8 位多功能 VFD 时钟 —— MFC-8

写在前面

不同于其他开源项目PCBA+铜柱或3D打印外壳的形态，本项目有相对更完整的结构设计和更高的外观标准，包含大量非标零件，并且布局紧凑，电路部分大量采用小封装器件。因此，DIY难度高，成本也高，还需要相当的动手能力。这里有必要提前提醒下，想要复刻兄弟的需要格外注意。

——— 碍于篇幅此页面仅作简要介绍，更多详细说明请查看附件文档。——

更新日志

2026-05-18 ——————> 创建开源页面，上传附件，项目正式开源；
2026-06-11 ——————> 完善项目描述，更新主要功能演示视频；

项目简介

MFC-8（8 Digits Multi-Function Clock）即8位多功能时钟，是一款使用 VFD（Vacuum Fluorescent Display，即真空荧光显示器）的多功能时钟，体积小巧，外观精致，支持多种时间管理和环境监测功能，适合桌搭或车载场景。

硬件说明

主控：STM32F103CBT6（注意不是C8T6，C8T6的Flash容量不够）；
显示：Futaba 8-MD-06INKM ，8位点阵VFD；
RTC：美信DS3231，走时精准；
传感器：博世BMP3系列气压计、光宝LTR390/LTR308光感、盛思锐STCC4二氧化碳传感器、SHT4系列温湿度传感器、艾迈斯欧司朗AS7331紫外线传感器；
电源：2000mAh锂电池（省电模式下续航超48h） + Type-c充电接口；
其他：EEPROM存储器（AT24C08C）、电量计（MAX17048）、蜂鸣器、涡轮风扇、VFD温度传感器(DS18B20Z)等；
外观与交互：如下图：

关键特性

• 8 位 5*7 点阵 VFD 显示屏，视觉独特，寿命优秀。支持加装滤色膜自定义显示色彩；
• 一体化铝合金外壳，颜值出众，质感十足；
• DS3231 实时时钟芯片，走时精准，无需频繁对时；
• 两个硬件闹钟，支持关机唤醒；
• 正负计时功能（目前只精确到秒），支持后台运行；
• 番茄钟功能，支持自定义专注、休息时长及重复次数，支持后台运行；
• 温湿度计功能（可选装）；
• 气压海拔计功能（可选装）；
• 二氧化碳计功能（可选装）；
• 紫外计功能（可选装），支持紫外指数（UVI）计算，支持 UVA、UVB、UVC 三通道测量；
• MAX17048 电量计芯片，准确监测电池状态；
• 旋转编码器操作，交互流畅，符合直觉；
• RGB 电源按键指示灯，息屏状态快速获取电量状态；
• 提供丰富电源模式（省电模式、仅外接电源模式），适配多种使用场景；
• 系统设置保存功能（可选装），掉电不丢失；
• 提供丰富设置选项，比如手动对时、电源模式、静音、LED模式、屏幕亮度、传感器校准等；
• 支持多样的选装选项，不需要的功能可以不装，固件和结构都可适配；

功能介绍

功能较多，详细的功能介绍请移步快速指南文档，这里不展开。

MFC-8 的基本功能分为三大类：传感器测量功能、时钟功能和通知功能。

1. 传感器功能指各环境监测类传感器的测量功能，各传感器只会在打开与其对应的页面时被唤醒并进行测量，退出页面后传感器将进入低功耗模式，不支持后台运行。
2. 时钟功能包括秒表、定时器、闹钟与番茄钟，可各自独立运行，并且支持后台运行。目前最多支持 1 个秒表、1 个定时器、2个闹钟（均为硬件闹钟，支持关机唤醒）和 1 个番茄钟。
3. 通知功能负责事件提醒，比如闹钟匹配、定时器归零、低电量、外部电源接入时，会弹出提醒界面。

还支持一系列辅助功能，包括电源模式、动态亮度范围功能、LED指示灯亮度模式、静音模式等等。

关于UI与显示颜色

8-MD-06INKM 这款VFD屏只有8位显示，每位也只有5×7个像素，只能用来显示ASCII代码或者简单的符号，基本告别复杂功能的显示与交互了。为了避免水平滚动显示，所有功能的UI显示都被控制在了8个字符以内，并使用图标代表特定功能与状态，风格极简。基于这种风格，同一位的不同字符显示切换时也没有设计过渡动画，尽可能保持简洁明了。详见下面的演示视频。

早年使用VFD的产品（比如DVD碟机、功放等）为了实现更多的显示颜色，比较常用的方法是使用 滤色膜，这里也可以使用，直接贴在VFD屏上或者贴在屏幕盖板内侧即可，以下颜色配置供参考。

• ⬇浅粉色滤色膜：过滤后呈现浅蓝色；
  
• ⬇红色滤色膜：过滤后呈现白色；
  
• ⬇橙色滤色膜：过滤后呈现黄色；
  
• ⬇两层橙色滤色膜：过滤后呈现橙色；
  
• ⬇洋红色滤色膜：过滤后呈现红色；
  
• ⬇黄色滤色膜：过滤后呈现绿色；
  
  需要注意的是，由于滤色膜对的颜色选择作用，VFD的亮度会有不同程度的下降，所以不建议选择双层或者太厚的滤色膜。

关于涡轮风扇与VFD温度传感器

碍于ID设计，二氧化碳、温湿度传感器被安装在内部，不利于内外空气交换，影响测量准确性。并且VFD在显示中所散发的热量会积聚在内部，导致内外温差显著。

考虑到以上两点，在设计上加入了VFD温度传感器和涡轮风扇，前者专门用于测量VFD背部温度代表热源发热水平，后者用于强制对流散热与空气交换。（这两者属于选装件，不需要可以不装）

测量二氧化碳浓度时涡轮风扇启动，将外界空气泵入，气流经过传感器表面以便测量。测量温湿度时同理，利用气流带走热量，并根据VFD温度传感器的读数对环境温湿度计的读数进行补偿（即环境温湿度补偿算法，由于实验数据不足，该算法仍在开发早期，补偿后的测量精度有待提高，持续开发中），提高测量精度。

二者相结合还可实现主动散热功能。尽管VFD本身的发热远不足以使系统过热，但用于车载环境时，车内温度（尤其仪表台）可能升的很高。

选装功能说明

为了尽可能适应不同的需求，MFC-8 拥有丰富的选装选项，所有传感器和部分结构件都支持选装，未安装组件的相应功能会被自动禁用。下面简要说明：

• 二氧化碳/温湿度计：二者捆绑，暂不支持单独安装温湿度计，二氧化碳的测量以温湿度测量为前提，通过STCC4控制SHT4X温湿度传感器实现，不安装STCC4传感器将同时禁用二氧化碳、温湿度测量功能；
• 气压/海拔计：气压/海拔计功能均基于本地气压测量，不安装BMP3X气压传感器将禁用以上功能。此外，二氧化碳传感器的气压补偿功能也将被禁用；
• 紫外计：不安装AS7331紫外线传感器将禁用紫外计；
• 环境光感知：不安装LTR390/LTR308环境光传感器将禁用屏幕、LED指示灯的自动亮度功能；
• 涡轮风扇与VFD温度传感器：若安装DS18B20Z则建议安装涡轮风扇，否则温度测量补偿算法失效。不安装DS18B20Z将禁用温度VFD温度监测与环境温湿度补偿算法。如果安装了二氧化碳/温湿度计的话强烈建议还是装上这两位，不然一定是测不准的；
• EEPROM存储器：该芯片用于存储设置参数，每次开机时会自动从存储器中加载上次保存的设置，而无需重新设置。不安装存储器会以上功能，重新开机会加载默认设置；

注意事项

关于交互操作

比较复杂，这里不展开说了，具体请查看附件里的快速指南文档。

关于特殊物料及获取方式

• 传感器：大部分传感器都可以在立创搞定，AS7331不太好买，立创日常没货，淘宝上有单卖芯片的也有卖模块的，模块便宜些，可以买回来拆芯片；（PS：现在淘宝涨价了😂）
• MP2637：立创靠谱，要便宜的话也可以在淘宝买；
• DS3231：不同渠道差价很高，立创商城和淘宝优信比较靠谱，淘宝上很多店铺卖的拆机磨片的也不是不能用；
• MAX17048：我淘宝店买的便宜的有遇到过功能不正常的，所以还是建议立创或淘宝优信；
• 铝合金机加工件：一共5件，可以在嘉立创打样。2~3件（不装风扇的话可以打3件）可以满足嘉立创免费/低价打样活动。需要注意的是，嘉立创免费打样活动只支持6061铝，氧化也只支持原色，还不支持镭雕，要其他材料、颜色或者镭雕logo的只能走常规打样了。还有，打样的时候记得选上攻牙，攻牙参数都在2D图纸里，外观零件记得选上Ra1.6的表面粗糙度；
• 亚克力/钢化玻璃面板：屏幕盖板可以选亚克力的，嘉立创面板打样可以一站式搞定（2D图纸在附件，下单时选：黑色半透明亚克力、底面丝印、厚度1mm、3M9448A背胶，尺寸95.6×25mm，强遮光2层黑底）。也可以选茶色钢化玻璃的，这个就要去淘宝打样了。需要注意的是玻璃厚度是1.1mm，而且大概率要10片的起订量，精雕+丝印+背胶一起下来大概要600~700块/10片，这个就看需求了。
• 钣金件：都可以在嘉立创打样。出风口的网孔过滤板可以额外选拉丝和镭雕，其他两件没什么要求了，直接上传3D和2D文档下单就好。
• 3D打印件：一共两件，不装风扇的话就电源按键一件。有打印机的可以自己试着打，没有的话直接嘉立创下单也很便宜。电源按键材料最好是半透明的或者乳白色的，内部可以涂点白漆效果更好，光扩散会比较均匀，全透的会爆灯效果不好。立创打的话可以选8001树脂半透明。
• 其他结构件：螺丝、铜柱、线材这些比较零碎的，这里不再一个一个列了，和购买链接一并放在BOM里了；

关于机加工零件选择

主壳体和编码器板支架这两件都各有两个版本。

• 两种主壳体：1.适配UV+光感同时安装的双开孔版本；2.仅有光感开孔的单开孔版本；都要走常规打样，价格没区别，按实际情况选就好。
• 两种编码器板支架：1.带进气导流罩安装孔位版本；2.不带的版本（可以低价打样，但攻牙要收费）；不装二氧化碳温湿度传感器或者风扇的话，选后者就好。

关于自定义Logo

主壳体和底盖上预留了Logo镭雕的区域，打样的时候可以请嘉立创镭雕上，要把自己的Logo放在2D图纸里才行（镭雕文字的话还要注意把文字改为线条，否则工厂那边打开图纸字体会错误），需要的话可以参考我提供的2D里面的格式改成自己的。

关于PCB与焊接

• 目前一共有4块板子：主板、编码器板、VFD板和光感/UV板。
• 板厚： 除光感/UV板是0.8mm板厚外，其他都是1.0mm板厚。这里需要特别注意，主板只能是1.0mm，厚了薄了都不行。
• 焊接：电源芯片和传感器必须要风枪或焊台才能焊，建议先把电源部分焊上，上电确认没问题了再焊其他的。

关于二氧化碳传感器

受限于体积，选择了盛思锐基于热导传感技术的新款传感器STCC4。这个传感器在使用时需要满足一定条件才能保证精度，具体这里不展开讲了，请查看附件中的快速指南文档。

关于对时

使用旋转编码器输入时间、日期（程序自动修正每月天数，防止误输入），无需上位机。

关于烧录

仅支持 SWD 下载，需要自行准备ST-Link、DAPlink等烧录工具。.HEX文件在附件里。主板RESET按键旁边的SH1.0座子是预留下载和调试的，可以焊上，连上SH1.0转杜邦接头的线材更方便连线。也可以不焊座子，从旁边的TP焊线。

关于组装

组装过程比较复杂，碍于篇幅这里就不放详细说明了，请查看附件里的 组装指南文档。另外，Step和F3z（Fusion原档）格式的3D文件也一并放在附件里了，供二次开发。

关于二次开发

软硬件资料会全部开源。

• 3D源文档可以通过Fusion打开，不满意当前ID和架构的可以自己改，想挑战3D打印外壳的也可以边改边试。
• 源代码暂时先不放出来，后面完善了会开源。

关于技术支持

提供技术支持。目前没群，想复刻的人多了再考虑建，有问题或者Bug的话先放评论区吧。

后续计划

• 继续开发完善环境温湿度补偿算法；
• 增加闹钟功能：1、更多闹钟（目前只有两个）；2、闹钟重复功能（目前只支持每天重复）；3、贪睡功能；
• 车载场景目前只能双面胶粘，后面会增加螺纹孔位；
• 光感/UV板跟主板合并成一块板；
• 可能会增加一些上位机功能；

效果图

实物图

Credits

1. Arduino-VFD时钟 By MoMoNiZ
2. 迷你VFD时钟 By TheLight