前言
笔者一直以来对辉光管、荧光管等充满年代感的显示器件非常感兴趣，然而，苦于水平有限，始终望而却步。
辉光管世界线变动率探测仪 by:隔壁的WangAlpha
IV18荧光管时钟 by:UlySse
（图源：立创开源硬件平台: https://oshwhub.com）
数年以前，笔者用现成的套件制作过一个数码管时钟，聊以替代，然而它的显示效果毕竟还不够复古。
数码管时钟 by:JackyZhang
半年前，笔者在某宝发现了这样一款6位VFD模块，体积很小，SPI通信协议，集成了驱动电路，并且提供了详细的示例程序！于是头脑一热，果断入手。
蓝绿色的荧光(1)
点亮的效果果然很nice，但是从开发板上飞线连接不nice。于是又头脑一热，决定边学边做，设计一个专门的PCB，做个时钟出来。
就是为了这点醋，我才包的这顿饺子。
功能构想
网络对时
主要是不熟悉RTC(实时时钟)电路。
用笔者最熟悉的ESP8266或ESP32做MCU。
USB TYPE-C 供电
主要是现在TYPE-C的线随处可得。
一组按钮，用于更改工作模式以及调整设置等。
自动调节亮度
不必十分精确，因此只需光敏电阻即可
刚好利用ESP8266或ESP32的ADC实现
硬件部分
电路设计
经过历时半个月断断续续反复修改后，终于画出了一版较为满意的原理图和PCB。（不是很敢相信立创EDA的自动布线，所以最后还是手动布线了。）
综合考虑价格、性能、体积、加工难度、外围电路复杂度等方面，最终选用了ESP-12F。
同样考虑到焊接难度，选用了只有供电功能的2P TYPE-C。因此没有办法把USB转串口芯片安置在板子上了，只好引出一组排针，作程序烧录以及串口调试用。
后续发现VFD模块的输入电压应该是5V而不是3.3V，但是对于其正常工作并没有什么影响。
原理图
PCB
3D模型(1)
3D模型(2)
电路焊接
从嘉立创打的板子以及立创商城购买的元件到货以后，正式开工。
JLC，YYDS！
我本以为新买的调温焊台已经足够好用了，0805、SOP-123、SOT-89等封装的贴片元件已经足够好焊了，但是没想到实际操作起来还是很难办。
新买的T25焊台，也是为了这点醋包的这顿饺子了
折腾了一顿以后，总算把元件都焊上去了。检查一番，利用助焊剂、刀片等“土法”处理完虚焊连锡等问题以后，不管好不好看，至少没有故障了。绝对不是我手抖
反面
正面
软件部分
采用Arduino IDE编写。目前还没有写出一个尽善尽美的程序来，所以在这里只截取部分代码。
关于VFD屏幕显示的函数是由示例程序提供的，就不写在这里了。
连接WiFi
为了在不同的环境下不必在程序里修改配置，采用了WiFiManager库。在没有连接到已保存的WiFi时，ESP模组会开启热点，用移动设备或计算机连接该热点即可修改网络配置。
#include <WiFiManager.h>
void setup(){
WiFiManager wifiManager;
wifiManager.autoConnect("ESP-12F");
}网络对时
没有用大部分文章经常采用的NTPClient库，而是用configTime函数实现。
const char *ntpServer = "ntp.ntsc.ac.cn";
const long gmtOffset_sec = 8 * 3600;
const int daylightOffset_sec = 0;
void setup(){
configTime(gmtOffset_sec, daylightOffset_sec, ntpServer);
}同步完时间后，只需要声明tm类型的结构体，然后getLocalTime(&结构体名)即可将当前时间信息存入结构体中。
网络获取天气信息
本打算采用心知天气API，用ArduinoJSON库解析天气信息，但是在运行一段时间后ESP模组会莫名其妙自动复位（大概是内存溢出了？）。只好放弃这个功能，回头再细细研究。
亮度调节
通过向VFD屏幕发送命令可以调节其亮度，该命令是一个16进制的两位数，即十进制的0-255，而ADC读取到的光敏电阻的模拟信号数值是0-1024。因此利用map函数映射就可以很方便的实现自动亮度调节。
虽然该模拟信号不是与环境光强线性相关的，但至少是正相关，实测亮度调节效果还是可以的。
另外，需要用Ticker库做一个定时中断，以使得亮度调节实时运行。
void setup(){
ticker.attach(1, autoChangeLight);
}
void autoChangeLight(){
lightValue = analogRead(analogInPin);
lightCommand = map(lightValue,0,1024,0,255);
}当然，设计的按钮也不能白白浪费了，于是又利用外部中断写了一个按钮改变亮度模式的功能。
volatile int lightMode;
void lightSetting(){
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(5), changeLightMode, FALLING);
switch(lightMode){
case 0:
ticker.attach(1,autoChangeLight);
VFD_clear();
VFD_WriteStr(0,"auto");
delay(1000);
break;
case 1:
ticker.detach();
lightCommand=0x40;
VFD_clear();
VFD_WriteStr(0,"111111");
delay(1000);
break;
case 2:
ticker.detach();
lightCommand=0x80;
VFD_clear();
VFD_WriteStr(0,"222222");
delay(1000);
break;
case 3:
ticker.detach();
lightCommand=0xc0;
VFD_clear();
VFD_WriteStr(0,"333333");
delay(1000);
break;
case 4:
ticker.detach();
lightCommand=0xff;
VFD_clear();
VFD_WriteStr(0,"444444");
delay(1000);
break;
}
}
IRAM_ATTR void changeLightMode(){
lightMode++;
if(lightMode>=5){
lightMode=0;
}
}关于外部中断函数为什么要加IRAM_ATTR，参见这篇文章: https://blog.csdn.net/PJ201608/article/details/128271824。
按钮改变工作模式
思路与改变亮度模式的部分类似，也是利用外部中断和switch语句实现。
volatile int mode;
void setup(){
attachInterrupt(digitalPinToInterrupt(0), changeMode, FALLING);
}
void loop(){
switch(mode){
case 0:
printLocalTime();
break;
case 1:
printCalendar();
break;
case 2:
printTime();
break;
case 3:
lightSetting();
break;
case 4:
detachInterrupt(digitalPinToInterrupt(5));
printAboutInfo();
break;
}
}
IRAM_ATTR void changeMode(){
mode++;
if(mode>=5){
mode=0;
}
}结语
虽然最终程序还没有写得尽善尽美，但也算是初步完成了这样一个gadget。
成品(1)
就是为了这点醋，我才包的这顿饺子。
从硬件设计到程序设计的全部流程都体验了一番，这顿饺子也算是没白包。
成品(2)
蓝绿色的荧光(2)
