IV-18 VFD时钟 - 嘉立创EDA开源硬件平台

2022.10.23

完成RTOS框架下的程序（附件RTOS Ver.zip），目前有两种显示模式，即时-分-秒与时-分（不足之处是切换模式需要手动更改代码中的标志位并再次编译程序），不知道为什么照片照出来总是太亮了...焊上了OLED屏，虽然还不知道让它显示啥

2022.10.8

程序基础功能完成，上电连接WiFi并通过NTP更新RTC时间，之后显示时-分

2022.10.4

各外设底层驱动程序基本完成，但由于VFD动态刷新周期略长导致时钟显示模式亮度过低，当前程序改为只会上电显示”HELLO“，详见说明。

0.什么是VFD

建议浏览NIXIE/VFD技术 | Technology – Nixie Clock Home  ，严泽远老师算是国内为辉光管/VFD爱好者提供了大量资料的前辈了。

IV-18是苏联产的8位数字VFD管，是比较常见且经典的VFD管。

1.电路方案

• 主控：ESP32-WROOM-32UE模组（以前因为宿舍限电不敢用加热台与热风枪的原因我很少在DIY设计中用ESP32相关模组，直到最近我在乐鑫的datesheet中发现这些模组的底部GND焊盘不是一定要焊接的...）
• 板载CH340C方案的经典自动下载电路
• MICROUSB（供电与数据）、TYPE-C-6P（仅供电）输入，双路AMS1117提供3.3V分别供电，XL6007E1 boost提供VFD阳极50V供电
• HV5812/MAX6921进行VFD驱动
• 集成RGB灯珠，RTC，0.91寸OLED，DS18B20外设

2.说明

• （2022.10.4）当前程序的结构为在死循环里不断读取RTC的值然后对VFD进行驱动显示时间，但由于VFD本身动态扫描驱动方式的特点（详见上方网站），当前程序循环周期时间过长导致VFD整体亮度过暗显示效果不好。初步猜想是ARDUINO的wire.h库底层实现时对i2c的ack响应等待时间略长导致RTC读取时间慢的原因（ARDUINO用的比较少没有看过那些库的实现，所以是猜想），解决方法设想一是略微提高阳极供电电压，二是时钟只显示时-分不显示秒，并通过定时器或者ESP32的双核进行RTC时间的读取，缩短动态扫描周期时间。

• VFD驱动MAX6921和HV5812除了名字和厂商之外没有不同（相同封装的），不过HV5812有概率买到假货，MAX6921拆机居多但大多能用，关于这个的驱动方式都尽量通俗地写在原理图里了，个人觉得就是耐高压的锁存器+移位寄存器，初看挺绕的，但有数电基础就比较容易看懂。

• 焊接指导：C4、R2、R22不需要焊接，R20是boost部分单点接地点，必须用0Ω电阻或保险丝，没有就用一坨锡把两焊盘连上。不要在装上反面纽扣电池的情况下带电焊接。建议按照MICROUSB与CH340C----BOOST部分----ESP32的顺序边测试边焊接。还有就是要相信虚焊短路的概率比芯片坏了的概率高的多（
• 程序说明（RTOS Ver.zip）

其中IV18_Driver.cpp/IV18_Driver.h是IV-18显示的底层驱动，RX8025.cpp/RX8025.h是RTC芯片RX8025T的底层驱动，Main_Driver.cpp/Main_Driver.h中是对几个底层驱动的再次封装与程序主体功能的函数实现，如果要读代码主要关注这两个文件内容就行

3.暂时没想到写啥，放图吧