原标题：基于单片机实现电子时钟制作方案

基于STC15W408AS单片机+DS1302时钟芯片+8050三极管实现电子时钟制作方案

一、引言

电子时钟作为现代生活中常见的设备，以其高精度、多功能和便携性受到广泛欢迎。本文将详细介绍一种基于STC15W408AS单片机、DS1302时钟芯片和8050三极管的电子时钟制作方案。通过这一方案，我们将实现一个能够显示时间、日期、温度，自动调节亮度，并具有调节时间和闹钟功能的电子时钟。

二、主控芯片介绍及作用

1. STC15W408AS单片机

型号及命名规则

STC15W408AS是STC公司推出的一款高性能单片机，其命名规则反映了其关键特性。例如，STC15W408AS-35I-SOP20中的各个部分含义如下：

• STC15W408AS：表示STC公司的15系列单片机，W表示宽电压，408表示程序空间大小为8K字节，AS表示工业级芯片。

• 35I：表示工作频率为35MHz，I表示内部集成高精度RC振荡电路。

• SOP20：表示封装类型为SOP贴片封装，管脚数为20。

主要特性及在设计中的作用

STC15W408AS单片机具有以下主要特性：

• 高性能：采用1T 8051内核，同样工作频率下速度是普通8051的8~12倍。

• 宽电压范围：工作电压为5.5V~2.5V，适用于多种电源环境。

• 丰富的资源：具有512字节SRAM，8K程序空间，1组高速异步串行通信端口UART及SPI，内部EEPROM，A/D转换，CCP/PCA/PWM功能。

• 高精度RC振荡电路：内置高精度RC振荡电路和高可靠的复位电路，省去外部晶振和复位电路。

• 工业级芯片：工作温度范围为-40℃~85℃，适用于多种工业环境。

在电子时钟设计中，STC15W408AS单片机作为核心控制器，负责整个系统的数据处理和逻辑控制。它读取DS1302时钟芯片的时间数据，并通过数码管显示出来。同时，它还处理按键输入，用于调节时间和设置闹钟。此外，单片机还通过A/D转换读取热敏电阻的温度数据，并控制数码管的亮度调节。

2. DS1302时钟芯片

主要特性

DS1302时钟芯片是由美国DALLAS公司推出的一款低功耗实时时钟芯片，具有以下主要特性：

• 高精度：计时准确，提供年、月、日、周、时、分、秒等信息，并具备闰年补偿功能。

• 低功耗：工作电压在2.0V至5.5V范围内，功耗极低，适合长时间运行的设备。

• 掉电保护：内置备用电源引脚，在主电源关闭的情况下，通过后备电源保持时钟的连续运行。

• 串行I/O通信：采用串行I/O通信方式，节省IO口的使用。

在设计中的作用

在电子时钟设计中，DS1302时钟芯片作为时间源，提供高精度的时间信息。单片机通过I²C接口与DS1302进行通信，实现时间的读取和设置。DS1302的高精度和低功耗特性保证了电子时钟的稳定性和可靠性。

三、元件选择与电路设计

1. 显示部分

数码管

采用简单的共阴数码管驱动，用于显示时间、日期和温度等信息。数码管的位选通通过三极管8050控制。

8050三极管

8050是一种常用的NPN型硅材料三极管，具有以下主要参数：

• 耗散功率：1W（TA=25℃）

• 集电极电流：1.5A

• 集电极-基极电压：40V

• 集电极-发射极击穿电压：25V

• 特征频率fT：最小100MHZ，典型190MHZ

• 放大倍数：按三极管后缀号分为B、C、D档，放大倍数分别为85-160、120-200、160-300

在电路中，8050三极管用于控制数码管的位选通和蜂鸣器的开关。其高电流驱动能力和稳定的性能保证了数码管显示的清晰度和蜂鸣器响声的正常。

2. 按键模块

设计一组按键用于调整时间和设置闹钟。按键模块通过GPIO接口与STC15W408AS单片机连接，实现按键信号的输入和识别。

3. 测温模块

测温采用热敏电阻，通过STC15W408AS单片机的A/D转换功能读取温度数据。热敏电阻的阻值随温度变化而变化，单片机通过测量其阻值计算出温度值。

4. 亮度调节模块

亮度调节采用光敏电阻，通过测量环境光照强度来调节数码管的亮度。光敏电阻的阻值随光照强度变化而变化，单片机通过测量其阻值来控制数码管的亮度。

5. 电源部分

采用DC1.2芯的电源插座，电源接了100u和104的两个电容做电源滤波用，以保证电路的稳定运行。

6. 电路设计软件与布线

采用Protel 99软件进行电路设计。该软件虽然版本较老，但对于初学者来说仍然很实用，能够完成一般的电路板设计。在有了电路原理图后，从软件转到PCB图中，摆放好元件后，进行布线。布线时注意不要采用自动布线，因为自动布线的板子基本用不了。可以先自动布线，再手动修改。为了增加板子的强度和导电性能，在顶层和底层都做了电源地（GND）的敷铜。

四、程序设计

程序设计主要是编写单片机程序，实现各个模块的功能。程序的主要流程如下：

1. 初始化串口、DS1302时钟芯片和按键模块等。

2. 读取DS1302时钟芯片的时间数据，并在数码管上显示。

3. 处理按键输入，用于调节时间和设置闹钟。

4. 读取热敏电阻的阻值，计算温度值，并在数码管上显示。

5. 读取光敏电阻的阻值，根据环境光照强度调节数码管的亮度。

程序编写完成后，烧写进STC15W408AS单片机。运行程序，能够看到数码管显示正常，蜂鸣器响声正常，测试完成。后续可以根据需要进行测试和完善整个DIY电子时钟的程序。

五、总结与展望

通过本文的介绍，我们详细了解了基于STC15W408AS单片机、DS1302时钟芯片和8050三极管的电子时钟制作方案。该方案实现了显示时间、日期、温度，自动调节亮度，调节时间和闹钟功能等多种功能。STC15W408AS单片机作为核心控制器，提供了高性能和低功耗的特性；DS1302时钟芯片作为时间源，保证了时间的高精度和低功耗；8050三极管则用于控制数码管的位选通和蜂鸣器的开关。

未来，我们可以进一步优化该方案，例如增加更多的功能（如秒表、倒计时等），提高电路的稳定性和可靠性，以及优化程序设计，提高代码的可读性和可维护性。同时，也可以考虑将该方案应用于其他领域，如智能家居、工业自动化等，为人们的生活和工作带来更多的便利和效率。