讯享网

 <tbody> <tr> <td id="artContent" style="max-width: 656px;"> <div style="width: 656px; margin: 0; padding: 0; height: 0;"></div> <p><br></p><p><br></p><p>(P0口内部无上拉电阻作为I/O口使用时必须外接4.7K~10K的上拉电阻P0是一个8位准双向口)</p><p><br></p><p>我花<strong>60元</strong>自制了一个电子时钟！特别简单！</p><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_1_.jpeg' src="http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_1_.jpeg"></div><p>主控使用【STC89C52RC单片机】设计，电路采用<strong>四层板设计</strong>，是一个<strong>非常简单的四层板设计案例</strong>。</p><p>硬件说明，<strong>硬件原理</strong>，原理图设计教程，PCB<strong>设计教程</strong>、电路焊接与调试、软件调试教程、电路源文件分享</p><p>电子时钟主要由这<strong>5个部分</strong>组成：</p><p><strong>主控单片机：</strong>使用STC89C52RC。</p><p><strong>电源输入：</strong>使用5V，采用TYPE-C接口</p><p><strong>程序下载：</strong>预留出1x4Pin的2.54mm间距焊盘接口</p><p><strong>按键：</strong>使用6*6*6mm的贴片封装。</p><p><strong>数码管：</strong>显示时间。</p><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_2_.png' src="http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_2_.png"><p>图2-1 数码管电子时钟系统框图</p></div><p>那么时钟的电路如何设计？原理是什么？我们依然分为5个部分，分别讲解一下：</p><p><strong>1.电源电路</strong></p><p>电源部分主要是<strong>Type-C母座</strong>作为<strong>电源输入口</strong>。SW1是拨动开关，C1/C2作为电源滤波电容。<strong>接通TYPE-C，拨动SW1开关</strong>，给整个板子供电。</p><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_3_.png' src="http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_3_.png"><p>图3-1 电源输入电路</p></div><p><strong>2.单片机最小系统电路</strong></p><p>主控单片机使用的是STC89C52RC（LQFP-44封装）。</p><p>STC89C52的<strong>P0口</strong>（30至37引脚）<strong>比较特殊</strong>，当P0口作为输入/输出口时，P0是一个<strong>8位准双向口</strong>，上电复位后处于<strong>开漏模式</strong>。</p><p><strong>P0</strong>口内部无上拉电阻，所以<strong>作为I/O口使用时必须外接4.7K~10K的上拉电阻</strong>。</p><p>当P0口<strong>作为地址/数据复用总线使用</strong>时，时低8位地址线[A0~A7]，数据线的[D0~D7]，此时<strong>无需外接上拉电阻</strong>。</p><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_4_.png' src="http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_4_.png"><p>图3-2 STC89C52RC最小系统电路</p></div><p><strong>3.程序下载电路</strong></p><p>程序下载使用<strong>USB-TTL</strong>工具进行。</p><p>需要提前预留出1x4Pin的2.54mm间距焊盘接口，更要简易无累赘器件。</p><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_5_.jpeg' src="http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_5_.jpeg"><p>图3-3 程序下载电路</p></div><p><strong>4.数码管显示电路</strong></p><p>6个数码管组成显示电路，直接<strong>与单片机的一组I/O口相连</strong>，三极管起<strong>驱动位选</strong>作用，<strong>利用</strong>数码管的<strong>dp管段圆点</strong>来<strong>实现</strong>时钟的<strong>时分秒</strong>的中间的间隔<strong>显示</strong>，实现时间的24小时动态显示。</p><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_6_.png' src="http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_6_.png"><p>图3-4 数码管显示电路</p></div><p><strong>5.按键电路</strong></p><p>按键实现<strong>时间校准功能</strong>，通过程序的编写，实现时分秒加一校准的效果，<strong>可自行编写</strong>实现其他控制功能效果，使用<strong>3个贴片6*6*6mm</strong>的轻触开关按键。</p><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_7_30369.jpeg' src="http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_7_30369.jpeg"><p>图3-5 按键电路</p></div><p>了解了硬件原理后，原理图设计就简单起来了！这里简单分享一下原理图设计步骤。</p><p><strong>1.新建工程</strong></p><p>①打开嘉立创EDA。</p><p>②创建新工程。</p><p>③命名文件夹为：【单片机】简易数码管电子时钟。</p><p>④将原理图文件命名为：SCH_简易数码管电子时钟。</p><p>⑤最后，根据以下电路进行绘制电路原理图。</p><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_8_.png' src="http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_8_.png"><p>图4-1 SCH_简易数码管电子时钟</p></div><p><strong>2.器件选型</strong></p><p>这个时钟我用嘉立创EDA设计，所有的元器件都可以直接在嘉立创EDA中进行搜索，并直接用在设计中。</p><p>具体的元器件，参考下面的表格：</p><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_9_.png' src="http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_9_.png"><p>DIY物料准备表格</p></div><p>完成原理图设计后，就要进行PCB电路板设计了！创建文件步骤如下：</p><p>①<strong>检查电路与网络连接</strong>正确。</p><p>②点击顶部菜单栏的 “设计 ”→ “转换原理图到PCB”（快捷键为Alt+I）。</p><p>③将PCB文件保存到工程文件中。</p><p>④命名为：PCB_简易数码管电子时钟。</p><p>接下来，再讲解——<strong>边框</strong>、<strong>布局</strong>、<strong>走线</strong>、<strong>覆铜丝印</strong>这<strong>4大设计步骤</strong>和注意事项。</p><p><strong>1.边框设计</strong></p><p>如果你对PCB的形状及边框无特殊要求，一般会设计成矩形、圆形以及正方形，边框<strong>设置步骤如下：</strong></p><ul><li><p>顶部工具菜单栏→点击放置→板框→矩形</p></li><li><p>放置一个长为100mm、宽为32mm、2mm的圆角矩形</p></li></ul><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_10_.png' src="http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_10_.png"><p>图5-1 边框设置设计</p></div><p><strong>2.PCB布局</strong></p><p>绘制完板框后，我们要对元器件进行分类和布局，<strong>节约设计时间</strong>。</p><p>图中有很多按键和对外的接口，这里可以<strong>用布局传递功能</strong>，让电路自动分类。步骤如下：</p><p>①确保PCB工程已保存，并与原理图在同一个文件夹中。</p><p>②框选原理图中的某一电路模块（如：框选按键电路）。</p><p>③点击顶部菜单栏中的 “设计” → “交叉选择”（快捷键为Shift+X）</p><p>④PCB页面对应的<strong>元器件会被选中</strong>，按原理图布局进行摆放。</p><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_11_.png' src="http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif"><p>示范：框选原理图中的某一电路模块</p></div><p>注意！</p><p>所有的器件，请根据<strong>飞线的指引</strong>进行摆放！这样做，是<strong>可以把原理图器件摆放非常整齐</strong>的！</p><p>另外，我再<strong>提供以下几点参考建议</strong>，让布局更轻松：</p><p>①<strong>数码管</strong>一正一反紧挨<strong>放置在顶层</strong>，其他器件放置在底层；</p><p>②<strong>单片机居中</strong>放置在底层背面；</p><p>③<strong>晶振</strong>靠近放置<strong>在单片机附近</strong>，减小干扰；</p><p>④<strong>TYPE-C靠右</strong>侧板边中部摆放；</p><p>⑤开关，按键和烧录接口放置在上方板边；</p><p>⑥数码管驱动电路排列摆放在下方；</p><p>⑦在板边四个角<strong>分别放置M3铜柱孔</strong>，用于固定支撑；</p><p>⑧在布局的过程中请注意接口位置。</p><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_12_.png' src="http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif"><p>图5-2-1 PCB布局参考图-顶层</p></div><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_13_.png' src="http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif"><p>图5-2-2 PCB布局参考图-底层</p></div><p><strong>3.PCB走线</strong></p><p>初步的布局完成后，就要开始走线啦！因为这里的板子尺寸较小，双层走线难度较大，所以要采用四层走线。</p><p>而走线就是在电路板中<strong>按照飞线连接导线</strong>，再将相同的网络连接起来！</p><p>在走线前，先参考下述步骤，<strong>对这4层进行简单的设置</strong>：</p><p>①点击<strong>工具</strong>→<strong>图层管理器</strong>（快捷键为<strong>Ctrl+L</strong>）进行切换设置</p><p>②点击铜箔层下拉选择4</p><p>③内层1类型设置成信号层</p><p>④内层2（GND）设置成内电层，当完整的GND层</p><p>⑤这里还可以修改各图层的颜色。</p><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_14_.jpeg' src="http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif"><p>图5-3 图层管理器</p></div><p>如图所示：顶层走线默认是红色线，底层为蓝色线，内层1为褐色，内层2（GND）为绿色。</p><p><strong>现在，正式开始走线！</strong>以下是<strong>6个走线技巧</strong>：</p><p>①电源线设置为<strong>25mil</strong>，信号线设置为<strong>10mil</strong>宽度；</p><p>②走线<strong>以底层走线为主</strong>，走不通的可以切换到内层1进行连接；</p><p>③走线过程中<strong>优先走直线</strong>，需要拐弯的地方以圆弧拐弯或钝角为主；</p><p>④最后<strong>加上泪滴</strong>，添加丝印标记该按键功能以及接口功能；</p><p>⑤每一层的切换快捷键为：顶层：<strong>T</strong>；底层：<strong>B</strong>；内层1：<strong>1</strong>；内层2：<strong>2</strong>，在右侧图层面板中选择要走线的层；</p><p>⑥点击布线工具栏的单路布线进行连线（快捷键为<strong>W</strong>）。</p><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_15_.png' src="http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif"><p>图5-4-1 PCB走线参考图-顶层</p></div><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_16_.png' src="http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif"><p>图5-4-2 PCB走线参考图-内层1</p></div><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_17_30522.png' src="http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif"><p>图5-4-3 PCB走线参考图-底层</p></div><p><strong>4.覆铜与丝印</strong></p><p>在PCB走线完成后，需要进行覆铜，这可以连接好 GND 网络。</p><p>丝印字符遵循<strong>从上往下</strong>从左到右的原则——对<strong>拨动开关</strong>、<strong>烧录接口</strong>和<strong>按键</strong>等<strong>加上丝印标注</strong>说明。记得在板子空白区域加上工程名称与LOGO注释。</p><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_18_.png' src="http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif"><p>图5-5-1 覆铜与丝印参考图-顶层</p></div><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_19_.png' src="http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif"><p>图5-5-2 覆铜与丝印参考图-内层1</p></div><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_20_.png' src="http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif"><p>图5-5-3 覆铜与丝印参考图-内层2</p></div><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_21_.png' src="http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif"><p>图5-5-4 覆铜与丝印参考图-底层</p></div><p>这里主要讲解<strong>焊接的先后顺序、注意事项</strong>和<strong>硬件调试注意事项</strong>。</p><p><strong>1.器件焊接</strong></p><p>①先焊接TYPE-C接口；</p><p>②焊接STC89C52RC芯片时要注意方向，圆点标识的为1脚，如果芯片上有多个圆点，通常为最小的圆点；</p><p>③然后再焊接三极管、电阻和电容；</p><p>④接着是晶振，开关和按键；</p><p>⑤最后是数码管（注意一正一反按器件丝印标识放置）。</p><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_22_.png' src="http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif"><p>图6-1-1 PCB装配图-顶层</p></div><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_23_.png' src="http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif"><p>图6-1-2 PCB装配图-底层</p></div><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_24_.png' src="http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif"><p>图6-2-1 PCB空板-顶面</p></div><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_25_30669.png' src="http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif"><p>图6-2-2 PCB空板-底面</p></div><p><strong>注意！</strong></p><ul><li><p>焊接过程中要用电安全！手不要接触到烙铁头，避免烫伤。</p></li><li><p>焊接时元器件要对准位置，检查型号是否正确。</p></li><li><p>焊接贴片元器件时<strong>要用镊子夹住</strong>，要等<strong>焊锡凝固后再移走镊子</strong>，否则易造成虚焊。</p></li><li><p>焊接过程<strong>注意锡线是否虚焊</strong>漏焊，避免影响电路性能，导致电路不能正常工作。</p></li></ul><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_26_.png' src="http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif"><p>图6-3-1 PCBA实物图-顶面</p></div><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_27_.png' src="http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif"><p>图6-3-1 PCBA实物图-底面</p></div><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_28_.png' src="http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif"><p>图6-4-1 3D渲染图-顶面</p></div><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_29_.png' src="http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif"><p>图6-4-2 3D渲染图-底面</p></div><p><strong>2.硬件调试</strong></p><p>焊接完成后需要使用万用表<strong>检查电源与地是否短路</strong>，检查焊接过程中<strong>有没有出现短路</strong>以及断路的情况，<strong>检查无误后方能进行上电测试。</strong></p><p>最后，就是软件的调试教程了。</p><p>在调试开始之前，我们先获取代码源文件：【单片机】简易数码管电子时钟 - 嘉立创EDA开源硬件平台</p><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_30_.png' src="http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif"><p>第一步：戳文字链，下载软件文件</p></div><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_31_.png' src="http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif"><p>第二步：下载完成后，用Keil C51打开文件</p></div><p><strong>1.编程环境</strong></p><p>时钟使用keil C51进行编程开发。</p><p>PS：选择keil C51的原因是——AT89系列、STC89系列和STC15系列等单片机都可以使用keil C51进行开发。</p><p><strong>2.固件烧录</strong></p><p>使用宏晶的<strong>STC-ISP</strong>下载编程烧录软件，使用<strong>USB-TTL</strong>工具将程序下载到单片机。</p><p><strong>3.程序介绍</strong></p><p>然后，在STC-ISP中配置以下相关参数：</p><ol><li><p>芯片型号选择STC89C52RC</p></li><li><p>点击定时器计算器工具，输入相应的系统频率，选择定时器模式等</p></li><li><p>点击生成C代码，复制到keil中使用；</p></li></ol><p><strong>报错的解决方式：</strong></p><p>程序编译调试中发现AUXR会报错，是因为在STC89C52RC的头文件<strong>reg52.h中没有声明AUXR寄存器</strong>，需要自行查看数据手册中的定义开启，<strong>即sfr AUXR = 0x8E</strong>;</p><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_32_.png' src="http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif"><p>图6-5 定时器配置操作图</p></div><p>如果你也想DIY一个这样的时钟，需要详细的电路源文件进行参考，你可以在电脑端打开它：「链接」</p><div><img doc360img-src='http://image109.360doc.com/DownloadImg/2023/06/0800/_33_.png' src="http://pubimage.360doc.com/wz/default.gif"><p>电路源文件</p></div> </td> </tr> </tbody>