基于STC15w408AS的电子时钟的设计

在前段时间小代在头条上发过一篇叫《如何用单片机设计一款电子产品》，里面提到我们以一个DIY电子时钟为例来讲解，今天我们就来详细的说说的这DIY电子时钟的制作。

一、需求分析

之前就已经说了，我们设计了一下的三个功能。能显示时间+日期+温度；能自动调节亮度；能调节时间+闹铃。

1、一个时钟能显示年月日，时分秒，温度；

2、能调整时间，具有闹钟功能，具有按键音；

3、亮度能随环境光照自动调节；

二、原理及电路设计

有了需求后，我们就根据需求选择元件，单片机我们选择STC15w408AS，此单片机内部集成了高精度的RC振荡电路和高可靠的复位电路，直接外部晶振和复位电路都可以省去，芯片接通电源后就可以直接工作； 单片机自带ADC转换，为测温和数码管亮度调节准备；显示部分就用简单的共阴数码管驱动；要实现调整时间，所以还需要按键；要有闹钟就还需要有发声元件，这里我们用简单的有源蜂鸣器；时钟的来源我们用DS1302时钟芯片产生，测温用的是热敏电阻，还需要一个光敏电阻来采光，实现数码管亮度岁环境光照的变化。

有了以上的主要元件，还需要一些辅助的元件来完成整个设计，比如电源部分我们要考虑接口问题，本样板我们采用的是DC1.2芯的电源插座，电源接了100u和104的两个电容做电源滤波用，数码管采用三极管8050控制阴极的位选通，蜂鸣器也是采用8050三极管做开关用。具体电路原理图如下图所示：

以上电路我们采用Protel 99软件设计，这个版本是比较老的了，但是对于初学者来说还是很实用，一般的电路板都能完成。有了电路原理图后我们之间从软件转到PCB图中，摆放好元件后，就可以布线了，注意，布线不要采用自动布线，自动布线的板子基本用不了，如果你懒得自己布线，可以先自动，再手动修改。以下是我们设计完整后的截图：

为了增加板子的强度和导电性能，我们在顶层和底层都做了电源地（GND）的敷铜，上图中看到红色的部分就是顶层的敷铜层。以下是软件3D建模出来的样子：

三、样板测试

全部设计完后，在次检查有没有错误，无误后就可以找厂家做样板了，现在真个行业都在大减价，每家都能在线自动计算价格，可以多比较计价，一般的样板50元还包邮呢。提醒下大家啊，没必要到淘宝上找人做，直接自己找厂家。打样时间3-4天，快递3-4天，一周时间就过去了，等了一周，心痒痒啊。收到板子后大家肯定都是激动的，那就开始测试吧。

开箱先检查板子外观、丝印等直观的有没有问题（一般都没问题的，除非小作坊的板）；然后测试电源VCC和GND直接有没有连接，理论上电阻是无穷大。这些都没问题后就准备元件焊接吧，焊接时一般的顺序是：先矮后高。怎么说，就是元件在板子上的高度，现在从最矮的开始焊接，再焊接中等高度的，最后焊接最高的元件。焊接之前来张全家福吧。

四、程序设计及测试

程序设计说白了就是编程，我们先写个测试程序进去，测试下各个部分有没有问题，能不能工作。现在写入的程序是单片机读取DS1302时钟数据，在数码管上显示时间，秒显示采用定时，每秒点亮200ms,同时蜂鸣器每秒响一次。光敏、热敏以及按键都是比较简单的电路，一般都没问题，暂时没测试。编程完成后烧写进单片机。运行效果如下：数码管照片看着不清晰，等调试完了后加个什么滤光片试试。

运行程序能看到数码管显示正常，蜂鸣器响声正常，测试完成。后续我们跟着测试和完善整个DIY电子时钟的程序。