单片机闹钟的设计（自制低成本闹钟）

电路原理说明这是用查理复用法3个io驱动6个LED的原理图。假设此时P1高，P3低，P2高阻，此时LED6亮，虽然LED1和LED3串联有正向电压，但由于LED6钳位，使得电压不足以同时导通。若P1高，P2、P3都为低，此时LED1和LED6都亮，都亮度不及上面的状态，因为两个LED的电流都流过P3电阻，P3电阻分压加大。然而有80个人看不懂。这里由于按键与热敏电阻共用同一路ADC，为了按键扫描正常，刷新率取比1000Hz稍大的数。

事情是这样的，想做一个成本很低的时钟练手，再带一个闹钟功能。

准备自己设计电路、外壳，再自己写代码、组装成品。

要实现这样一个时钟，硬件方面我需要用到：

查理复用法驱动数码管
外接ds1302时钟芯片
无源“蜂鸣器”：用来播音乐
热敏电阻：用来测量温度

这个时钟还需要兼容：HK32F030M、STM8S003、n76e003at20

最后的成品应该是这样的。

电路原理说明

这是用查理复用法3个io驱动6个LED的原理图。

假设此时P1高，P3低，P2高阻，此时LED6亮，虽然LED1和LED3串联有正向电压，但由于LED6钳位，使得电压不足以同时导通。

若P1高，P2、P3都为低，此时LED1和LED6都亮，都亮度不及上面的状态，因为两个LED的电流都流过P3电阻，P3电阻分压加大。

所以每个限流电阻上并联一个二极管，利用单向导通性，使得电阻在特定电流方向下，两端分压一致，使得同时亮的LED亮度一致。

PCB走线如下

核心算法说明

不是说我代码不开源，而是代码放出来了，即使有100个人下载。然而有80个人看不懂。

那我不如只列出特别的算法，图文并茂地讲解，让更多的人能看懂。

1.ADC超采样

由技术文档可知HK32F030M的ADC有效精度是8bit，如果温度要显示到小数点后1位起码要12bit的ADC，

这怎么办呢？

这时就可以用超采样技术。

第一步，ADC设置成连续转换，EOC转换完成中断

void ADC_init(){GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_ADC_PIN ;GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AN;GPIO_InitStructure.GPIO_PuPd = GPIO_PuPd_NOPULL ;GPIO_Init(GOIO_ADC_PORT, &GPIO_InitStructure);GPIO_PinAFConfig(GOIO_ADC_PORT,GPIO_PinSource6,GPIO_AF_7);RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_ADC ,ENABLE);ADC_DeInit(ADC1);ADC_StructInit(&ADC_InitStructure);ADC_ClockModeConfig(ADC1,ADC_ClockMode_SynClkDiv4);//系统时钟4分频，8MADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE;//开启连续转换ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConvEdge_None;ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right;//右对齐ADC_InitStructure.ADC_ScanDirection = ADC_ScanDirection_Backward;//向后扫描ADC_Init(ADC1,&ADC_InitStructure);/* ADC1 regular channels configuration */ ADC_ChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1 , ADC_SampleTime_239_5Cycles);/* Enable EOC interrupt */ADC_ITConfig(ADC1, ADC_IT_EOC, ENABLE);//转换结束中断使能/* Configure and enable ADC1 interrupt */NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = ADC1_IRQn;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPriority = 1;NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);ADC_GetCalibrationFactor(ADC1);//ADC校准/* Enable ADC1 */ADC_Cmd(ADC1, ENABLE);while(!ADC_GetFlagStatus(ADC1, ADC_FLAG_ADRDY)); ADC_StartOfConversion(ADC1);}

第二步，在中断里累加ADC读回来的值（反正后面都要求平均数，不如先加起来）。

这里由于按键与热敏电阻共用同一路ADC，为了按键扫描正常，刷新率取比1000Hz稍大的数。

extern uint16_t ntc_data_13b[2];void ADC1_COMP_IRQHandler(void){static uint8_t i=0;if(ADC_GetITStatus(ADC1, ADC_IT_EOC) != RESET){ntc_data_13b[0] =ADC_GetConversionValue(ADC1)>>4;//读取后自动清除EOC标志位i;if(i>=32)//32分频，1041.6Hz{i=0;ntc_data_13b[1]=ntc_data_13b[0];//存入二缓ntc_data_13b[0]=0;//一缓清零}}}

2.数码管上下移动动画

动画特效一大堆，这里举一个简单一点的，用下移做例子

上图展示的是下移的过程，提取重复的部分，只有一个步骤（上移同理）

#define digital_a 0x01#define digital_b 0x02#define digital_c 0x04#define digital_d 0x08#define digital_e 0x10#define digital_f 0x20#define digital_g 0x40uint8_t digital_putdown(uint8_t dat){uint8_t temp=0;temp|=(dat&digital_g)?digital_d:0;//G赋值到Dtemp|=(dat&digital_a)?digital_g:0;//A赋值到Gtemp|=(dat&digital_b)?digital_c:0;//B赋值到Ctemp|=(dat&digital_f)?digital_e:0;//F赋值到Ereturn temp;//其余没赋值的数据丢弃}

3.走时误差校准

首先这个DS1302很多人都反馈不准，其实是有诀窍的：

这个网址可以参考下：http://www.51hei.com/bbs/dpj-177015-1.html

下面的代码调时间的。

//输入最小数值-86400void time_adjust(int32_t sec){uint8_t time_temp[7];uint8_t i;for(i=0;i<7;i)time_temp[i]=bcd2hex(*((uint8_t *)&time_data i));if(sec<0)//直接借一天做减法{sec =86400;time_temp[5]--;//星期是从1到7，不担心溢出}time_temp[0] =sec`;if(time_temp[0]>=60){ time_temp[1] =time_temp[0]/60;time_temp[0]%=60;}time_temp[1] =sec600/60;if(time_temp[1]>=60){time_temp[2] =time_temp[1]/60;time_temp[1]%=60;}time_temp[2] =sec/3600; if(time_temp[2]>=24){time_temp[5] =time_temp[2]/24;time_temp[2]%=24;time_temp[5]%=7;time_temp[5]=time_temp[5]?time_temp[5]:7;//将零偏移到7}for(i=0;i<7;i)*((uint8_t *)&time_data i)=hex2bcd(time_temp[i]);}

由于我这里没有年月日，只有星期，所以轻松一点。不用考虑更多的进制。

和上面网址里的一样，挑一个夜深人静的时候校准。当然校准时有概率会跳过闹钟。但谁会设置午夜凶铃呢？

加一点补充，怕有人不理解自动校准。

比如你的手表一天快了1分钟。当我只观察这个手表时，这个手表走了1天多1分钟时，调慢1分钟，就能和标准时间对上。

当然在校准前一刻快了的59秒。

但每天的累计误差被压缩了。

现在经过我这套算法。

设置好后，一个星期最大相差1秒以内。

一年下来，误差也就一分钟。

4.时间校准方法

每天在同一个固定的时间段来调整时间，先根据第一天的观察来决定要每天偏移多少秒。

输入到AC_DAY的设置里。然后再重新设置时间。