用DS3231做一个四位2.3寸数码管时钟（开源）

aqxgm · 发表于 2019-3-21 18:05:33

事情的起因是这样的：过年时走亲戚，亲戚家客厅里挂了个4位的白光LED时钟，尺寸大约是3寸左右。老婆说还挺好看的，亲戚说是从TB上400多块钱买的。

回家的路上又说起来，我说这个我也能做啊，老婆说你别吹牛，我看你整天弄的那些都难看死了，稍好看点的又那么小，看都看不清。
被鄙视的感觉真不爽，说决定开工自己做一个。

正好以前有个网友送了片做失败的PCB给我，上面有4片2.3寸的数码管。因为这种数码管的每一段是3串的LED，网友直接用5V来驱动所以点不亮，只有把电压提高到5.4V左右才能勉强看清，电压再高了MCU会挂掉，看起来直驱是不可能的了
找来2片ULN2003，搭了片试验板。位驱动加了4只PNP的三极管，使用12V的电压

简单调试了下，就能点亮了，看着效果还不错

因为做的这是个是准备正常使用的，要充分考虑实用性。4位的数码管就不要温度、日期、农历啥的了，只是显示个准确的时间就行。
时钟芯片就用号称一年误差2分钟的DS3231，精度家用足够，就不用什么GPS、SNTP对时了。最关键的是要实现自动亮度，不然大晚上成了小夜灯就尴尬了
再次用51开发板搭建实验电路，使用A/D转换把光敏电阻感应到的亮度信号来控制数码管的明暗，单片机支持10位的AD，但在这里只用到8位就足够，正好一个字节操作起来也方便。把亮度信号分成10级，对应LED的十级亮度

最左边的１是亮度级别，后面三位是AD的当前值，理论最暗值是255，最亮值是0；

搞定后抄起AD来做图

自己做着玩还是用热转印吧，速度快还能省点钱。
发挥还是一如既往的稳定

愉快的焊接完成后，PP都没来及拍一张，准备联机调试。怎么也不行，悲剧的发现把单片机的原理图弄错了，本来是VCC的脚现在成了I/O，GND啥的完全都TM错掉了
尝试飞线吧，换了DIP的芯片，用了2个多小时才弄完，终于能成功的下载程序了。
可是怎么也点不亮数码管，又浪费了一个多小时才找到问题所在，是因为图省事把ULN2003的上拉电阻省掉惹出来的，强推模式终于点亮。
又发现DS3231的读写也不正常，还是发现是上拉电阻的问题。时钟终于能正常的走动了。又TM发现问题，显示1和8时的亮度明显的不一样，不管了，点根烟准备睡觉，此时已经凌晨2点多了，。

第二天单位值班，事不多重新画吧。把省掉的上拉电阻统统加上，单片机的原理图改好，再次转印、腐蚀、打孔

点亮后发现亮度不均匀的问题再次出现，怎么也找不到问题所在，每段都有限流电阻，电流也不太，硬件应该没有问题吧。
试着祭出前些日子入手的逻辑分板仪来抓下波形

头一次用也看不太懂，但是看起来位驱动的波形也没有问题啊。

躺在床上睡不着，百思不得骑姐啊。
突然福至心灵，想到是三极管的封装问题，把E和C弄错了。连忙爬起来，果然是这样子，亮度不均是CE颠倒后电流不足造成的。再次飞线后终于搞定了。
顺便试了下强推模式可以完全省掉上拉电阻，就把那难看的排阻拆了下来。把程序调试好，终于实现了所有预计的功能。

可是生活就是一个悲剧接另一个悲剧，按键又不管用了，反复测试是IO挂了，可能是12V的鳄鱼夹误碰了也说不定，只好又一次飞线。完全OK

手头没有这么大的茶色亚克力板，只好用一片透明的贴了一层车膜用来滤光增加可读性，双面胶固定

一些细节

三极管的飞线用胶带遮挡一下。PCB涂上一层松香酒精防腐败

投入使用

DIY了这么多东东，这么些年，唯一一次得到了老婆大人的肯定。

aqxgm · 发表于 2019-3-21 18:12:11

PCB和源程序有需要可以发站短或QQ给我，都是烂大街坛友们玩剩的，就不上传了
3/25 上传了PCB和C程序
链接: https://pan.baidu.com/s/1cQmOG3L9d5SSj3X4yef7KQ 提取码: et6p

PS:
BUG没有修改，SW1要改到P4.4，4只三极管要反转CE，上拉电阻可以省掉

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