原標題：基于單片機實現電子時鐘制作方案

基于STC15W408AS單片機+DS1302時鐘芯片+8050三極管實現電子時鐘制作方案

一、引言

電子時鐘作為現代生活中常見的設備，以其高精度、多功能和便攜性受到廣泛歡迎。本文將詳細介紹一種基于STC15W408AS單片機、DS1302時鐘芯片和8050三極管的電子時鐘制作方案。通過這一方案，我們將實現一個能夠顯示時間、日期、溫度，自動調節亮度，并具有調節時間和鬧鐘功能的電子時鐘。

二、主控芯片介紹及作用

1. STC15W408AS單片機

型號及命名規則

STC15W408AS是STC公司推出的一款高性能單片機，其命名規則反映了其關鍵特性。例如，STC15W408AS-35I-SOP20中的各個部分含義如下：

• STC15W408AS：表示STC公司的15系列單片機，W表示寬電壓，408表示程序空間大小為8K字節，AS表示工業級芯片。

• 35I：表示工作頻率為35MHz，I表示內部集成高精度RC振蕩電路。

• SOP20：表示封裝類型為SOP貼片封裝，管腳數為20。

主要特性及在設計中的作用

STC15W408AS單片機具有以下主要特性：

• 高性能：采用1T 8051內核，同樣工作頻率下速度是普通8051的8~12倍。

• 寬電壓范圍：工作電壓為5.5V~2.5V，適用于多種電源環境。

• 豐富的資源：具有512字節SRAM，8K程序空間，1組高速異步串行通信端口UART及SPI，內部EEPROM，A/D轉換，CCP/PCA/PWM功能。

• 高精度RC振蕩電路：內置高精度RC振蕩電路和高可靠的復位電路，省去外部晶振和復位電路。

• 工業級芯片：工作溫度范圍為-40℃~85℃，適用于多種工業環境。

在電子時鐘設計中，STC15W408AS單片機作為核心控制器，負責整個系統的數據處理和邏輯控制。它讀取DS1302時鐘芯片的時間數據，并通過數碼管顯示出來。同時，它還處理按鍵輸入，用于調節時間和設置鬧鐘。此外，單片機還通過A/D轉換讀取熱敏電阻的溫度數據，并控制數碼管的亮度調節。

2. DS1302時鐘芯片

主要特性

DS1302時鐘芯片是由美國DALLAS公司推出的一款低功耗實時時鐘芯片，具有以下主要特性：

• 高精度：計時準確，提供年、月、日、周、時、分、秒等信息，并具備閏年補償功能。

• 低功耗：工作電壓在2.0V至5.5V范圍內，功耗極低，適合長時間運行的設備。

• 掉電保護：內置備用電源引腳，在主電源關閉的情況下，通過后備電源保持時鐘的連續運行。

• 串行I/O通信：采用串行I/O通信方式，節省IO口的使用。

在設計中的作用

在電子時鐘設計中，DS1302時鐘芯片作為時間源，提供高精度的時間信息。單片機通過I2C接口與DS1302進行通信，實現時間的讀取和設置。DS1302的高精度和低功耗特性保證了電子時鐘的穩定性和可靠性。

三、元件選擇與電路設計

1. 顯示部分

數碼管

采用簡單的共陰數碼管驅動，用于顯示時間、日期和溫度等信息。數碼管的位選通通過三極管8050控制。

8050三極管

8050是一種常用的NPN型硅材料三極管，具有以下主要參數：

• 耗散功率：1W（TA=25℃）

• 集電極電流：1.5A

• 集電極-基極電壓：40V

• 集電極-發射極擊穿電壓：25V

• 特征頻率fT：最小100MHZ，典型190MHZ

• 放大倍數：按三極管后綴號分為B、C、D檔，放大倍數分別為85-160、120-200、160-300

在電路中，8050三極管用于控制數碼管的位選通和蜂鳴器的開關。其高電流驅動能力和穩定的性能保證了數碼管顯示的清晰度和蜂鳴器響聲的正常。

2. 按鍵模塊

設計一組按鍵用于調整時間和設置鬧鐘。按鍵模塊通過GPIO接口與STC15W408AS單片機連接，實現按鍵信號的輸入和識別。

3. 測溫模塊

測溫采用熱敏電阻，通過STC15W408AS單片機的A/D轉換功能讀取溫度數據。熱敏電阻的阻值隨溫度變化而變化，單片機通過測量其阻值計算出溫度值。

4. 亮度調節模塊

亮度調節采用光敏電阻，通過測量環境光照強度來調節數碼管的亮度。光敏電阻的阻值隨光照強度變化而變化，單片機通過測量其阻值來控制數碼管的亮度。

5. 電源部分

采用DC1.2芯的電源插座，電源接了100u和104的兩個電容做電源濾波用，以保證電路的穩定運行。

6. 電路設計軟件與布線

采用Protel 99軟件進行電路設計。該軟件雖然版本較老，但對于初學者來說仍然很實用，能夠完成一般的電路板設計。在有了電路原理圖后，從軟件轉到PCB圖中，擺放好元件后，進行布線。布線時注意不要采用自動布線，因為自動布線的板子基本用不了。可以先自動布線，再手動修改。為了增加板子的強度和導電性能，在頂層和底層都做了電源地（GND）的敷銅。

四、程序設計

程序設計主要是編寫單片機程序，實現各個模塊的功能。程序的主要流程如下：

1. 初始化串口、DS1302時鐘芯片和按鍵模塊等。

2. 讀取DS1302時鐘芯片的時間數據，并在數碼管上顯示。

3. 處理按鍵輸入，用于調節時間和設置鬧鐘。

4. 讀取熱敏電阻的阻值，計算溫度值，并在數碼管上顯示。

5. 讀取光敏電阻的阻值，根據環境光照強度調節數碼管的亮度。

程序編寫完成后，燒寫進STC15W408AS單片機。運行程序，能夠看到數碼管顯示正常，蜂鳴器響聲正常，測試完成。后續可以根據需要進行測試和完善整個DIY電子時鐘的程序。

五、總結與展望

通過本文的介紹，我們詳細了解了基于STC15W408AS單片機、DS1302時鐘芯片和8050三極管的電子時鐘制作方案。該方案實現了顯示時間、日期、溫度，自動調節亮度，調節時間和鬧鐘功能等多種功能。STC15W408AS單片機作為核心控制器，提供了高性能和低功耗的特性；DS1302時鐘芯片作為時間源，保證了時間的高精度和低功耗；8050三極管則用于控制數碼管的位選通和蜂鳴器的開關。

未來，我們可以進一步優化該方案，例如增加更多的功能（如秒表、倒計時等），提高電路的穩定性和可靠性，以及優化程序設計，提高代碼的可讀性和可維護性。同時，也可以考慮將該方案應用于其他領域，如智能家居、工業自動化等，為人們的生活和工作帶來更多的便利和效率。