轻松制作一个高颜值时钟

目录:工程描述、软件设计、系统总框架、硬件说明、实物图、电路图、“辉光管”科普


工程描述

这是一款基于物联 的辉光管时钟系统,可以显示时间,日期,天气,环境湿度。

其中:

  1. IN14辉光管显示时间信息

2.TFT彩屏显示实时温湿度、日期、天气

3.涂鸦IOT的WiFi模组在线获取实时时间、天气

4.SHT30读取环境温湿度。

软件设计


如上方代码所示,系统工作分三部分,分别是:

1.主循环

在主循环中处理涂鸦模组串口接收到的数据;

2.20ms定时器2

定时器2中执行要求速度快且不易堵塞的函数,如按键、控制及辉光管刷新函数;

3.100ms定时器3

定时器3中执行速度不需要那么快,但有像刷屏的函数,会短时间堵塞。

所以在优先级上定时器2>定时器3>主循环。

对于各函数是如何完成相应工作,可以下载代码工程附件来看,注释很清楚。

附件:
https://oshwhub.com/mmjx/ji-yu-wu-lian-wang-de-hui-guang-#P4

系统总框架

本次设计的原理是:

1.单片机通过涂鸦模组(WIFI模块)连接wifi获取本地的天气信息,并用来校准系统时钟

2.通过温湿度芯片SHT30获取周围环境的温度和湿度,并通过涂鸦模组上传至服务器。

3.单片机处理内部RTC时钟产生的时间信息,通过驱动芯片HV57708点亮辉光管显示时间信息。

4.由一个1.3寸lcd彩屏显示天气信息以及设置等人机界面,并由三个触摸按键控制。

硬件说明

1.主控芯片

选用意法半导体的STM32F103CBT6作为主控芯片。

最初设计选用C8T6,后面由于字模、图片参数过多超过64k后改用CBT6,两款芯片除内存大小外没有任何区别

实际上内存也是一样的,只不过C8T6在出厂时后64k没有检测可能会出现问题。

实测可直接使用C8T6可以直接在KEIL中使用STlink下载并正常工作。

2.驱动电路

辉光管驱动芯片选用的是HV57708。

HV57708是一款可以承受高电压的串行输入转并行输出的驱动芯片,可完成4路输入转64路输出的功能。

已知HV57708电压最高支持90V,而辉光管维持最小电压要145V。

这里使用一个75V的稳压二极管给HV57708输入一个75V的电压。

当HV57708输出高电平75V时,辉光管管脚与阳极间电压为不到100V不能启辉。

当HV57708输出低电平0V时,辉光管管脚与阳极间电压为170V,辉光管点亮。

3.电源模块

电源来自一个12V的电源适配器。

为满足其他器件使用,将12V使用DCDC芯片LM2596S-5.0稳压至5V再使用AMS1117稳压至3.3V,将12V使用MAX1771升压至170V

4.WIFI模组

WIFI模组使用涂鸦智能IOT的wb3s模组,使用UART连接至单片机。

5.温湿度模块

温湿度模块采用sht30.使用IIC与单片机连接。

6.EEPROM

由于一些数据需要断电保存,所以该项目中使用AT24C02通过IIC与单片机连接存储数据。

实物图

显示天气

配置界面

设计图

电源板原理图

屏幕与触摸按键板原理图

主控板原理图

主控板原理图

主控板原理图

电源板PCB

屏幕与触摸按键板PCB

主控板PCB

关于辉光管

在上个世纪50年代,辉光管风靡一时,市面上所有带数字与符 显示的电子设备中你都能看辉光管,比如电梯,计时器……

辉光管,亦称“冷阴极离子管”或“冷阴极充气管”,是一种利用气体辉光放电原理而工作的离子管。

辉光的颜色决定了管内所充气体的成分,如:氖显红色,氩显浅紫色,汞显淡蓝色,氦显粉红色等。

市面上常见的辉光放电管有——氖管、稳压管等……也就是本次工程使用的IN14辉光管啦!

然而随着更耐用更方便的发光二极管、真空荧光显示器、LED显示器的出现,辉光管也成了时代的眼泪。

现在,辉光管虽是小众市场,但凭借其“高颜值”属性,价格倒是不降反增……

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