DIY電子時(shí)鐘的制作

一、需求分析

之前就已經(jīng)說了，我們設(shè)計(jì)了一下的三個(gè)功能。能顯示時(shí)間+日期+溫度；能自動(dòng)調(diào)節(jié)亮度；能調(diào)節(jié)時(shí)間+鬧鈴。

1、一個(gè)時(shí)鐘能顯示年月日，時(shí)分秒，溫度；

2、能調(diào)整時(shí)間，具有鬧鐘功能，具有按鍵音；

3、亮度能隨環(huán)境光照自動(dòng)調(diào)節(jié)；

二、原理及電路設(shè)計(jì)

有了需求后，我們就根據(jù)需求選擇元件，單片機(jī)我們選擇STC15w408AS，此單片機(jī)內(nèi)部集成了高精度的RC振蕩電路和高可靠的復(fù)位電路，直接外部晶振和復(fù)位電路都可以省去，芯片接通電源后就可以直接工作； 單片機(jī)自帶ADC轉(zhuǎn)換，為測溫和數(shù)碼管亮度調(diào)節(jié)準(zhǔn)備；顯示部分就用簡單的共陰數(shù)碼管驅(qū)動(dòng)；要實(shí)現(xiàn)調(diào)整時(shí)間，所以還需要按鍵；要有鬧鐘就還需要有發(fā)聲元件，這里我們用簡單的有源蜂鳴器；時(shí)鐘的來源我們用DS1302時(shí)鐘芯片產(chǎn)生，測溫用的是熱敏電阻，還需要一個(gè)光敏電阻來采光，實(shí)現(xiàn)數(shù)碼管亮度歲環(huán)境光照的變化。

有了以上的主要元件，還需要一些輔助的元件來完成整個(gè)設(shè)計(jì)，比如電源部分我們要考慮接口問題，本樣板我們采用的是DC1.2芯的電源插座，電源接了100u和104的兩個(gè)電容做電源濾波用，數(shù)碼管采用三極管8050控制陰極的位選通，蜂鳴器也是采用8050三極管做開關(guān)用。具體電路原理圖如下圖所示：

以上電路我們采用Protel 99軟件設(shè)計(jì)，這個(gè)版本是比較老的了，但是對于初學(xué)者來說還是很實(shí)用，一般的電路板都能完成。有了電路原理圖后我們之間從軟件轉(zhuǎn)到PCB圖中，擺放好元件后，就可以布線了，注意，布線不要采用自動(dòng)布線，自動(dòng)布線的板子基本用不了，如果你懶得自己布線，可以先自動(dòng)，再手動(dòng)修改。以下是我們設(shè)計(jì)完整后的截圖：

為了增加板子的強(qiáng)度和導(dǎo)電性能，我們在頂層和底層都做了電源地（GND）的敷銅，上圖中看到紅色的部分就是頂層的敷銅層。以下是軟件3D建模出來的樣子：

三、樣板測試

全部設(shè)計(jì)完后，在次檢查有沒有錯(cuò)誤，無誤后就可以找廠家做樣板了，現(xiàn)在真?zhèn)€行業(yè)都在大減價(jià)，每家都能在線自動(dòng)計(jì)算價(jià)格，可以多比較計(jì)價(jià)，一般的樣板50元還包郵呢。提醒下大家啊，沒必要到淘寶上找人做，直接自己找廠家。

開箱先檢查板子外觀、絲印等直觀的有沒有問題（一般都沒問題的，除非小作坊的板）；然后測試電源VCC和GND直接有沒有連接，理論上電阻是無窮大。這些都沒問題后就準(zhǔn)備元件焊接吧，焊接時(shí)一般的順序是：先矮后高。怎么說，就是元件在板子上的高度，現(xiàn)在從最矮的開始焊接，再焊接中等高度的，最后焊接最高的元件。

四、程序設(shè)計(jì)及測試

程序設(shè)計(jì)說白了就是編程，我們先寫個(gè)測試程序進(jìn)去，測試下各個(gè)部分有沒有問題，能不能工作?，F(xiàn)在寫入的程序是單片機(jī)讀取DS1302時(shí)鐘數(shù)據(jù)，在數(shù)碼管上顯示時(shí)間，秒顯示采用定時(shí)，每秒點(diǎn)亮200ms,同時(shí)蜂鳴器每秒響一次。光敏、熱敏以及按鍵都是比較簡單的電路，一般都沒問題，暫時(shí)沒測試。編程完成后燒寫進(jìn)單片機(jī)。數(shù)碼管照片看著不清晰，等調(diào)試完了后加個(gè)什么濾光片試試。

運(yùn)行程序能看到數(shù)碼管顯示正常，蜂鳴器響聲正常，測試完成。后續(xù)我們跟著測試和完善整個(gè)DIY電子時(shí)鐘的程序。