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制作mini3216电子时钟(一)
发表日期:2011-03-22 14:04:16 来源: 作者:杜洋 【 】 浏览:22485次 评论:2

 

 

       

 

 

 

               

精简设计

 

有网友问我,为什么我的作品都是电子钟。这真是个好问题,我从来没有想过我为什么这么喜欢制作电子时钟,也许我是一个电子时钟爱好者,也许是水平不足做不了别的东西,或者是一些别的原因。但不管怎样,总是制作电子钟确实有些腻了。为了证明一下我不只是会做电子钟,于是我做出了一个非常艰难的决定,自mini3216之后,我不再设计并制作电子时钟了。Mini3216便成为我的时钟终结作品,把我最大的设计能力、最高的技术水平、最严格的美观要求都倾注其中,力求制作一款最高水准的电子时钟。

 

Mini1608时钟、FT4未来时钟都曾是我的旗舰作品,它们都有自己独特的精简与创新之处。Mini3216作为最后的时钟,自然把精简设计和创新技术做到了我的能力极限。Mini3216有一块32×16的LED点阵屏幕,所有元器件都采用PCB表面贴装,并把它们都放在LED屏幕和PCB之间,外观上看不到任何芯片和电阻,在保证了整体美观的同时,又让整体厚度做到只有LED屏模块加PCB那么薄。从时钟性能上看,mini3216没有采用单片机制作常用的DS1302时钟芯片,因为DS1302芯片需要外接晶振,时钟精度不高。而是采用了一款内置晶振的时钟芯片,精准程度可以达到走时1年的误差在1分钟以内。用户操作方面,没有采用普通的微动开关作为设置按键,而是改用我之前研发的电容式触摸按键,保证轻薄美观,又带来时钟操作的新体验。时钟显示方面我也下了不少功夫,除了自主设计的时钟字体外,流动显示信息的方式也让我耗了不少精力。正常状态下,时间和温度信息交替显示,每30秒钟显示一次日期信息(包括月、日、星期、节日)。所有信息的切换都是流动动画方式的,不会给你“突然”的感觉。触摸菜单按键进入时钟设置界面,时钟设置的方法也独有新意,所有设置内容都是流动显示设置的,操作简单,一看就会。时钟的操作和外观一样简洁,没有花哨的功能,没有繁杂的操作。Mini3216电子时钟带给你更多的是实用和品位。

 

LED屏驱动方面更是mini3216的一大突破之处。传统的51单片机驱动32×16阵列的LED屏幕时都需要使用行驱动(或列驱动)芯片。32个I/O接口直接驱动点阵屏的像素极限是16×16,而mini3216电子时钟却可以让32个I/O接口直接驱动32×16的点阵LED屏幕成为可能(如图1所示)。这是mini3216最大的技术亮点,后面的文章里我将向大家介绍这一魔术般的驱动方式是如何实现的。现在先让我们保留这份对创新事物的热情与好奇心,进入到mini3216的制作流程。通过丰富、直观的制作图解,轻松完成这一超酷炫的电子时钟吧(Mini3216显示效果视频:http://v.youku.com/v_show/id_XMjE3MjYxMDc2.html)。

 

功能介绍:

超薄设计,整机厚度只有一片PCB加上LED屏的厚度(如图2所示)

单片机直接驱动所有LED屏,电路DIY制作简单,无需驱动芯片

公历及农历的重要节日提醒功能

4键全电容触摸式按键

32×16LED点阵屏显示,全中文界面

DYS8100高精准时钟芯片,一年内误差小于1分钟

早8点到晚8点整点报时功能

流动、渐变亮度式显示切换,精致UI设计

亮黑色镀金电路板,长久使用不褪色(如图3所示)

超薄多功能连接排线,如无线般美观

图1  单片机直接驱动32×16阵列的LED屏幕,电路DIY制作简单,无需驱动芯片

图2  整机厚度只有一片PCB加上LED屏的厚度

 

 

 

 

图3  亮黑色镀金电路板,长久使用不褪色,4键全电容触摸式按键

制作过程

因为mini3216全部采用的是贴片元器件,所以制作时需要各位大侠有一定的焊接水平,至少有过焊接贴片元器件的经验。当然你也可以在没有经验的情况下焊接,但是拿这么精致的套件来练手,好像有点可惜哦。我为了追求工艺上的完美,在制作细节上也下了功夫,下面的制作过程是很规范的细节,不按规范制作,可能会影响美观。

 

制作所需元器件

第1步:焊接单片机

Mini3216选用的单片机型号是STC公司的12C5A60S2,封装是LQFP48,这是目前STC单片机中体积最小、I/O接口最多的单片机之一,正是用了它才达到了mini3216的诸多功能。LQFP48封装只有小指甲盖大小,焊接起来并不容易,除了有实足耐心之外,焊接的方法也很重要,如图4所示。大家可以在网上搜索“LQFP48的焊接方法”,将可以得到如何焊接此封装的教学视频。

 

 

 

图4  单片机焊接前后第2步:焊盘挂锡

第2步:焊盘挂锡

单片机焊好后,余下的元器件就好焊的多了。为了更方便的焊接,我们先把所有要焊的元器件焊盘中的其中一个焊盘加锡。这样做的好处是当我们焊接元器件时,只要左手把元器件放好,右手拿烙铁把焊盘上的锡熔化,之后这个元器件就被固定住了,然后再来调整位置或者焊接其他焊盘时就容易许多了,如图5所示当然,如果你有更好的方法,可以不用我的方法。青菜、胡萝卜各有所爱,谁让今年是兔年呢。

图5  在元器件焊盘中的其中一个焊盘加锡

第3步:焊接排孔

使用军用级排孔是为了方便取下LED屏模块,因为mini3216的所有元器件都是藏在LED屏模块与PCB之间,那么一但电路出现问题,我们就可以取下LED屏模块来修理了。我们只要把军品排孔焊在PCB上,LED屏模块插接在排孔中就行了。注意哦,我们购买的军品排孔每排是40PIN的,需要把它拆成8PIN的(图6),然后把排孔针脚最细的部分剪掉2/3,目的是为了让针脚不从PCB的背面穿出来,以防影响美观。随后把所有排孔放到PCB上,先只把每一段排孔的其中一个针脚加锡焊接,其他针脚暂时不管(图7)。等所有排孔都焊好之后,再仔细、认真地边用烙铁熔化锡边调整一下排孔的位置,一定要保证与PCB的平面垂直。调整完成后再把各段排孔的其他针脚焊接好。这一步的工作非常关键,如果排孔没有和PCB垂直,制作到最后就会发现LED屏模块不能插入到排孔里,到那时再想调整就困难了。

 

 

图6  把排孔拆成5段并剪短针脚

 

 

 

图7  把排孔竖直焊接在PCB上

 

第4步:焊接时钟电路

时钟芯片和备用电池电路的焊接并不难,方法与焊接单片机的方法大同小异。只要注意

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Tags:《无线电》 杂志 制作 责任编辑:zhangxiao
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