Arduino 实时时钟 LED 时钟：六位数码管精准计时制作指南

元器件清单

元器件	规格/型号	数量	用途
Arduino UNO	R3	1	主控
RTC 模块	DS1307 + CR2032 电池座	1	掉电走时，I2C 接口
4 位共阴数码管	6 位（或 2 块 4 位）	6	时:分:秒显示
NPN 三极管	S8050 / 2N2222	10	位选驱动
PNP 三极管	S8550 / 2N2907	12	段选驱动（共阳极）
限流电阻	120 Ω (段) / 1 kΩ (基极)	各 15	保护 LED 与三极管
7805 稳压器	TO-220	1	外部 12V 转 5V
16 MHz 晶振 + 22pF 电容		各 1	裸片时钟源（可选）
10 μF 电解电容		1	电源滤波
拨码/轻触开关	4 枚	4	时/分/12-24H/设定
12V/5A 电源适配器		1	整机供电

电路架构

RTC 模块接线

VCC → 5V，GND → GND
SDA → A4，SCL → A5
SQW → 悬空（代码配置 1Hz 方波可外接 LED 指示）

六位数码管动态扫描驱动

采用 共阳极 数码管（代码默认），段选由 PNP 三极管上拉，位选由 NPN 三极管下拉。Arduino 依次选通每一位，写入段码，利用视觉暂留实现全亮无闪烁。若使用共阴极，需修改 SEGMENT_ON/OFF 宏定义并调整三极管极性。

按键功能定义

按键	引脚	功能
SW0	A0	长按进入设置模式
SW1	A2	设置模式下调整分钟
SW2	A1	设置模式下调整小时
SWT	A3	切换 12/24 小时制

核心代码逻辑

库依赖

#include <Wire.h>
#include <RTClib.h>  // Adafruit RTClib

关键数据结构

// 段码引脚映射
int seg[8] = {0,1,2,4,7,8,12,13}; // A,B,C,D,E,F,G,DP
// 位选引脚
int digit[6] = {11,10,9,6,5,3};   // D1~D6
// RTC 对象
RTC_DS1307 RTC;

主循环流程

读取 RTC 时间 DateTime now = RTC.now()
根据 12/24H 标志格式化为 HHMMSS 整数
三组 for(i=100; i>0; i--) 循环分别调用 displayNumber01~06，实现 6 位轮流扫描，每位亮度 DISPLAY_BRIGHTNESS 25 μs
检测按键：长按 SW0 进入设置子程序 set_time()

设置时间子程序 `set_time()`

读取当前时/分作为初值
按 SW2 递增小时（0-23），按 SW1 递增分钟（0-59）
实时在数码管显示设定值
再次按 SW0 确认写入 DS1307（I2C 写寄存器 0x00~0x06）
同时配置控制寄存器 0x07 = 0x10 开启 1Hz 方波输出

段码显示函数 `lightNumber()`

// 共阳极：HIGH 点亮，LOW 熄灭
// 共阴极：宏定义取反即可
switch(num) {
  case 0: A,B,C,D,E,F=ON; G=OFF; break;
  case 1: B,C=ON; 其余 OFF; break;
  ...
  case 10: 全 OFF; break; // 消隐
}