STC8H4K64TL+RX8025T实现的数码管时钟制作（增加ESP01/WIFI对时）

mmxx2015

主控：STC8H4K64TL LQFP48
计时：RX-8025T（主） + STC8H4K64TL内部RTC（辅）
温湿度测量：SHT35
环境光照测量：GL5516光敏电阻（亮电阻5~10KΩ，暗电阻200KΩ）
显示：
数码管、LED均使用共阴驱动方式。
（1）1个4位带时钟点0.8寸数码管+1个2位0.4寸数码管显示时间（小时+分钟+秒）
（2）1个1位0.8寸数码管显示星期日（1~7）
（3）1个4位0.8寸数码管分时显示公历日期（月+日）、温度（LED灯指示区分）
（4）1个4位0.8寸数码管分时显示农历日期（月+日）、相对湿度（LED灯指示区分）

4个按键：
（1）减：设置日期、时间时数值短按减1，长按快减1
（2）设置：设置日期、时间时短按切换设置项；闹钟响状态短按停响并延时贪睡时间间隔时间后再响
（3）加：设置日期、时间时数值短按加1，长按快加1；闹钟显示非设置闹钟时间状态短按切换闹钟开/关
（4）功能：切换时间/闹钟时间设置
（5）贪睡延时闹钟中短按任意键取消贪睡闹钟，恢复设置的闹钟

闹钟蜂鸣：一般闹钟蜂鸣驱动信号频率为2KHz，不过，这种共振频率的蜂鸣器几乎都是电磁式的，比较耗电，如果不在乎音色，可以使用常见的4KHz压电式蜂鸣器。
温湿度测量：1分钟的第59秒测量一次。
环境光照测量：约1mS做一次ADC，取128次AD平均值做亮度分级依据，大致分8个等级与STC8H4K64TL的8档LED显示亮度匹配。100mS处理一次亮度，当前亮度等级与目标亮度等级不一致时加/减1档。
公历日期+农历日期/温度+相对湿度切换：5秒切换1次，0~5秒显示公历日期+农历日期，5~10秒显示温度+相对湿度，10~15秒显示公历日期+农历日期 ……

原理图：为减小通过单个COM脚的电流，使用PNP三极管扩流，全显最亮时整机工作电流约120mA；I2C 100pF滤波电容C5、C6仅预留，通讯速率较高时不焊或减小（可同步减小上拉电阻阻值）。


因为LED显示比较耗电，为减少负载变化对ADC的影响，ADC参考电压使用二极管隔离加电容储能稳定，正常显示时两个电压波形对比如下图


RX8025T使用二极管隔离+电容储能供电，实测使用1000uF储能可以维持RX-8025T计时>30分钟。

焊好的板子实物图：因为2个数码管使用立创商城上数码管封装与买的实物电气连接不一致，实际上背面有几根跳线。那个USB口可以模拟USB下载程序，但速度极慢，纯属鸡肋。


显示切换效果（强光照）




低光照调低显示亮度（由于数码管、LED显示变化时会影响环境亮度检测，光敏电阻最好用圆柱形管子罩起来）


原理图、PCB嘉立创EDA工程（原理图和PCB不一致，原理图较新，PCB仅供参考）#24楼有更新#


源程序


（1）程序未开启看门狗，可修改Option.h中的条件编译定义开启看门狗；
（2）为降低I2C通讯速率，程序烧录时选择主频=24MHz。
（3）虽然没有显示年份，但为了正确转换农历、星期日，需要设置年份（长按设置键）。
（4）计时以RX-8025T为主，主控上电时先读取RX-8025T的数据，如果读到预设数据，使用读到的数据并保存到STC8H4K64TL内部RTC，如果超过约5秒没有从RX-8025T读到时间数据，从内部RTC获取时间，如果从RX-8025T读到时间数据，则恢复为使用RX-8025T计时。为简化闹钟处理，闹钟功能使用内部RTC闹钟功能实现。





补充内容 (2025-4-29 11:05):
程序使用了大于31的中断号，如果无法编译，尝试用“拓展Keil的C代码中断号”工具处理一下Keil。

补充内容 (2025-5-1 08:58):
工程设置编译完成后用外挂工具计算目标文件校验和，缺少这个工具时会报错，取消这个设置功能就行。

补充内容 (2025-5-1 08:58):
Options for Target…… -- User -- Run User Programs After Build/Rebuild -- Run #1不打勾

补充内容 (2025-6-29 21:09):
#24楼更新设计，增加Wifi对时功能。

bluenight

谢谢分享，准备抄作业
另外请问：我查了一下规格书，嘉立创0.8寸共阴数码管的段发光二极管是2V（1.8V）的，按您的这个电路，STC8H4K64TL能不能直接驱动 3.6V（就是每段2串发光二极管）的数码管？

     

sadfun

谢谢分享~这个太好了，用来做毕业设计挺好的

慕名而来

恭喜楼主大作竣工，效果真的很漂亮，看来楼主最终选用了SHT35温湿度传感器了，我这两天正在调试SHT40（RMB6.2的小模块），与小米的小温湿度计比较感觉这货温度没毛病湿度高了约3个字。

慕名而来

bluenight 发表于 2025-4-10 16:12
谢谢分享，准备抄作业
另外请问：我查了一下规格书，嘉立创0.8寸共阴数码管的段发光二极管是2V（1. ...

有一个简单方法不知道是否可以，就是另外加一个合适电压的电源、正极接主回路GND负极取代各个COM驱动管的接地端。

mmxx2015

bluenight 发表于 2025-4-10 16:12
谢谢分享，准备抄作业
另外请问：我查了一下规格书，嘉立创0.8寸共阴数码管的段发光二极管是2V（1. ...

我在立创搜到的0.8寸的数码管都是不带时钟点的，我买的带时钟点的数码管是14脚的，4个小数点、中间“：”都可以点亮，但是，除了中间的“：”，其它小数点是不需要点亮的，X宝上有12脚的时钟点数码管，一般只有中间的“：”可以点亮，这种布线比较方便。
显示SEG都要串电阻的，可以串100~510Ω，电流大就串大些，电流大，SEG、COM引脚压降增大，芯片内部发热量也大，因为16个SEG同时点亮时COM电流比较大，所以，我用三极管扩流，最好SEG也外部扩流，以满足STC推荐的流过VDD的电流不超过70mA。

mmxx2015

慕名而来 发表于 2025-4-10 18:16
恭喜楼主大作竣工，效果真的很漂亮，看来楼主最终选用了SHT35温湿度传感器了，我这两天正在调试SHT40（RMB6 ...

因为SHT35可以5V工作，手上刚好剩一个，所以，就用它。

bluenight

mmxx2015 发表于 2025-4-10 20:13
因为SHT35可以5V工作，手上刚好剩一个，所以，就用它。

SHT35价格有点高，在不考虑精度和测温范围的前提下，可不可以直接用SHT30或者SHT31代换？

mmxx2015

bluenight 发表于 2025-4-10 23:02
SHT35价格有点高，在不考虑精度和测温范围的前提下，可不可以直接用SHT30或者SHT31代换？ ...

可以，SHT3x系列供电电压范围一样，程序通用。建议使用SHT3x-DIS-F2.5KS带防尘膜的型号，虽然贵几块钱，但是，不带膜的型号加一个防尘罩，那个罩子也要几块钱，还要在PCB上开孔卡住。

我经常买传感器的x宝商家SHT35-DIS-F2.5KS 23块，SHT30-DIS-F2.5KS 12块8，如果对自己焊工没信心买成品模块就贵一些。

bluenight

mmxx2015 发表于 2025-4-10 20:11
我在立创搜到的0.8寸的数码管都是不带时钟点的，我买的带时钟点的数码管是14脚的，4个小数点、中间“：” ...

原理图上时分的4位数码管用的是14脚的，PCB上用的是12脚的。如果用12脚的4位数码管，连接是否按PCB？原程序是否适用？谢谢！

mmxx2015

bluenight 发表于 2025-4-10 23:23
原理图上时分的4位数码管用的是14脚的，PCB上用的是12脚的。如果用12脚的4位数码管，连接是否按PCB？原程 ...

前面已经说过了，因为使用的封装是12脚的，买的数码管是14脚的，还有那个2位数码管封装也不匹配，原理图和PCB对应不同的电气连接，程序一样。
如果你能买到PCB上那种数码管，我可以调整程序匹配，如果你买的数码管和我用的一样，要么修改PCB，要么飞5根线（可以在底部飞线）。

bluenight

mmxx2015 发表于 2025-4-10 23:30
前面已经说过了，因为使用的封装是12脚的，买的数码管是14脚的，还有那个2位数码管封装也不匹配，原理图 ...

谢谢答复和指点，我先按原理图自己画一块板抄抄作业，有不明白的地方再请教

mmxx2015

bluenight 发表于 2025-4-10 23:59
谢谢答复和指点，我先按原理图自己画一块板抄抄作业，有不明白的地方再请教  ...

如果重新画板，建议用这份原理图（已完成布线）：

（1）增加一个ESP-01 WIFI模块用于WIFI对时。
（2）增加2个LED，一个用于12小时制显示时下午（PM）指示，一个用于开闹钟指示。所有LED建议用方形LED。
（3）如果对亮度要求不高，可以把三极管COM扩流电路去掉，芯片COM直接接数码管、LED COM。
（4）重新画板时，显示前8个SEG、后8个SEG要一起驱动同一个数码管，顺序8个SEG与数码管SEG的连接任意调整，COM任意使用。
（5）I2C、UART可以任选可用引脚使用。
（6）按键、WIFI模块电源控制可以任选可用引脚使用。

示意图

dcc20250209

bluenight 发表于 2025-4-10 16:12
谢谢分享，准备抄作业
另外请问：我查了一下规格书，嘉立创0.8寸共阴数码管的段发光二极管是2V（1. ...

三极管有点多，应该能用TM1639能简化一下电路，5V可以驱动3.6V的1.2寸数码管，我用过。

dcc20250209

正在学习时钟制作，谢谢分享。

mmxx2015

dcc20250209 发表于 2025-4-12 21:44
三极管有点多，应该能用TM1639能简化一下电路，5V可以驱动3.6V的1.2寸数码管，我用过。 ...

这是两种不同的设计，一个只需要填充显示数据到特定RAM就能刷新显示，一个要靠不可硬件控制的通讯接口去控制刷新显示，而且，强干扰下，TMxxxx系列芯片存在显示乱跳问题。加三极管只是为了增加显示亮度而减少通过芯片GND的电流，实际上，就这个应用来说，直驱那么大电流问题也不大。

dcc20250209

mmxx2015 发表于 2025-4-12 22:43
这是两种不同的设计，一个只需要填充显示数据到特定RAM就能刷新显示，一个要靠不可硬件控制的通讯接口去 ...

没错没错。
是我理解错了，TM1639应该不适用这个电路，准备仿制一个，如果芯片不发热就直接用，否则试试能不能用245之类的代替。

bluenight

mmxx2015 发表于 2025-4-11 00:45
如果重新画板，建议用这份原理图（已完成布线）：

（1）增加一个ESP-01 WIFI模块用于WIFI对时。

感谢开源，按这版原理图的话，是否程序也有变动？

mmxx2015

bluenight 发表于 2025-4-14 11:40
感谢开源，按这版原理图的话，是否程序也有变动？

当然需要，你做好板子后我可以按你实际画的板子帮你改一版程序，当然，你也可以自己修改。

bluenight

mmxx2015 发表于 2025-4-14 12:03
当然需要，你做好板子后我可以按你实际画的板子帮你改一版程序，当然，你也可以自己修改。 ...

太感谢了，这两天陆陆续续的在买零件，各家的数码管引脚规格不同，我根据实物来画板