辉光管时钟制作教程 超酷炫

高中和大学学业都很繁忙，很久没有在论坛发过帖子了，最近放假，抽时间做了点有意思的东西，也算是失踪人口回归了。..。..

这个东西想必很多小伙伴都见过吧，它就是出自《命运石之门》的世界线变动率探测仪。用辉光管打造的，看起来很漂亮吧。..。.

然而咱买不起这种侧显的大管子，我用的是产自苏联的IN-12B侧显辉光管，用一块转接板转接成侧显，还能插拔，比较方便。

作为世界线变动率探测仪，当然要能够显示世界线。本来我是想产生随机数来达到效果的，然而事实上，不引入一个随机的信号，将永远无法产生随机数。一个好的办法是利用单片机的ADC功能，在ADC 的采样引脚上引出一条长导线，在其悬空的情况下，采样得到的便是随机数。可惜的是我在天线的背面放置了覆铜，导致这个功能不好使了。。。最后是利用当前的时间来产生随机数，并在50条世界线中进行随机显示。我也做了像动画中那样变动的效果。

星期显示采用的是7颗橙色的0603贴片LED，在PCB正面做了7个图案“日、月、火、水、木、金、土”，用这种传统的表示方法来表示周一到周五。LED也做了呼吸灯的效果，显示效果非常不错。

PCB采用了黑色阻焊+沉金工艺，左下角是时钟芯片用来掉电走时的电池座、一个贴片蜂鸣器、红外遥控的接收头和4个 电容触摸按键。

由于逻辑器件的工作电压是3.3V，而辉光管是170V左右，整个板子采用了一个12V的开关电源供电，再加上一个buck电源降压到3.3和一个boost电源升压到170。12V升压到170V，占空比已经达到了93%，如果供电电压比12V低，可能就无法达到170V了。事实上手头上没有合适的电感，装了一个330uH的，有些偏大，导致电流上不去，最后只升到了150V左右。等过几天拿到合适的电感再调整。用3.3V控制100多V，只能用高压三极管+电阻。三极管用的是A42。第一次做这个的时候用的是贴片电阻，焊起来是相当地瞎眼。..。..这次换成了贴片排阻。

也就是这样的结构，重复了8个。

前段时间搞电赛，申请来一些电源芯片，于是buck电源用了手头的TPS54160。做出来效果不错，其实TPS5430也是一个不错的选择，SOP8封装，容易焊接，外围电路也简单。缺点就是TI的东西是真的贵，量产可以考虑更低成本的方案。

上次做第一版，升压采用的是MC34063，没错，你在网上搜索辉光管的升压电路，基本上都是这个芯片。事实上那个芯片并不是很好，它的结构决定了效率肯定不会高，因为MOS只能靠电阻来放电。而且大家还总喜欢用IRF640这类大功率的管子，体积大还不好推。..。.我这次采用了UC3843做的升压电源，MOS管用的是600V 1A的1N60。上次用了一个继电器来做升压电路的开关，有噪音而且有时候不灵。这次用了一颗AO系列的MOS管，SOP8封装的，放在板子上很美观。

单片机用的是C8051F410，51内核的，内部晶振能到24.5M。C8051F系列可以说是最强的51单片机了吧，外设上可以说是相当强大，引脚分配也非常灵活，比STC要好用一些（不是诋毁国产，勿喷。..。）。

触摸按键是用了一片BS814A实现的，实际上有兴趣的小伙伴可以了解一下MSP430G2553，本身就支持电容按键，但是我不太喜欢430的编程风格。。。

8个辉光管，要控制88个引脚，只能用锁存器或者移位寄存器实现，其实HV系列的高压移位寄存器也可以用，但是不好买，还很贵。上次我用了74HC573，这次改成了74HC595，串行的体积更小线更少，11片放背面也放得下。其实考虑过用一片CPLD或者FPGA，但是后来画了一下，发现不利于板子的美观性，遂放弃。。。

时钟芯片嘛，DS1302，最常见的芯片，只要买正品并且用一个准一点的晶振，误差不会很大。红外接收管用的是亿光的IRM-H638T，贴片的，体积小。

放几张PCB的图。..。.代码和原理图会在下面放出。鄙人主做硬件，写的代码只能说是功能实现，其合理性还有待考究。..。.