專(zhuān)利名稱(chēng)：點(diǎn)線雙顯示程控報(bào)時(shí)鐘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種可編程控制時(shí)間序列的定時(shí)裝置。
現(xiàn)有成本較低的鐘控裝置是以固定的定時(shí)程序或預(yù)先設(shè)置幾套定時(shí)程序，通過(guò)選擇開(kāi)關(guān)供用戶進(jìn)行選擇，而不能依據(jù)不同的需要直接在鐘上隨時(shí)編制和修改定時(shí)程序(不指只能設(shè)置少量時(shí)間點(diǎn)的變硬件方式)。這主要是因?yàn)橛肊PROM作為定時(shí)程序存貯器，這種存貯器必須要配有另外的設(shè)備或計(jì)算機(jī)才能進(jìn)行編制和修改程序，用EPROM存貯程序而不用隨機(jī)存貯器RAM的主要原因是沒(méi)有解決安全保程序的問(wèn)題。指針石英鐘控制定時(shí)，因這種鐘不能快進(jìn)而不便于編程。另外現(xiàn)有的鐘控制裝置功耗仍較大，增加了用戶電池或電瓶的費(fèi)用，而且成本仍偏高。
本發(fā)明的目的是提供一種可由用戶直接在鐘上隨時(shí)編寫(xiě)、檢查和修改程序的低功耗鐘控裝置，提高其抗干擾能力，保證安全可靠地保護(hù)程序。
本發(fā)明采用下述方案實(shí)現(xiàn)。指針石英鐘(1)內(nèi)的晶體振蕩器通過(guò)倍頻電路后產(chǎn)生1Hz時(shí)基脈沖控制點(diǎn)顯示鐘，從而保證點(diǎn)顯示鐘和指針(線)石英鐘實(shí)現(xiàn)同步時(shí)間指示。點(diǎn)顯示鐘的結(jié)構(gòu)是由5進(jìn)制計(jì)數(shù)器、兩級(jí)12進(jìn)制計(jì)數(shù)器、雙穩(wěn)態(tài)電路依次連接，再通過(guò)相應(yīng)的譯碼驅(qū)動(dòng)器控制數(shù)十個(gè)發(fā)光二極管顯示時(shí)間。市電停電時(shí)，點(diǎn)顯示鐘的顯示部分不工作，以減少功耗，其計(jì)數(shù)電路部分由備用電池供電繼續(xù)工作，即點(diǎn)顯示鐘呈“暗走”狀態(tài)，由指針石英鐘指示時(shí)間。市電來(lái)電后，點(diǎn)顯示鐘恢復(fù)顯示，點(diǎn)顯示鐘和指針石英鐘自動(dòng)同步運(yùn)行。快慢進(jìn)控制電路通過(guò)60進(jìn)制計(jì)數(shù)器同時(shí)控制程序計(jì)數(shù)器和點(diǎn)顯示鐘，在程序計(jì)數(shù)器翻轉(zhuǎn)改變存貯器RAM單元地址的同時(shí)，點(diǎn)顯示鐘也同步顯示編程狀態(tài)，這樣用戶可直觀地根據(jù)點(diǎn)顯示鐘指示的時(shí)間撥動(dòng)編程開(kāi)關(guān)，在隨機(jī)存貯器RAM中編制所需的時(shí)間序列程序，而且可以很方便的檢查、修改已編制的定時(shí)程序。為了保證市電停電后RAM中的程序不丟失，用備用電池向RAM供電。實(shí)踐證明，這種保程序并不完全可靠，在市電來(lái)電和停電瞬間，有時(shí)會(huì)有很強(qiáng)的干擾脈沖串入存貯器RAM中，若把干擾脈沖充當(dāng)數(shù)據(jù)寫(xiě)入某些單元之中，會(huì)使原存入的程序錯(cuò)亂，結(jié)果保程序失敗、為此增設(shè)具有慢沖電、快放電性能的阻容延時(shí)電路控制存貯器RAM工作狀態(tài)，達(dá)到安全保程序的目的。
本發(fā)明有如下附圖

圖1是本發(fā)明的鐘面示意圖。
圖2是本發(fā)明的整機(jī)原理圖。
圖3是本發(fā)明各部分電路的一種實(shí)施例的電路圖。
其中圖3-1是倍頻器電路。
圖3-2是60進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路。
圖3-3是5進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路。
圖3-4是程序計(jì)數(shù)器、存貯器及延時(shí)電路。
圖3-5是12進(jìn)制計(jì)數(shù)器電路。
圖3-6是雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路。
圖3-7是秒閃器電路。
圖3-8是快慢進(jìn)振蕩器電路。
圖4是本發(fā)明有關(guān)的波形圖。
其中圖4-1是石英鐘輸出波形。
圖4-2是倍頻器輸出1HZ脈沖。
圖4-3是存貯器RAM D1端輸出波形。
圖4-4是60進(jìn)制計(jì)數(shù)器R端波形。
圖4-5是單穩(wěn)態(tài)延時(shí)器Q端波形。
圖4-6是與門(mén)輸出波形。
下面結(jié)合附圖，以控制電鈴報(bào)時(shí)為例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。(1)是指針石英鐘，從石英鐘步進(jìn)電機(jī)兩端引出的脈沖信號(hào)(見(jiàn)圖4-1)經(jīng)過(guò)倍頻器(見(jiàn)圖3-1)形成1HZ的脈沖信號(hào)(見(jiàn)圖4-2)，1HZ的脈沖信號(hào)接到60進(jìn)制計(jì)數(shù)器(3)的CP端(見(jiàn)圖3-2)，經(jīng)該計(jì)數(shù)器60分頻后，由R端輸出一分鐘脈沖信號(hào)Pm，Pn信號(hào)同時(shí)接到點(diǎn)顯示鐘的1N端和程序計(jì)數(shù)器(5)的CP端，一方面保證點(diǎn)顯示鐘與指針石英鐘同步指示時(shí)間，另一方面保證點(diǎn)顯示鐘與程序計(jì)數(shù)器同步運(yùn)行。
點(diǎn)顯示鐘由5進(jìn)制計(jì)數(shù)器(15)、兩級(jí)12進(jìn)制計(jì)數(shù)器(13)、(14)及雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(12)構(gòu)成。1分鐘脈沖信號(hào)Pm經(jīng)5進(jìn)制計(jì)數(shù)器(見(jiàn)圖3-3)和其內(nèi)譯碼驅(qū)動(dòng)后依次點(diǎn)亮4只綠色發(fā)光二極管D1-D4，然后輸出5分鐘脈沖信號(hào)。4只發(fā)光二極管巧妙地實(shí)現(xiàn)1分鐘顯示，當(dāng)時(shí)間處在0至5分鐘區(qū)間時(shí)，這4只發(fā)光二極管分別表示1、2、3、4分鐘;當(dāng)時(shí)間處在5至10分鐘區(qū)間時(shí)，這4只發(fā)光二極管分別表示6、7、8、9分鐘。5分鐘脈沖經(jīng)一級(jí)12進(jìn)制計(jì)數(shù)器(見(jiàn)圖3-5)分頻后再經(jīng)譯碼驅(qū)動(dòng)依次點(diǎn)亮12只發(fā)光二極管D5-D16，然后輸出1小時(shí)脈沖信號(hào)，D5-D16顯示5、10……60等整5分鐘和5的倍數(shù)分鐘。這樣設(shè)計(jì)只用16只發(fā)光二極管就可顯示60分鐘(顯示步距為1分鐘)，可省44只發(fā)光二極管，降低了成本。1小時(shí)脈沖信號(hào)再經(jīng)一級(jí)12進(jìn)制計(jì)數(shù)器分頻、譯碼驅(qū)動(dòng)后依次點(diǎn)亮12只紅色發(fā)光二極管D17-D28，然后輸出12小時(shí)脈沖，D17-D28分別顯示1、2……12整點(diǎn)鐘。12小時(shí)脈沖信號(hào)去觸發(fā)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(見(jiàn)圖3-6)，使其輪流點(diǎn)亮兩只黃色發(fā)光二極管D29、D30，分別顯示上午和下午。點(diǎn)線雙顯示鐘面如圖1所示，30個(gè)發(fā)光二極管有序地分部在指針石英鐘鐘面上。點(diǎn)顯示鐘還可接入由電容C3、電阻R5和三極管BG1組成的秒閃器(16)(見(jiàn)圖3-7)，在指針(線)石英鐘秒針跳動(dòng)的同時(shí)點(diǎn)顯示石英鐘的彩色光點(diǎn)閃動(dòng)，使傳統(tǒng)的指針顯示與新穎的光點(diǎn)顯示有機(jī)地結(jié)合在一起，鐘面顯得更加美觀。市電停電時(shí)，秒閃器(16)得到停電信號(hào)后，使指示時(shí)間的全部發(fā)光二極管停止發(fā)光，備用電池E只為點(diǎn)顯示鐘的各計(jì)數(shù)器供電，點(diǎn)顯示鐘呈“暗走”狀態(tài)，這樣市電來(lái)電時(shí)，點(diǎn)顯示鐘就可自動(dòng)與指針石英鐘同步顯示。
程序計(jì)數(shù)器(5)是1440步的循環(huán)計(jì)數(shù)器(見(jiàn)圖3-4)，實(shí)現(xiàn)晝夜24小時(shí)循環(huán)。程序計(jì)數(shù)器輸出端Q0-Q10分別與隨機(jī)存貯器RAM的地址輸入端A0-A10相連，Q0-Q10輸出一系列二進(jìn)制信號(hào)作為RAM的單元地址碼(每一分鐘都有對(duì)應(yīng)的地址碼)，RAM的D1-D8端是輸入輸出線，本例只用D1端外接信號(hào)，其余各端可依需要擴(kuò)充。RAM的讀寫(xiě)信號(hào)WE端與編程按鈕AN相連，在讀寫(xiě)信號(hào)WE處于低電平(即AN按下)時(shí)，RAM處于“寫(xiě)”狀態(tài)，D1線上的高電平或低電平信號(hào)(由開(kāi)關(guān)K的位置決定)就可寫(xiě)入RAM相應(yīng)的單元之中，而當(dāng)讀寫(xiě)信號(hào)WE處于高電平時(shí)，RAM為“讀”狀態(tài)，在數(shù)據(jù)線D1上依次呈現(xiàn)出存貯器各單元的內(nèi)容，當(dāng)D1上是高電平時(shí)，經(jīng)過(guò)功率放大器(10)就可以驅(qū)動(dòng)繼電器(11)帶動(dòng)電鈴(或音樂(lè)集成電路等)報(bào)時(shí)。
為了便于編制程序，設(shè)置了快慢進(jìn)電路(4)，它由快、慢進(jìn)控制按鈕AN1、AN2和多諧振蕩器組成(見(jiàn)圖3-8)，其輸出接到60進(jìn)制計(jì)數(shù)器的CP端，使程序計(jì)數(shù)器和點(diǎn)顯示鐘以比正常速度快3600倍的頻率實(shí)現(xiàn)“快進(jìn)”，以比正常速度快60倍的頻率實(shí)現(xiàn)“慢進(jìn)”，補(bǔ)償了指針石英鐘不能快進(jìn)的不足，為用戶提供快速編寫(xiě)、檢查和修改程序的手段，并同時(shí)給出極為直觀的顯示。編程結(jié)束后，再用快、慢進(jìn)控制按鈕校準(zhǔn)點(diǎn)顯示鐘與指針石英鐘同步。
當(dāng)市電斷電時(shí)，二極管D的正端為低電平，負(fù)端為高電平，二極管D為截止?fàn)顟B(tài)，隔斷了耗電較大的單穩(wěn)延時(shí)電路(8)，功率放大電路(10)和繼電器(11)，電池E通過(guò)R給存貯器RAM供電，同時(shí)片選信號(hào)CS無(wú)效(呈“高電平”)，RAM(6116)進(jìn)入微功耗保程序狀態(tài)。電池E通過(guò)R也向需要工作的其它計(jì)數(shù)電路供電，由于這些電路都選用CMOS電路，功耗特別小，所以只用2節(jié)2號(hào)電池，在市電連續(xù)停電一年程序也不會(huì)丟失，兩種仍可同步運(yùn)行。為了保證在市電來(lái)電和停電瞬間的干擾不破壞程序，用一種“回避”法，即使存貯器由正常工作狀態(tài)轉(zhuǎn)入保持?jǐn)?shù)據(jù)狀態(tài)(或與此相反)的狀態(tài)轉(zhuǎn)換時(shí)間與市電來(lái)電或斷電的時(shí)間錯(cuò)開(kāi)，這樣就可回避強(qiáng)大的瞬間干擾脈沖。它是由電阻R3、電容C1、繼電器接點(diǎn)J1和三極管BG2組成的快放、慢充的延時(shí)電路(見(jiàn)圖3-4)實(shí)現(xiàn)的。市電來(lái)電時(shí)，穩(wěn)壓電源(17)開(kāi)始工作，R3、C1的延時(shí)作用使存貯器RAM的片選信號(hào)CS在全部電路電源穩(wěn)定后變?yōu)橛行?低電平)，RAM由維持?jǐn)?shù)據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)入正常工作狀態(tài)。市電停電時(shí)，穩(wěn)壓電源(17)的Vdd端接有濾波大電容C，C上的電荷足以使整機(jī)工作數(shù)秒鐘，同時(shí)在停電的瞬間，接在電源橋式整流輸出端的繼電器線圈失電，觸點(diǎn)J1迅速閉合，三極管立刻截止，使RAM的CS端由電池E提供高電平，RAM由正常工作狀態(tài)轉(zhuǎn)入微功耗維持?jǐn)?shù)據(jù)狀態(tài)，完成對(duì)RAM提前下電的動(dòng)作，再過(guò)片刻，電容C上的電荷完全消失，整機(jī)由電池供電工作。
在功率放大器前接入一個(gè)由單穩(wěn)延時(shí)器(8)和與門(mén)(9)組成的信號(hào)變換電路，單穩(wěn)延時(shí)器(8)的輸入信號(hào)取至Pm，輸出端Q接到與門(mén)(9)的1端，與門(mén)的2端直接接RAM的D1端。該電路有兩個(gè)作用其一，分開(kāi)從存貯器RAM連續(xù)調(diào)到數(shù)據(jù)線D1上的相鄰高電平信號(hào)。其二，輸出寬度為20秒的矩形脈沖信號(hào)(此寬度根據(jù)需要可調(diào))，依此確定每次打鈴時(shí)間為20秒。舉例來(lái)說(shuō)，若在RAM中存有如下作息時(shí)間第1、2、3分鐘，每分鐘打一次鈴，第4分鐘不打鈴，第5分鐘再打一次鈴，執(zhí)行此程序時(shí)，RAM D1端上的脈沖波形如圖4-3所示，對(duì)于功率放大器(10)來(lái)說(shuō)，只承認(rèn)第一個(gè)方波的上升沿有效，由于這個(gè)原故，本來(lái)3分鐘應(yīng)響三次鈴，結(jié)果只響一次，丟失了兩次，在經(jīng)過(guò)單穩(wěn)延時(shí)器(8)(見(jiàn)圖4-5)和與門(mén)電路變換后(見(jiàn)圖4-6)就可滿足要求。
本發(fā)明所涉及的報(bào)時(shí)鐘，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單功耗小，成本低，特別是編程極為方便，用戶不必具備計(jì)算機(jī)知識(shí)，也不需另設(shè)專(zhuān)用編程設(shè)備或計(jì)算機(jī)，只需要按撥機(jī)殼上的按鈕或開(kāi)關(guān)就可將程序存入鐘內(nèi)。點(diǎn)顯示鐘在顯示時(shí)間和作程序指示器的同時(shí)，還具有裝飾作用和夜光顯示作用。本發(fā)明還可用于家用電器等的定時(shí)控制，或作機(jī)器簡(jiǎn)易時(shí)間控制器。
權(quán)利要求
1.一種點(diǎn)線雙顯示程控報(bào)時(shí)鐘，包括指針石英鐘(1)、信號(hào)源(2)、60進(jìn)制計(jì)數(shù)器(3)、程序計(jì)數(shù)器(5)、程序存貯器(7)、功率放大器(10)、電源電路(17)，其特征在于設(shè)置一由發(fā)光二極管作顯示元件的點(diǎn)顯示鐘，點(diǎn)顯示鐘與指針石英鐘在同一鐘面上同步指示時(shí)間，市電斷電時(shí)，點(diǎn)顯示鐘呈“暗走”狀態(tài)；快慢進(jìn)電路(4)在控制編程的同時(shí)控制點(diǎn)顯示鐘顯示編程狀態(tài)；利用延時(shí)電路(6)控制程序存貯器RAM(7)安全保程序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的報(bào)時(shí)鐘，其特征在于點(diǎn)顯示鐘由5進(jìn)制計(jì)數(shù)器(15)、兩級(jí)12進(jìn)制計(jì)數(shù)器(13)、(14)和雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(12)及對(duì)應(yīng)的譯碼驅(qū)動(dòng)器和發(fā)光二極管依次呈電氣連接而成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的報(bào)時(shí)鐘，其特征在于點(diǎn)顯示鐘還可接入一個(gè)秒閃器(16)提供閃爍秒指示。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的報(bào)時(shí)鐘，其特征在于點(diǎn)顯示鐘可用16只發(fā)光二極管顯示60分鐘，顯示步距為1分鐘。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的報(bào)時(shí)鐘，其特征在于各計(jì)數(shù)器均采用CMOS集成電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的報(bào)時(shí)鐘，其特征在于程序存貯器(7)是具有微功耗性能的CMOS RAM(6116或其它型號(hào))。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的報(bào)時(shí)鐘，其特征在于延時(shí)電路(6)是一種具有慢沖電、快放電性能的阻容延時(shí)電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的報(bào)時(shí)鐘，其特征在于快慢進(jìn)電路(4)是由控制按鈕和多諧振蕩器連接而成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的報(bào)時(shí)鐘，其特征在于報(bào)時(shí)信號(hào)經(jīng)過(guò)單穩(wěn)延時(shí)電路(8)和與門(mén)(9)進(jìn)行信號(hào)變換后輸出到功率放大器(10)。
全文摘要
本發(fā)明由指針石英鐘、點(diǎn)顯示鐘、60進(jìn)制計(jì)數(shù)器、程序計(jì)數(shù)器、微功耗程序存貯器、功率放大器等電路組成。點(diǎn)顯示鐘和指針石英鐘在同一鐘面上同步指示時(shí)間，利用鐘上的控制開(kāi)關(guān)隨時(shí)和迅速地編寫(xiě)、修改和校正程序，24小時(shí)內(nèi)最多可設(shè)定1440個(gè)時(shí)間點(diǎn)，同時(shí)由點(diǎn)顯示鐘直觀地顯示編程狀態(tài)，而且可在任何情況下安全保程序。本發(fā)明功耗小、成本低，適合于學(xué)校、家庭使用，也可作為簡(jiǎn)易時(shí)間順控器。
文檔編號(hào)G04C23/08GK1039664SQ8910468
公開(kāi)日1990年2月14日 申請(qǐng)日期1989年7月5日 優(yōu)先權(quán)日1989年7月5日
發(fā)明者楊合勤 申請(qǐng)人:楊合勤