新春头一贴，先给各位朋友拜个年
从虎年腊月到兔年正月，饱含了我对时钟所有期待新作品终于制作完成。 在这之前从
LED到辉光管再到VFD点阵、从石英晶体到温补再到GPS校时，还是那句话：
时钟虽简单，想做完美不容易... 这次的DIY作品从设计之初就考虑到了很多功能上的细节、操作上的细节、效果上的细节，以前我对SMD情有独钟，这次头一回全部采用直插元器件（只有一颗DS3231采用贴片），每个元器件的选型、位置、大小、高度，甚至是立着放还是躺着放都经过了周密考虑。电路板每个元器件的封装库都根据实际元器件大小测绘，没有一个焊盘位置与实际元件有差别。以前在制作电子钟的时候，不少朋友提出了忠肯的建议和意见，也为这次DIY提供了原动力，所以在人性化操作和功能方面比较完备。至于炫彩的七彩背景光效，还有近4000行代码所编辑出来的Crossfade等数字变换效果等等只能从视频上才能看出...
也欢迎大家访问我的BLOG，里面有历次我的时钟作品，包括辉光管的、LED点阵的、VFD点阵GPS校时的等等... http://blog.sina.com.cn/nixieclock 我就先介绍一下这次DIY作品的一些功能和特点，然后再具体介绍一下DIY设计过程【有图片、有视频】，重点部分的源代码我也会公开，希望能与大家一起交流。 老规矩，先上美图，SHOW TIME:
我接触电子的时候，几乎是直接从SMD上手的，所以一直以来对SMD情有独钟。因为现代电子工艺带给我们的是集成度越来越高的零部件，可以满足我们在尽可能小的空间内完成更多更精彩的功能，所以前面几个时钟作品包括
LED点阵、辉光管、VFD点阵全部都采用SMD器件设计并制作。
后来慢慢接触了很多老的工控产品发现原来ALL DIP的电路板也能如此唯美，比如20年前的任天堂红白机主板、286电脑主板等等...所以就产生了全部使用直插器件制作她的想法。
因为之前很少使用直插元器件，所以这次电路板绘制也花了很大的功夫。放弃了优美的古典线条及花边，利用直插IC及电阻电容本身的形体和周密的布局，直接塑造出漂亮的主板。每一个元器件都是根据实际尺寸和大小专门绘制封装库，每个器件的选型和高度都控制严格，均在10mm一下。结合以前的设计经验，未作洞洞板试验，但实际验证硬件部分零BUG。
因为全部采用了直插元件，所以组装制作几乎是零难度，只要别把器件焊反，完美的一次性通过，比起ALL SMD的组装简单很多很多。
SHOW一下：
同样是采用了近30年前的一种电子管--
VFD荧光数码电子管，虽然是80年代初生产，比起辉光管晚出了几年，但漂亮通透的玻璃管身依然放射出一种古典的韵味，同时又焕发着一种现代的气息。
VFD荧光的原理比起辉光管来说有本质上的不同，驱动也采用了低电压
（VFD荧光管只需20v就能驱动，辉光管最低需要170v的阳极高压）。这次采用的是
YS18-3的荧光数码电子管，尺寸与我以前设计的QS18-12的辉光电子管相同，直径为18mm。虽然尺寸相同，但是荧光管的顶部都有银色的消气剂，就像戴了一顶银色的帽子，很漂亮。
由于全部采用直插元件，所以电子管本身需要架高，所以专门用激光雕刻了专用的管座将荧光管垫高，同时能够折射出位于管底的RGB LED所发出的炫彩背景光。刚才提过，所有的元器件高度均在10mm一下，但是有四个元器件需要伸出：两只用于代替时钟冒号的LED，专门订购了14mm高的支撑柱将其撑起，还有一只红外线接收头，也用14mm高的专用支撑住将其撑起，还有一只温度传感器18B20，因为它的管脚短，所以专门订购了12mm高的支撑住撑起。
所有器件布局合理，没有飞线，没有感觉器件的稀疏与拥挤。即使不用外壳，同样能给人电子器件构成的美感。
SHOW一下：
时钟的基本功能还是显示时间，如果因为好看而走时不准也就失去了时钟的意义。所以这次的荧光数码电子管时钟，没有采用DS1302+石英晶体的方案，采用了VFD点阵时钟的DS3231方案，虽然标配没有GPS对时，但预留了GPS模块的通讯接口，并且DS3231本身内置温度补偿，
精度为0℃-40℃ ±2ppm，
年误差2分钟以内。
由于这个方案所使用的DS3231是达拉斯05年推出的产品，所以没有直插的封装，所以整套时钟器件只有这一颗器件是贴片封装，但是SO16的封装焊接起来几乎与直插器件无异。而且这次同样采用了CR1220备份电池，在断电的情况下，依然能够维持时钟的走时，断电5年依然能够精确计时，包括闹钟设置等等，无需再对时和设置。
SHOW一下DS3231和备份电池：
前几次设计的时钟有不少朋友多提出了很多好的建议，在这次软件设计的时候下了很大的功夫来尽可能的利用6颗荧光数码电子管和两颗冒号LED以及6颗RGB LED来组合出更多的功能。配合电子钟专用的红外线遥控器，设计出了很全很人性化的操作功能：
1、单键操作。以前设计的时候为了防止误按，有些操作需要长按遥控器，很多朋友觉得这一点会让人觉得麻烦，所以本次所有遥控操作即按即得，操作方便。即便是误按了SET，只要不按OK确认，再按一次SET或者按CANCEL键，都可以返回正常状态。
2、具有很方便操作的时间调整、日期调整和闹铃调整功能。在调整不同的功能的时候，背景灯会渐变显示为相对应的颜色，比如调整闹铃的时候，无论七彩背景灯是什么颜色，都会慢慢过渡为蓝色。而且保存的两组闹铃可以很方便的关闭任何一组，再次打开时，不用重新调整闹铃时间等等...
3、具备摄氏温度和华氏温度的转换功能。由于有些朋友需要华氏温标，所以这次设计了两种温度单位并自动换算。在查看温度时，按FUNC键就可以在℃和℉之间转换，并且自动保存设置，下次查看或者断电后，不需要再进行设置，会自动记忆你常用的查看单位。
4、具备中西方两种日期格式。上次在做辉光钟的时候，有朋友就说能否做成MM-DD-YY的日期格式，本次完全解决了这个问题，在查看日期的时候，按一下FUNC键就可以在YY-MM-DD和MM-DD-YY日期格式之间转换，并且自动保存设置，断电不影响设置的保存，下次查看依然记忆你常用的查看格式。
5、具备中国农历日期显示。农历是我们中国最常用的历法，当然时钟少不了农历。在这里，按一下DATE键能够查看公历，再按一次就会自动计算出农历日期，这个农历日期是自动计算出来的，我们只要调整好公历日期，就会自动换算出来农历，无需单独设置。为了区别开公历和农历的显示，在显示公历的时候，时间冒号的两点会慢慢隐去，在切换为农历的时候冒号两点会慢慢的渐亮，以示区别。
6、具备两组闹铃功能。这次的荧光电子数码管时钟贴心设计了两组闹铃，每组闹铃都可以单独的设置并单独的打开与关闭。当闹铃时间到了以后，会发出滴滴滴滴连续4声的提示音，持续1分钟，如果我们想关闭闹铃，只需随便按一下遥控器的任意一个按键即可关闭闹铃响声。
还有很多细微的人性化设计，在这里就不一一介绍，呵呵，总体来讲，这次DIY设计的功能比较完备，不过也欢迎大家多提宝贵建议。 SHOW一下一些功能界面：
这次的DIY作品下最大功夫的除了PCB设计以外，就是这个
炫彩的效果了。
底部采用了6颗高亮RGB全彩LED，并且采用了专用的驱动模块，能够产生各种色彩。为此，我一共做了9种背景光动态模式，比如第9种
Corssfade：能够精确的在每一秒钟，渐变一种色彩，也就是从一种色彩过度到另外一种色彩。而且在RGB LED的周围正好套着一个激光雕刻的亚克力电子管底座，能够完全折射出LED的光芒。
用于代表时钟冒号的两个LED其实也采用了RGB LED，由于没有单色的LED能与荧光管的颜色一样，所以专门精心调配了RGB的颜色，使之与荧光管的颜色完全相同，并且这次的冒号闪烁效果不像辉光管的氖灯，要么亮，要么灭，这次采用PWM来做的呼吸效果
fade in and fade out。给人一宁静柔和的感觉。
重点是数码管显示的字符的三种特效。在正常显示时钟的界面状态下按下FUNC键，可以在三种数字变换效果之间切换。
1、Crossfade:数字在变化的时候，原来的数字会慢慢隐去，同时新的字符会慢慢显示出来，交叉过度，变换的很柔和。开机的时候所有的字符也都会慢慢的显示出来，这种效果尤其是在宁静的夜晚，配合底部的七彩RGB LED，能给人一安静舒服的感觉。
2、Fadein & fadeout:数字在变化的时候，原来的数字会先渐渐消失，消失完了以后新的字符会渐渐显示出来，不是交叉显示，而是渐隐渐显，也给人一不同的柔和的感觉。
3、Standard:标准的显示模式，就是我们最普通的显示模式，数字变化的时候立即切换。以前我做的辉光钟就是这种方式，看了国外的一些高手做得效果以后，才发现，这种效果太生硬，不柔和，不过还是要做上这种效果，喜欢的话可以切换上。
这些效果只能从视频录像上能看出来，录像是用数码相机拍的，有点频闪，朋友们凑活的看看吧，呵呵。
============================================================================================ 下面简单说一下设计和制作的过程 ============================================================================================ 上次的辉光管时钟，大量采用了贴片器件，这样可以在很小的电路板上实现所有的功能，包括MCU也选用了C8051FXXX系列的贴片高性能51内核的MCU。
这次从前期筹备的时候就计划用
ALL DIP的模式，就是全部为直插器件。但是电路板的尺寸我还是采用了跟
QS18-12辉光管电子时钟一摸一样的电路板尺寸（176mm x 50mm），因为这次的荧光管尺寸粗细跟上次的辉光管一模一样，所以这次的电路板连固定孔都跟辉光管时钟的电路板位置相同。
全部直插的电子器件，当然要选用直插的MCU，根据电路板大小及外围器件的大小等因素经过反复的比较，后来选用了
STC的窄体直插MCU-STC12C5628AD，最适合不过了。I/O数量正合适，体积大小正合适，但是不支持在线调试，这一点可能对一些朋友来说是个问题，毕竟无法在线跟踪每一个模块每一个变量的执行结果，同C8051F系列的MCU比起来编程效率要打不少折扣，但是综合考虑一下还是它比较合适。
原理图的绘制过程中，我考虑过用动态扫描方式来做驱动，但是这样一来电子管的工作电压需要提高，升压电路又要像辉光管升压电路部分那样稍微复杂一些，后来觉得还是
静态驱动稳定、可靠，所以采用了静态驱动方式，没有用动态扫描模式来驱动荧光管。
画图的过程中，为了使整体电路板更加美观，对全部器件的封装库都做了专门的绘制，
所有器件的封装库都与实际元器件大小一模一样，保证器件排列整齐美观，需要的器件一个不少，不需要的器件一个不留。电阻都并排排列、IC也对称布局，圆柱体的电容也都尽量排列在一条线上。 每个辉光管底部都有一个5mm直径的RGB全彩发光二极管。包括蜂鸣器、备份电池等等都尽量放在最合适的位置上。
风格依旧，采用了蓝色的PCB电路板，不过这次没有贴片器件，PCB一面全部都是元器件，另一面都是焊盘，所以没有做古典线条，直插的电路板还是采用喷锡工艺比较容易焊接，所以这次做好了以后的电路板呈现出另外一种风格。
SHOW一下电路板的一些细节：
先从空板开始焊接开始，由于全部是直插器件，焊接几乎没有任何难度，插好器件，焊上焊锡，剪掉多余的管脚，只要IC和电解电容以及二极管不焊反，几乎没有什么问题。
收起来SMD的家伙，拿出来直插的家当，准备开始动手：
SHOW一下：
因为设计之前没有做洞洞板试验，所以这次焊接也是调试过程，还是老规矩，先从电源部分开始。
由于VFD荧光管的工作电压在20v，还是需要一套升压电路来升压，不过这次升压电路比起辉光管的升压180v要简单一些，并且都是直插器件，所以电路简单。
输入采用5v直流，看一下焊接好的高压部分升压电路特写（下面的照片忘了焊电容C23，不过竟然能够正常工作）：
