專利名稱：自動(dòng)實(shí)時(shí)校對(duì)數(shù)碼時(shí)鐘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種民用時(shí)鐘，具體地說，涉及滾動(dòng)數(shù)碼顯示及自動(dòng)實(shí)時(shí)校對(duì)。
背景技術(shù)：
人們?cè)诠ぷ鳌W(xué)習(xí)、生活各個(gè)方面，都離不開“時(shí)間”，因此說，時(shí)鐘是最重要的計(jì)量工具之一，已成為人們不可缺少的必備物品。盡管民用時(shí)鐘的花色品種繁多，但人們對(duì)其總的要求主要是兩點(diǎn)一是使用方便，二是走時(shí)準(zhǔn)確。目前的民用時(shí)鐘主要是機(jī)械時(shí)鐘和電子時(shí)鐘。機(jī)械時(shí)鐘通過短、中、長(zhǎng)針分別顯示時(shí)、分、秒，其準(zhǔn)確度取決于機(jī)械結(jié)構(gòu)的材料和加工工藝，由人工定時(shí)校對(duì)調(diào)整。電子時(shí)鐘通過多個(gè)數(shù)碼管顯示時(shí)間，如欲顯示年、月、日、星期、時(shí)、分、秒，則需要數(shù)碼管近20個(gè)左右，時(shí)鐘面板太大；其準(zhǔn)確度主要取決于晶體振蕩器的質(zhì)量，一般由人工定時(shí)校對(duì)調(diào)整?？傊鲜雒裼脮r(shí)鐘性能價(jià)格比不高，體積大，校對(duì)困難，使用也不方便。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就在于克服上述時(shí)鐘存在的問題和不足，而提供一種自動(dòng)實(shí)時(shí)校對(duì)數(shù)碼時(shí)鐘。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的①具有滾動(dòng)數(shù)碼顯示功能；②通過接收?qǐng)?bào)時(shí)信號(hào)具有自動(dòng)校對(duì)功能；③電路由中央控制單元、時(shí)鐘計(jì)數(shù)單元、時(shí)鐘校對(duì)接收單元、紅外線接收單元、行掃描單元、列掃描單元、顯示單元組成。
本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果①因?yàn)槭菨L動(dòng)數(shù)碼顯示，只用少量數(shù)碼管、點(diǎn)陣管(文字點(diǎn)陣顯示管)即可，從而使時(shí)鐘體積大為減小。
②因?yàn)槭亲詣?dòng)校對(duì)，不僅使用方便，也保證了時(shí)鐘走時(shí)準(zhǔn)確。
③性能價(jià)格比高，有利于推廣應(yīng)用。


圖1為時(shí)鐘組成框圖；圖2(圖2.1、圖2.2、圖2.3、圖2.4)為時(shí)鐘顯示過程圖；圖3為時(shí)鐘工作原理圖；圖4為時(shí)鐘電路圖；圖5為時(shí)鐘校對(duì)接收單元電路圖；圖6為圖5中IC-BS414集成塊的內(nèi)部功能結(jié)構(gòu)圖。
其中1-中央控制單元；2-時(shí)鐘計(jì)數(shù)單元；3-時(shí)鐘校對(duì)單元，3.1-報(bào)時(shí)接收機(jī)，3.2-信號(hào)采集整形模塊，3.3-報(bào)時(shí)中斷接收模塊，3.4-報(bào)時(shí)中斷判斷控制模塊；4-紅外線接收單元，4.1-遙控接收頭，4.2-遙控接收模塊，4.3-鍵處理模塊；5-行掃描單元；6-列掃描單元；7-顯示單元，7.1、7.2、7.3、7.4-數(shù)碼管，7.5-點(diǎn)陣管，7.6、7.7-發(fā)光二極管。IN-信號(hào)輸入，OUT-信號(hào)輸出，VCC-電源正極，a-緩沖，b、d-耦合電容，c-三級(jí)放大，e-晶體管檢波，GND-電源地。
由圖1可知，本時(shí)鐘由下列單元組成；其連接關(guān)系是時(shí)鐘計(jì)數(shù)單元2、時(shí)鐘校對(duì)接收單元3、紅外線接收單元4、行掃描單元5、列掃描單元6，均與中央控制單元1相互電連接；行掃描單元5及列掃描單元6均與顯示單元7相互電連接。
由圖2.1可知，本時(shí)鐘顯示單元7從左到右有六個(gè)顯示部分，前四個(gè)部分分別放置數(shù)碼管7.1、7.2、7.3、7.4；7.2與7.3之間放置兩個(gè)發(fā)光二極管7.6、7.7；后一個(gè)窗口放置一個(gè)點(diǎn)陣管7.5。
本時(shí)鐘工作方式是滾動(dòng)顯示①如圖2.2，首先顯示××××年(如2001年)；4個(gè)數(shù)碼管7.1、7.2、7.3、7.4及點(diǎn)陣管7.5工作，兩個(gè)發(fā)光二極管7.6、7.7不工作。此狀態(tài)停留數(shù)秒。
②如圖2.3，再顯示××(月)××(日)(星期)×(如10月01日星期一)；數(shù)碼管7.1、7.2顯示10，數(shù)碼管7.3、7.4顯示01，點(diǎn)陣管7.5顯示一，發(fā)光二極管7.6、7.7則不顯示。此狀態(tài)停留數(shù)秒。
③如圖2.4，再顯示××(時(shí))××(分)××(秒)(如上午10時(shí)30分10秒)；數(shù)碼管7.1、7.2顯示10，數(shù)碼管7.3、7.4顯示30，點(diǎn)陣管7.5顯示10，發(fā)光二極管7.6、7.7則閃爍。此狀態(tài)停留數(shù)秒后回到圖2.2。
這樣，年、月、日、星期、時(shí)、分、秒分三次滾動(dòng)顯示，即可完成全部過程。
由圖3可知時(shí)鐘校對(duì)接收單元3由報(bào)時(shí)接收機(jī)3.1、信號(hào)采集整形模塊3.2、報(bào)時(shí)中斷接收模塊3.3、報(bào)時(shí)中斷判斷控制模塊3.4組成，并依次電連接；紅外線接收單元4由遙控接收頭4.1、遙控接收模塊4.2、鍵處理模塊4.3組成，并依次電連接。
由圖5可知，這是一種直放式收音機(jī)電路。IC-BS414的集成塊內(nèi)含一緩沖級(jí)(阻抗變換級(jí))a、三級(jí)高頻放大c和一級(jí)晶體管檢波d，各級(jí)間均采用電容b、d耦合；其封裝為S-1型(國(guó)際)或T-92型(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn))結(jié)構(gòu)，只有輸入IN、地線GND及輸出OUT兼電源端VCC三條引腳，具有體積微小、使用方便等特點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
由圖4、圖5可知本時(shí)鐘無需人工調(diào)整，滾動(dòng)顯示年月日星期時(shí)分秒，所占用的資源空間小，信息量大，時(shí)鐘走時(shí)精確，能廣泛應(yīng)用許多場(chǎng)合。
1、顯示單元7由四個(gè)數(shù)碼管7.1、7.2、7.3、7.4、兩個(gè)發(fā)光二極管7.6、7.7、一個(gè)24×24的點(diǎn)陣管7.5組成；分三屏順序滾動(dòng)顯示年月日星期時(shí)分秒。
2、掃描單元包括行掃描單元5和列掃描單元6，由數(shù)碼顯示掃描電路和點(diǎn)陣掃描電路組成數(shù)碼顯示掃描電路采用共陽極數(shù)碼管。數(shù)碼管所顯示的數(shù)據(jù)由U5、U6、U7、U8串接在一起完成，采用的芯片74HC595為一個(gè)8bit串入并出的移位寄存器和一個(gè)8bit輸出鎖存器的結(jié)構(gòu)，而且移位寄存器和輸出鎖存器的控制是各自獨(dú)立的。U5的SER是串行數(shù)據(jù)的輸入端。引腳SRCLK是移位寄存器的移位時(shí)鐘脈沖，在其上升沿發(fā)生移位，將裝入SER的下一個(gè)數(shù)據(jù)打入最低位，移位后的各位信號(hào)在RCLK的上升沿作用下出現(xiàn)在74HC595的各輸出端。74HC595所有的SRCLR端勻接到電源VCC端，所有的E端均接到電源地。U5、U6、U7的74HC595的各自串行數(shù)據(jù)輸出端Q7接到下一個(gè)74HC595的數(shù)據(jù)輸入端SER，U5的SER數(shù)據(jù)端、所有的SRCLK同步信號(hào)端、所有的RCLK輸出信號(hào)端分別接到U1 AT89C51的P3.0、P3.1、P1.6口上，系統(tǒng)工作時(shí)U1將數(shù)據(jù)串行傳送到每一個(gè)74HC595的O0-O7輸出端，點(diǎn)亮相應(yīng)的數(shù)碼段來顯示時(shí)間。此部分顯示大部分時(shí)間停留在靜態(tài)顯示。
點(diǎn)陣顯示掃描電路采用24×24的點(diǎn)陣模塊，點(diǎn)陣行掃描由中央控制單元1的U1 P1.0、P1.1、P1.2、P1.3、P1.4、P1.5口控制U2、U4分別選通1-24行，每一行通過三級(jí)管9012來進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，點(diǎn)亮點(diǎn)陣相應(yīng)的行。點(diǎn)陣所顯示的列數(shù)據(jù)由U9、U10、U11串接在一起完成，采用的芯片為74HC595，U9的SER數(shù)據(jù)端、所有的SRCLK同步信號(hào)端和RCLK輸出信號(hào)端分別接到U1 AT89C51的P3.0、P3.1、P1.7口上，中央控制單元1將列數(shù)據(jù)串行傳送到每一個(gè)74HC595的O0-O7輸出端，然后點(diǎn)亮相應(yīng)的行，該行的各列就按照74HC595的O0-O7數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。滾動(dòng)送出列數(shù)據(jù)點(diǎn)亮相應(yīng)的行，由于人的視角暫留，使點(diǎn)陣顯示字為靜態(tài)，而時(shí)鐘系統(tǒng)工作的大部分時(shí)間則為動(dòng)態(tài)掃描。
3、時(shí)鐘計(jì)數(shù)單元2，DS12887是實(shí)時(shí)時(shí)鐘/日歷芯片，它可以產(chǎn)生年月日星期時(shí)分秒七個(gè)時(shí)標(biāo)。通過U1對(duì)其進(jìn)行讀寫、編程產(chǎn)生所需的時(shí)間。采用硬時(shí)鐘/日歷，斷電時(shí)間數(shù)據(jù)不丟失，可以不占用單片機(jī)的定時(shí)資源，減輕軟件的設(shè)計(jì)量。本電路U23的8位數(shù)據(jù)D0-D7與U1的P0口相連，它的/CS、LE、OE、/WR端分別連到U1的P2.7、ALE/P、/RD、/WR口。于是U23的地址范圍為0EF00H-0EFFFH。U1(AT89C51)主動(dòng)對(duì)DS12887定時(shí)讀寫以取得時(shí)間數(shù)據(jù)。U1每隔一小時(shí)根據(jù)所采集的時(shí)鐘校對(duì)數(shù)據(jù)來對(duì)DS12887進(jìn)行時(shí)鐘調(diào)整，以保證時(shí)鐘走時(shí)的精確。
4、時(shí)鐘校對(duì)接收單元3用微型集成電路IC-BS414(以下簡(jiǎn)稱微IC)組成最簡(jiǎn)單的時(shí)鐘接收單元的應(yīng)用電路如圖5所示，在圖5中，微IC總共有9個(gè)外圍元件，其工作原理為調(diào)諧回路由磁性天線線圈L30和單連可變電容器C31組成，用于選擇接收電臺(tái)信號(hào)。因?yàn)槲C在高放級(jí)前設(shè)置了緩沖電路，使IC的輸入阻抗高達(dá)4MΩ左右，所以IC調(diào)諧回路可直接連接在IC的輸入端與(交流)地端上，無需象普通接收機(jī)那樣要用初、次級(jí)線圈進(jìn)行阻抗交換，這樣不僅方便了線圈的繞制和裝配，而且對(duì)提高選擇性也有一定作用，磁性天線收到電臺(tái)信號(hào)經(jīng)LC回路選擇后，被送往微IC中進(jìn)行三級(jí)高放。末級(jí)高放的輸出信號(hào)加到晶體管檢波級(jí)去檢波，最后由檢波級(jí)輸出音頻信號(hào)，經(jīng)C33、D30二次檢波輸出，送到U1的P3.3口。電路中R30是微IC的偏置電阻。C30的作用是隔直通交，為L(zhǎng)C的接地端提供交流通路。C32為檢波級(jí)的高頻旁路濾波電容，用來濾除檢波后殘留下來的高頻載波分量；同時(shí)對(duì)噪聲和單頻高端分量也有一定的抑制作用。送到U1 P3.3口的音頻信號(hào)，在整點(diǎn)的前一分鐘系統(tǒng)軟件打開接收口P3.3，同時(shí)產(chǎn)生中斷INT1，由信號(hào)采集整形模塊3.2、報(bào)時(shí)中斷模塊3.3對(duì)進(jìn)入的音頻信號(hào)進(jìn)行整形，將音頻信號(hào)轉(zhuǎn)為脈沖信號(hào)，然后轉(zhuǎn)到報(bào)時(shí)中斷判斷控制模塊3.4識(shí)別到報(bào)時(shí)信號(hào)后，執(zhí)行對(duì)DS12887的讀寫以保存時(shí)間的調(diào)整值。每小時(shí)自動(dòng)校對(duì)一次。
微IC還具有AGC(自動(dòng)增益控制)功能，當(dāng)收到信號(hào)較強(qiáng)時(shí)，電路增益變小，輸出信號(hào)隨之減弱，反之亦然。在兼顧電路的增益、失真率及頻響等主要指標(biāo)的情況下，R30可用100KΩ左右，R31取500Ω，R32取2KΩ，C32取0.047-0.22μF，C30取0.01μF，可變電容C31為5/200pF，磁性天線L30用0.15-0.3mm的單股漆電線在長(zhǎng)度為20-50mm，直徑4-5mm的磁棒上密線85-130匝。本單元電路為+5V供電。
5、紅外線接收單元4由紅外線接收二極管D2、整形二極管D1及紅外線載波濾波電路組成。其中遙控接收頭4.1由D2紅外線載波濾波電路組成。遙控接收頭4.1接收到信號(hào)，經(jīng)D1進(jìn)行整形后送給U1的P3.4口，并產(chǎn)生中斷INT0，由遙控接收模塊4.2取得鍵值后，經(jīng)鍵處理模塊4.3修改相應(yīng)的時(shí)間數(shù)字，并將所修改的時(shí)間值寫進(jìn)U23 DS12887，確認(rèn)后時(shí)鐘繼續(xù)運(yùn)行，以達(dá)到人工手動(dòng)隨時(shí)修改時(shí)間數(shù)據(jù)的數(shù)值，以適應(yīng)不同國(guó)家和地區(qū)的時(shí)鐘要求。
6、中央控制單元1通過AT89C51負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行，不斷獲取DS12887的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)送到掃描單元5、6來顯示時(shí)間，同時(shí)打開INT0、INT1中斷，隨時(shí)接收鍵值的處理或定時(shí)調(diào)整時(shí)間的程序中斷。整個(gè)程序不斷通過AT89C51的P3.0、P3.1口送出串行數(shù)據(jù)，開啟P1.6口鎖存數(shù)碼管顯示列數(shù)據(jù)，開啟P1.7口鎖存點(diǎn)陣列數(shù)據(jù)，并不斷改變P1.0-P1.5的值來動(dòng)態(tài)掃描點(diǎn)陣數(shù)據(jù)，點(diǎn)亮相應(yīng)的點(diǎn)陣行，由于數(shù)據(jù)傳送速度非?？?，時(shí)間顯示穩(wěn)定無閃爍感。每到整點(diǎn)前的一分鐘U1自動(dòng)打開接收機(jī)，通過接收廣播電臺(tái)的報(bào)時(shí)信號(hào)中斷來調(diào)整整點(diǎn)時(shí)間，每一小時(shí)自動(dòng)校對(duì)一次時(shí)間。當(dāng)有鍵中斷INTO產(chǎn)生時(shí)，U1由P3.4口來獲取鍵碼值，來人為修改時(shí)間。AT89C51的工作時(shí)鐘電路由Z2、C3、C4完成，晶振頻率為12M；復(fù)位電路由C1、R49組成，完成上電復(fù)位功能。整個(gè)系統(tǒng)采用+5V供電即可工作。當(dāng)斷電后系統(tǒng)能保持時(shí)鐘繼續(xù)運(yùn)行，來電后系統(tǒng)以當(dāng)前時(shí)間值顯示。
權(quán)利要求1.一種自動(dòng)實(shí)時(shí)校對(duì)數(shù)碼時(shí)鐘，其特征在于由下列單元組成，其連接關(guān)系是時(shí)鐘計(jì)數(shù)單元(2)、時(shí)鐘校對(duì)接收單元(3)、紅外線接收單元(4)、行掃描單元(5)、列掃描單元(6)，均與中央控制單元(1)相互電連接；行掃描單元(5)及列掃描單元(6)均與顯示單元(7)相互電連接。
2.按權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)實(shí)時(shí)校對(duì)數(shù)碼時(shí)鐘，其特征在于顯示單元(7)從左到右有六個(gè)顯示部分，前四個(gè)部分分別放置數(shù)碼管(7.1、7.2、7.3、7.4)；(7.2)與(7.3)之間放置兩個(gè)發(fā)光二極管(7.6、7.7)；后一個(gè)窗口放置一個(gè)點(diǎn)陣管(7.5)。
3.按權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)實(shí)時(shí)校對(duì)數(shù)碼時(shí)鐘，其特征在于時(shí)鐘校對(duì)接收單元(3)主要采用微型集成電路IC-BS414。
4.按權(quán)利要求1所述的一種自動(dòng)實(shí)時(shí)校對(duì)數(shù)碼時(shí)鐘，其特征在于掃描單元包括行掃描單元(5)和列掃描單元(6)，由數(shù)碼顯示掃描電路和點(diǎn)陣掃描電路組成。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種民用時(shí)鐘,具體地說,涉及滾動(dòng)數(shù)碼顯示及自動(dòng)實(shí)時(shí)校對(duì)。本實(shí)用新型由下列單元組成,其連接關(guān)系是:時(shí)鐘計(jì)數(shù)單元、時(shí)鐘校對(duì)接收單元、紅外線接收單元、行掃描單元、列掃描單元,均與中央控制單元相互電連接;行掃描單元及列掃描單元均與顯示單元相互電連接。本實(shí)用新型因?yàn)槭菨L動(dòng)數(shù)碼顯示,只用少量數(shù)碼管、點(diǎn)陣管即可,從而使時(shí)鐘體積大為減小,自動(dòng)校對(duì),使用方便,走時(shí)準(zhǔn)確,性能價(jià)格比高,有利于推廣應(yīng)用。
文檔編號(hào)G04G99/00GK2514379SQ0125227
公開日2002年10月2日 申請(qǐng)日期2001年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月29日
發(fā)明者夏志清, 江振寅 申請(qǐng)人:江振寅