DS3231+TM1650制作4位0.56寸數(shù)碼管迷你時鐘

樓主是一名業(yè)余的單片機愛好者，從開始玩單片機到現(xiàn)在，做過不少的時鐘。從最初的純軟件計時，到DS1302時鐘芯片再到后來的GPS授時都做過。純軟件計時一斷電就全歸零了，完全沒有實用價值；DS1302的好一些，有斷電走時，但也存在走時不準的問題；GPS授時倒是準了，可是在室內(nèi)使用信號不好，還要拖一根線到窗臺或室外，顯得不夠簡潔。于是把目光轉(zhuǎn)向了美信的高精度時鐘芯片DS3231（±2ppm ，年誤差1分鐘左右）。最近正好有空，就用它做了個實用的時鐘。從器件手冊上摘抄的DS3231介紹：DS3231 是低成本、高精度 I2C實時時鐘 (RTC)，具有集成的溫補晶體振蕩器 (TCXO) 和晶體。該器件包含電池輸入端，斷開主電源時仍可保持精確的計時。集成晶體振蕩器提高了器件的長期精確度。 DS3231采用 16引腳、300mil的 SO封裝。RTC 保持秒、分、時、星期、日期、月和年信息。少于31 天的月份，將自動調(diào)整月末日期，包括閏年補償。時鐘的工作格式可以是 24 小時或帶 AM/PM 指示的 12 小時格式。提供兩個可編程日歷鬧鐘和一路可編程方波輸出。地址與數(shù)據(jù)通過 I2C雙向總線串行傳輸。精密的、經(jīng)過溫度補償?shù)?a target="_blank">電壓基準和比較器用來監(jiān)視 VCC狀態(tài)，檢測電源故障、提供復(fù)位輸出，并在必要時自動切換到備用電源。另外， RST監(jiān)視引腳可以作為手動按鈕輸入以產(chǎn)生外部復(fù)位信號。特性

0°C 至 +40°C 范圍內(nèi)精度為 ±2ppm

-40°C 至 +85°C 范圍內(nèi)精度為 ±3.5ppm

為連續(xù)計時提供備用電池輸入

低功耗

實時時鐘提供秒、分、時、星期、日期、月、年信息，并提供有效期到 2100

年的閏年補償

兩個日歷鬧鐘

可編程方波輸出

快速 (400kHz) I2C 接口

3.3V工作電壓

數(shù)字溫度傳感器輸出：精度為 ±3°C

顯示部分使用TM1650驅(qū)動4位0.56寸的共陰極數(shù)碼管。TM1650是天微生產(chǎn)的一款數(shù)碼管驅(qū)動，2線串行驅(qū)動，8級亮度調(diào)整，并且支持28個按鍵掃描。只要把要顯示的數(shù)據(jù)寫入其中就能正確的顯示了，不用再去寫動態(tài)掃描的函數(shù)，硬件連接也更簡單。用起來很方便。

MCU的選用：先算了下I/O的占用，I2C 接口2個，TM1650 2個，DS3231的SQW1個（1HZ方波用于刷新顯示）。這樣僅僅用了5個I/O口，配合DS3231的3.3V供電，就選用了手頭現(xiàn)成的STC 15L104W單片機。

IC選好后，發(fā)現(xiàn)如果用貼片元件的話，和數(shù)碼管差不多大小的PCB就能放得下。

原理圖：

畫好的PCB：

熱轉(zhuǎn)印制板：

焊接完成：

完成后的樣子：

大小控制的不錯吧

最終的成品

后記：程序很簡單，互聯(lián)網(wǎng)上有現(xiàn)成的DS3231和TM1650的函數(shù)，稍微改一下就能用了。DS3231的SQW口輸出1HZ方波，單片機在方波的每個下降沿產(chǎn)生中斷然后讀取DS3231的時間，再發(fā)送到TM1650的顯示寄存器去刷新數(shù)碼管的顯示就行了。放置了2個按鍵用來調(diào)節(jié)時間。所用的單片機沒有AD，不好實現(xiàn)自動亮度，只好靠時間去判斷，白天亮度高晚上亮度低，用起來也很不錯。

DS3231的后備電源原來打算用手機上拆的備份電池，但實際證明不好用，試過斷電時間超過2個小時就不能保存時間了。后來焊接了一片1.5V的紐扣電池，斷電后可以正常的走時了。由于是自己制板，受單面PCB的限制，布線頗費了一番周折。不過每天看到自己的“作品”正常的工作，還是很有成就感的。