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又做了个数字钟~

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ID:71235 发表于 2014-12-27 21:02 | 显示全部楼层 |阅读模式
         这次是个液晶数字钟,数字显示大小不比早先的LED数字钟小,起因还是因为在淘宝上看到这么个可以做数字钟的液晶屏~~,还是拖了很久的一个东西,早在1月份就开始动手了,直到10月国庆长假,才狠狠心,发了个毒誓,发誓要在这个月基本把它解决掉。
        先说这个屏吧,看样子是某个健身机器上的显示屏,有体重,心跳,时间等等显示内容,跟巴掌差不多大,规划是下面大数字用来显示时间,上面左边小数字显示温度,带一位小数点,右边只有两位,没有带小数点,用来显示湿度值正好,比较湿度显示再多的位数也没用,精度摆在那儿的。
        显示内容确定了,功能也就确定了,就是带温湿度显示的数字钟。当时脑袋一热,放弃使用早已熟透的DS1302,打算改用DS1307,这种IIC接口的日历芯片,事实证明,真的是个大错误,为什么?因为这个芯片只支持5v的电压,这意味着,我不能直接使用锂电供电,还得升压到5v才行,等发现时有点晚了,好在这个液晶屏也是个5v的,想想就算了,就这么搞下去吧。既然要升压,又要锂电供电,打算试试自己搭建充电电路和升压电路,前些年用锂电的时候,都是买的成品电路板,自从上次做了个太阳能充电的户外灯后,就打算以后都自己搞电路了,充电管理芯片选的是 TP4054,升压电路其实手里早就买了,就是没机会用,它是BL8053。上一个LED数字钟使用了高大上的GPS无线校时,这回打算试试串口校时,同样也打算自己搭建电路,而不是买成品板,鬼使神差的选择了PL2303这个USB转串口芯片,后来在设计电路的时候才发现,这个芯片的外围有多麻烦了,好在串口校时并不是必须的,即使失败了也无所谓了,就这么着吧。温湿度芯片自然还是SHT10,主控还是M8。以上这些个芯片都是贴片版的,决定这次要大量使用贴片元件了。既然要充电和串口通讯,用USB接口是最自然不过的了,在用minUSB还是mircoUSB上由于了一阵子,最后决定用更小更通用的mircoUSB,也算是自我挑战吧。
        从1月份开始搞起,调试DS1307就花了很久的时间,做出了这么个原型:
        看到乱作一团的线路,把我的心情搞坏了,竟然就此搁下,搞起了别的,这一搁就是10个月,直到上个月底,才耐住性子开始画PCB,也不管线路是否完全正确,电路有没有经过验证,反正能开始做就行了 ,9月底的某天做出了PCB成品:
           可能是选择的1.6mm的板子,铜箔也要厚点,不多的腐蚀量用了1个小时,以至于某些线不是那么完美了,断线都出来了,好在问题不大,修补修补就成。

          10月5号,金鸡山回来第二天早上,开始动手了。 先从电源部分开始,焊接mircoUSB,成功,TP4054,BL8530,都没啥问题,接上电池就能启动充电了,升压貌似也不对,电压没升起来,一检查,原来BL8530还有不同的电压等级的,我焊上去的是3.3v的,自然是失败了,好在手里也有5v的,换上后成功输出5v电压。接下来是焊上M8,发现一通电,电压就降到了4.5v了,一摸BL8530,滚烫的,难道是升带负载能力不行?可手册上说可以输出50ma的啊,最后发现是电路板上的电感焊盘太小,焊上电感后,电感引脚就和边上的敷铜短路了,造成电感失效。剜掉一部分敷铜后,成功。接着是根据新的电路修改了程序,成功点亮LCD。再焊上DS1307,发现程序一运行就死机了,显然是IIC读取失败了,检查程序的注解,其实已经说清楚了,设计PCB的时候没去看,就是要对SCL,SDA进行上拉,然后就是焊上俩上拉电阻,成功运行。再下来是SHT10,这次的问题也是没有对DATA进行上拉,修补了也就成功了。就这样磕磕绊绊,到晚上的时候也就能全功能运行了。
          调通了程序和硬件,接下来要关注的是数字钟的一个大问题,就是低功耗。一个拖着电源的数字钟是不受人欢迎的,上一个太阳能供电的LED钟另当别论。测试发现电池供电电流达到了15ma,也就是说,一节2000mah的锂电,只能用200来小时,也就是不到10天的时间,这绝对是不行的,折腾到了半夜0点,才马马虎虎解决了部分的问题,就是说使用5v电源是低功耗的大敌,当初选择使用5v就得接收现在的现实了,3.3v,1m频率运行下空闲模式就已经达到1ma的电流,更别说5v全速运行了,加上升压转换的效率损失,只能在程序上想办法,最后是把所有未用的IO全设成了输入上拉模式,成功使电流下降到了4.5ma,运行时间长了好几倍,当然离我设想的不到1ma的目标有点遥远了。
         10月6日,只剩下串口模块没有做好,早上鼓足劲头,电路都检查了,直接把芯片和外围焊上了,可惜不成啊,因为用的是贴片的晶振,设计PCB的时候有点想当然了,没有找相关资料,造成PCB无法更正,只好找了个直插的12m晶振代替,插入USB后,电脑竟然提示找到硬件,并安装好了驱动!,离成功一步之遥,最后还是发现了,M8和PL2303的串口线没有交叉,通讯失败。用线重新连接后,电脑校时成功。






         到目前为止,算是80%的完成量,它还有一个小睡的按钮,还有一个高大上的亚克力拼插外壳!工程休眠期间,我其实做了另外一件事情,就是边学边用solidwork设计3d的外壳效果:

最终完成的时候,大概就会是这个样子~~~

既然调试过程发现了这么多的错误,修改PCB设计就是不可避免的,谁叫我买了3块液晶屏呢~







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