88個(gè)三極管 88個(gè)電阻 無(wú)限導(dǎo)線制 我都被治愈了

有可能會(huì)是這個(gè)樣子的 密恐走好

綜合上面的可以看出Arduino只有2-13這十二個(gè)接口可以用 但我們至少需要88個(gè) 所以跪了 不光是arduino 大部分單片機(jī)都沒(méi)那么多的數(shù)字輸入輸出 于是就需要擴(kuò)展一下這些接口

有一種芯片專門做這個(gè)事情 移位寄存器 74HC59

比如我先把閥門弄低 然后就可以輸入數(shù)據(jù)了

輸入一串東西 比如

高 低 高 低 低 低 高 低

1 2 3 4 5 6 7 8

這樣

1號(hào)口-8號(hào)口就會(huì)這樣平行的儲(chǔ)存這些東西

低 1

高 2

低 3

低 4

低 5

高 6

低 7

高 8

因?yàn)樵镜谝粋€(gè)輸入的高是占用1號(hào)口的儲(chǔ)存 但是后面來(lái)的東西會(huì)把他頂進(jìn)去 頂?shù)?號(hào) 最后就頂?shù)?號(hào)了

開(kāi)始慢慢更新些東西

在上面我們知道了移位寄存器也就是74hc595的運(yùn)行原理 這一下子三個(gè)腳（數(shù)據(jù) 閥門 clock）變成了八個(gè) 不過(guò)掐指一算八個(gè)還是不夠。在這里就要用到74hc595的另一個(gè)神奇功能了 級(jí)聯(lián)。

51樓的圖中 第⑨號(hào)腳 也就是右下。這個(gè)家伙意義非凡 如果你再拿一個(gè) 74hc595，把第二個(gè)的數(shù)據(jù)口和這個(gè)⑨接在一起 把閥門接到第一個(gè)的閥門上 clock接到第一個(gè)的clock上（這樣他們就同時(shí)打開(kāi)閥門）。如果第一個(gè)移位寄存器放不下東西了 比如你輸入了⑨個(gè)東西，容量只有8個(gè)的74hc595就吃不下了，這時(shí)候 如果你有第二個(gè)74hc595而且正確級(jí)聯(lián)的話 他倆在一起就成了個(gè)16位的移位寄存器 一下子可以儲(chǔ)存16個(gè)東西了。以此類推 你可以無(wú)限級(jí)聯(lián) 原本的三個(gè)口擴(kuò)展到幾千個(gè)幾萬(wàn)個(gè)都可以（雖然不知道意義為何）。