专利名称：多功能电子月历的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电子月历，特别是涉及一种采用矩阵扫描式发光数码管显示器的多功能电子月历。
月历已成为人们日常生活和工作中的必需品，通常使用的月历是纸质的印刷月历，如挂历、台历等，这种月历需要随时翻动、逐年更换，使用不方便，要消耗大量的纸张，而且不能随意查询前后多年的有关日期的信息，近年来，随着计算机技术的发展，采用计算机处理技术的电子月历已经问世，目前的电子月历都是用大面积的液晶板来显示，但这种液晶显示方式的亮度低、而且需要背景光，在环境照明度低的情况下或在稍远的视见距离上就很难清楚地观察到显示的数据。另外，现有的电子月历仅仅能显示公历的日期信息、实时时间数据或者还具有设定定时叫闹的功能，不能显示农历日期和反映气候变化的节气变化信息，农历和节气变化是数千年来中华民族总结出的重要的天文、气象的科学规律，在农业生产和日常生活中都是十分重要的信息，因此具有农历、节气变化信息的月历也是十分有用的。
基于上述情况，本实用新型的目的是提供一种显示亮度高、具有农历和节气变化信息显示、使用方便而且结构简单的多功能电子月历。
本实用新型的另一个目的是提供一种既使在交流市电供电中断的情况下仍然能使用日期、实时时间连续运行的多功能电子月历。
为实现上述的目的，按照本实用新型的多功能电子月历采用微处理器来处理农历、节气数据，以便对照公历日期显示出来，并采用矩阵扫描式发光数码管显示器来显示月历数据；按照本实用新型的电子月历设置有备用电源电路，以确保在交流市电中断时维持电路的正常连续运行。具体地说，在本实用新型的多功能电子月历的外壳中设置有安装在电路板上的中央控制电路以及矩阵扫描式显示器电路。在外壳的透明面板上印有月历边框、农历日期显示框格、农历节气名称以及年、月、日、闰、农历等固定字符；外壳内的电路板包括中央控制电路板和矩阵扫描式显示器电路板。
中央控制电路板上安装有中央控制器电路及其相应的接口插件，还安装有供电电源电路；矩阵扫描式显示器电路板上安装有扫描驱动器电路及其与中央控制器电路连接的接口插件，还安装有由发光数码管和发光二极管混合按矩阵排列的显示器电路。
中央控制电路由微处理器、实时时钟电路、存储器、地址锁存器、前置驱动器、扫描锁存器和译码器组成，微处理器是中央控制电路的核心单元，用以根据存储器中存储的执行程序处理来自实时时钟电路的公历日期数据、实时日期时间数据以及设定的定时信息等，并处理来自存储器的农历日期、节气变化数据等。实时时钟电路由一片通用的实时时钟芯片构成，经数据总线与微处理器连接，用以提供公历月历数据和实时日期、时间数据，并提供设定的定时数据，实时时钟电路还接有备用电源电路，正常运行时该备用电源电路中的蓄电池由供电电源充电，一旦交流市电中断时该电路为实时时钟芯片供电，以维持其连续不间断运行。存储器存储有微处理器执行程序以及农历、公历对照数据，存储器通过地址锁存器由数据总线和地址总线与微处理器连接，译码器也通过上述地址锁存器由地址总线连接到微处理器，译码器的输出端分别接至实时时钟电路和扫描锁存器，用以为它们提供片选信号，扫描锁存器经前置驱动器由数据总线与微处理器连接，因为锁存器数量多，所以在扫描锁存器之前加一级前置驱动器，扫描锁存器作为微处理器的末端，其各条扫描驱动线接至中央控制电路板上安装的接口插件上，以便用电缆与后述的矩阵扫描式显示器电路相对应的接口插件连接。
安装在矩阵扫描式显示器电路板上的扫描驱动器的各输入驱动线连接在该电路板上安装的接口插件上，以便通过电缆与前述中央控制电路板上的扫描锁存器输出线连接的接口插件相连接。扫描驱动器的输出驱动线分别连至按矩阵排列的各显示器件的驱动端。按照本实用新型的多功能电子月历所采用的显示器电路是矩阵扫描式显示器电路，显示器件采用高亮度的发光数码管和发光二极管，两种显示器件根据需要混合按矩阵方式排列。更具体说，采用七段发光数码管显示构成月历的日期、实时日期、实时时间和农历日期，而实时时间的时分秒分隔符号、定时闹铃符号、节气变化显示符号及农历闰月显示符等是固定显示符号。扫描驱动器由位驱动器和段驱动器两部分组成，位驱动器沿矩阵排列的行方向为每列显示器件(一列发光数码管或一列发光数码管和发光二极管组混合)配置一条位驱动线，用以根据来自译码器的片选信号沿行方向扫描，逐列驱动各列的显示器件。而段扫描驱动器为每行显示器件的各字段(或各发光二极管)配置一条段驱动线，用以根据来自译码器的片选信号配合位驱动线驱动相应的字段发光。
按照本实用新型的多功能电子月历，由于采用矩阵扫描式的发光数码管和发光二极管显示器，不仅具有高的发光亮度，而且，相应地不需要为每个发光器件都配置驱动器，仅需每行配置一个段驱动器，每列配置一个位驱动器，从而节省了大量的驱动元件，简化了结构。
由于采用了微处理器来处理农历和节气数据，可以根据存储器的容量，存储数十年的公历、农历日期信息，并通过微处理器的键控开关功能，可以追朔检索以往的日期相关信息，也可以查询未来的日期相关信息。因此，按照本实用新型的多功能电子月历，将普通电子月历仅显示公历日期、月历、实时时间及设定定时等功能扩展增加了农历，节气变化显示功能以及追朔检索和未来查询等功能实现了电子月历的多功能化。
另外，中央控制电路的实时时钟电路设置有备用电源电路，既使在交流市电中断的情况下，也不会发生月历、日期、时间的中断，无需重新调整。
以下结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。
图1是按照本实用新型的多功能电子月历的斜视图。
图2是
图1的电子月历的正面摆放的俯视图(未示出电源线)。
图3是沿图2的A－A线的剖面图，用以示意性地表示内部总体结构布局。
图4是按照本实用新型的多功能电子月历的电路方框图。
图5是中央控制电路和电源电路的原理电路图。
图6是矩阵扫描式显示电路的原理电路图。
参照
图1至图3，按照本实用新型的多功能电子月历由外壳1，中央控制电路板2和矩阵扫描式显示电路板3构成。其中外壳1包括壳体11、后盖12和透明面板13，透明面板13镶嵌在壳体11的前开口上，其上印制有月历边框，边框的上方左侧相应的位置上间隔地印有年、月、日字符；边框左右侧分别按顺序印有24节气的名称；边框在右下角印有农历方框，其中印有月、日及“闰”字字符。不透明面板13的左下角处设有为中央控制电路的键控开关伸出面板的开口。后盖12按常规和卡扣或其他方式封闭壳体11的后开口，中央控制电路板上设置的电源电路的电源变压器B1安装在壳体11的底板中央向后突出的部位。
矩阵扫描式显示电路板安装显示器件矩阵的一面贴近透明面板13的内侧，与透明面板平行地卡接固定在壳体11的上下内表面上，中央控制电路板与矩阵扫描式显示电路板平行地且相间隔地卡固在壳体11的上下内表面上，中央控制电路板和矩阵扫描式显示电路板通过电缆和接口插件连接在一起。
图4是按照本实用新型的多功能电子月历的电路方框图，用作数据处理及运行控制的微处理器是中央控制电路的核心单元，手动键控开关K、时基电路T1接在微处理器上，分别为微处理器提供功能选择用键控信号和标准时基信号；定时闹响电路AL也接于微处理器，用以在微处理器的控制下在设定的定时时间发出闹响声音。微处理器经数据总线与实时时钟电路连接，同时通过地址锁存器由地址总线和数据总线接到存储器。扫描锁存器通过前置驱动器由数据总线连接到微处理器。译码器的输入端与经过地址锁存器的地址总线连接，其输出线分别接到扫描锁存器和实时时钟电路，以提供片选信号。
另外通用的复位电路Re的输出端分别接至微处理器、实时时钟电路和扫描锁存器，用以提供给它们复位信号。实时时钟电路还接有备用电源电路Ba和实时时基电路T2，在正常运行状态下备用电源电路由供电电源充电，一旦交流供电中断时，备用电源为实时时钟电路提供必要的直流电源，以继续维持实时时钟电路正常运行，实时时基电路为实时时钟电路提供时基信号。扫描锁存器把经过前置驱动器驱动的数据信号和来自译码器的片选信号送到扫描驱动器，由驱动器驱动矩阵扫描式显示器的显示器件，显示整幅月历图表、实时年月日日期和实时时间，同时显示农历日期、节气变化信息符号和定时闹钟状态符号。
供电电源电路是常规的交流供电、整流、稳压电路、分别为中央控制电路和显示电路供电。
图5是中央控制电路和电源电路的原理电路图。其中U1是一块CPU芯片，构成微处理器，本实施例中选用型号为8031的集成电路芯片作为微处理器。键控开关K由四个常开按钮开关K1－K4和一个常开拨动开关K5构成，其一个接点公共接地，另一个接点分别接微处理器U1的键入端，并且分别经限流电阻排RP1各自的限流电阻与经稳压的供电电压Vcc(后面将描述)连接，用以为微处理器U1提供功能选择用的键入信号，五个键开关K1～K5分别对应于显示面板上的方式钮、进时键、退时钮、止闹钮和设定钮。由电容器C1、C2、石英晶体CR1构成标准时基电路T1，接到微处理器U1的时基信号输入端，用以为微处理器提供时基信号。由晶体管BG1、电阻R1和扬声器SP构成的定时闹响电路AL接在微处理器U1的一个输出控制端上，由微处理器U1根据实时时钟电路设定的定时时间控制定时闹响。
实时时钟芯片U2构成提供实时日期和实时时间数据的实时时钟电路，本实施例中选用的实时时钟芯片U2的型号为MC146818芯片，它的数据输出端经数据总线与微处理器U1连接；由电容器C5，半可调电容器C5、石英晶体CR2、电阻R4、R5组成的标准晶振时基电路T2为实时时钟芯片U2提供时基信号；由晶体管D1～D3、电阻R9以及蓄电池E1构成备用电源电路Ba，其中稳压后的供电电压Vcc经二极管D1正向接在实时时钟芯片U2的供电端子，二极管D2的正极和二极管D3的负极也同时接在该供电端子上，二极管D2的负极接电阻R9，电阻R9的另一端与二极管D3的正极并且与蓄电池E1的正极连接，蓄电池E1的负极接地，在正常供电状态下，经稳压的电压Vcc经二极管D2和电阻R9为蓄电池E1充电，并为实时时钟芯片U2供电，一旦交流市电中断，被充了电的蓄电池E1经二极管D3为实时时钟芯片U2供电，维持实时时钟芯片运行，此时虽然交流供电中断，无法驱动显示器显示数据，但实时时钟芯片U2正常运行，使连续运行的实时日期、时间不会中断，再次交流供电正常时，无需重新进行时间调整设定操作。
用来存储执行程序以及农历公历对照数据等的存储器由只读存储器(ROM)U3和随机存取存储器(RAM)U4构成，它们的输入地址线经地址锁存器U6由地址总线与微处理器U1连接，其数据输出线直接经数据总线与微处理器U1连接，该实施例的只读存储器U3选用型号为27128的只读存储器芯片，随机存储器U4的型号选用6264随机存储器芯片，地址锁存器U6的型号选用74LS373锁存器芯片。
扫描锁存器包括12块段扫描锁存器U11～U22和2块位扫描锁存器U23，U24，分别用以锁存来自微处理器U1的段扫描地址和位扫描地址，由于锁存器数量多，所以在扫描锁存器U11～U24和微处理器U1之间，在数据总线上串接有一个前置驱动器U5。该实施例中各扫描锁存器选用型号为74LS273的锁存器芯片，而选用型号为74LS244的芯片为前置驱动器U5。
译码器由译码器芯片U7A、U7B、U7C及或门U9A，U9B，反相器U9E组成，译码器芯片U7A、U7B、U7C的输入数据线经地址总线与微处理器U1连接，而芯片U7A输出的片选信号经或门U9C、U9D分别送到位扫描锁存器U23，U24，同时，芯片U7A的另一路片选输出端经反相器U10C以及由晶体管BG2、电阻R6、R7、R8，电容器C9，C8构成的驱动电路为实时时钟芯片U2提供片选信号，芯片U7A还有一路片选输出端经或门U9A接到芯片U7B的一个数据输入端，同时还和经反相器U9E反相的来自地址总线的信号一起接到或门U9B的两个输入端，其输出端连到芯片U7C的一个数据输入端，芯片U7B和U7C的片选输出线分别接到段扫描锁存器U11～U22的片选输入端子，为各段扫描锁存器提供片选信号。本实施例的译码器芯片U7A～U7C选用型号为74LS139译码器；或门U9A～U9D为74LS32、反相器U9E为74HC04。
段扫描锁存器U11～U22各自的7条段驱动线SE01A～SE01G，至SE12A～SE12G分别接于后述的段驱动器相对应的输入驱动线上，同样，位扫描锁存器U23，U24各自的8条位驱动线DI01～DI08及DI09～DI16与后述的位驱动器相对应的驱动线相连接。
复位电路Re由电阻R3、电容器C4，复位按钮K6及反相器U10A，U10B组成，经稳压的直流电压Vcc经电阻R3接至与复位按钮K6两接点并联的电容器正极端，电容器C4负端接地，电容器C4的正端还经反相器U10B接至微处理器U1的复位端子，同时再经反相器U10A接至实时时钟芯片U2的复位端子和扫描锁存器U11～U24的各复位端子，分别为微处理器U1、实时时钟芯片U2及扫描锁存器U11～U24提供复位信号。
电源电路是普通全波整流稳压电路，未经稳压的直流电压Vc供给位扫描驱动器的末级驱动电路用电，经稳压的直流电压Vcc供中央控制电路及其他驱动电路用电。具体电路由电源变压器B1，整流二极管D4、D5，滤波器电容器C10～C13以及三端稳压集成电路U8构成。
应该说明的是上述的定时闹响电路AL，时基电路T1，T2，为实时时钟芯片U2提供片选信号的驱动电路以及电源电路等均为本领域的普通常识性电路，在此均未作详细的描述。
下面参照图6说明安装在矩阵扫描式显示器电路板上的显示器电路，显示器电路由结构相同的左右两半部组成，每半部均由扫描驱动器和矩阵显示器构成，扫描驱动器又包括位扫描驱动器和段扫描驱动器，矩阵显示器在左右两半部共同由发光数码管和发光二极管组混合排列成6行8列的矩阵结构，所以左右两半部各自构成6行4列的矩阵排列。以下，以左半部为例详细说明，位扫描驱动器是两级级联的位扫描驱动电路，前级位扫描驱动器由三片6线集成驱动器芯片U25～U27构成，末级位扫描驱动器对应每列的一位显示元件由一个大功率晶体管构成，因为矩阵排列的每个阵位上安置一块双位数七段发光数码管(或一个7只发光二极管构成的发光二极管组和一块单位数发光数码管)，所以，每半部矩阵显示器有8组位扫描驱动器分别配置于四列阵位的8列显示器件的每一列，同时有6个段扫描驱动器分别配置于6行阵位的每一行显示器件，另外，由于左右各8列单位显示器件，共需16条位扫描驱动线，而三块集成电路驱动器芯片U25～U27共18条位扫描驱动线，所以左半部用芯片U27的6条驱动线，右半部用芯片U25的6条驱动线，同时左右半部同享芯片U26的各两条驱动线，左半部的8条位驱动线DI09～DI16分别接前述的位扫描锁存器对应的输出线DI09～DI16，前级位扫描驱动器的8条输出驱动线经限流电阻排RP3分别接至末级位扫描驱动器的驱动管BG3～BG10的基极，驱动管BG3～BG10的发射极和基极之间分别接有偏压电阻R10～R17，发射极共同接末级稳压的直流供电电压VC，各自的集电极分别作为驱动输出端连接在每列显示器件的一个驱动极上(发光数码管的一位数的公共驱动极和／或后述的一组发光二极管组各二极管的正极公共线上)。段扫描驱动器是具有七条驱动线的集成电路驱动器U34～U39共6片，其输入线SE07A～SE07G至SE12A～SE12G分别接前述段扫描驱动线SE07A～SE07G至SE12A～SE12G，它们各自的7条输出驱动线分别经限流电阻排RP4～RP9的各限流电阻接到各行发光数码管的7条字段的输入线上或后述的发光二极管组中各个二极管的负极上。矩阵显示器在右半部和左半部基本相同，唯一不同之处仅仅是左半部个别阵位空缺。
图6中由显示器件构成的矩阵排列中的虚线方框表示的是发光二极管组DP1～DP8，实线方框表示的是发光数码管LED1～LED46，每个发光二极管组包含7只发光二极管，其正极公共连接至末级位扫描驱动器的输出驱动线(驱动管的集电极)，而负极分别接到一条经限流电阻的段扫描驱动线上，8组发光二极管组共56只发光二极管，分别对应显示的发光符号有时分秒的4个间隔符(园圈形)、闹铃符号(右上角的马铃形)、月历边框左右侧边与显示面板13上印制的24节气名称之间的24个对应节气的园圈符号及其间的24个箭头形符号，以及农历方框右端闰月显示符(长方框形)。该图中仅绘出了发光二极管组DP1的具体连接图，而发光二极管组DP2～DP8的电路结构和发光二极管组DP1的电路结构相同。实线方框表示的显示器件LED1～LED9是单位发光数码管，对应显示月历中1日～9日的数字，LED10～LED46是双位发光数码管，对应显示双位的10～31日的数字、年份数字、双位月份、日期数字、时间的双位时分秒数字以及农历的月份、日期双位数字。本实施例中前级位扫描驱动器选用74LS06集成电路驱动器，段扫描驱动器选用MC1413集成电路段驱动器，末级位扫描驱动器可采用任意型号的大功率PNP型晶体三极管，发光二极管和发光数码管可根据总体设计尺寸选用不同规格和颜色的发光二极管和发光数码管。
如
图1所示示例性地显示了1994年4月的月历，其中实时日期是1994年4月5日，实时时间是17时48分32秒，农历2月25日，节气是清明，有定时闹响设定。图中用虚线表示了未显示的固定符号，其中有节气园圈形符号，节气运行方向符(箭头)、闰月显示符。
以上以实施例的方式详述了本实用新型的具体实施方案，并且列举了所采用的元器件的具体型号，但是本实用新型并不限于这些具体型号的元器件，任何具有相同功能的元器件都可应用于本实用新型的具体电路之中。另外，对本领域的普通技术人员来说，在本实用新型的构思范围内可以作出各种变化的方案以实施本实用新型，但均应认为没有超出本实用新型权利要求的保护范围。
权利要求1.一种多功能电子月历，由具有印制着月历边框的透明显示面板的外壳、装于外壳中的中央控制电路板以及贴附于透明显示面板内侧的显示电路板组成，其中中央控制电路板上安装有中央控制电路，显示器电路板上安装有显示器电路，其特征在于所述中央控制电路包含有用来处理农历日期和节气变化及其与公历日期对照的数据的微处理器以及与微处理器连接的用以提供公历日期及实时时间的实时时钟电路；所述实时时钟电路设置有备用电源电路；所述微处理器还设有经过地址锁存器与它连接的用以存储执行程序和农历日期、节气变化数据的存储器；所述显示器电路由扫描驱动器和由扫描驱动器驱动的矩阵扫描式显示器组成。
2.根据权利要求1的多功能电子月历，其特征在于所述矩阵扫描式显示器由发光数码管和发光二极管作为显示器件。
3.根据权利要求1的多功能电子月历，其特征在于所述扫描驱动器包括位扫描驱动器和段扫描驱动器，所述位扫描驱动器由集成电路芯片构成的前级位扫描驱动器和与之相级联的晶体管构成的末级位扫描驱动器构成；所述段扫描驱动器是七段集成电路驱动器。
专利摘要本实用新型公开了一种多功能电子月历，包括带有印着月历边框的透明显示面板的外壳及装设在外壳中的中央控制电路板和显示电路板，安装在中央控制电路板上的中央控制电路设置有处理农历及节气变化数据的微处理器，还设有带有备用电源电路的实时时钟电路；显示电路板上安装的显示电路是矩阵扫描式发光数码管和发光二极管构成的显示器矩阵。
这种多功能电子月历不仅可显示公历月历、实时日期时间，而且可以显示相应的农历日期和节气变化，通过功能选择可以追朔检索和未来查询有关日期的信息。由于采用矩阵扫描方式发光数码管显示，发光亮度高，结构简单。
文档编号G09D3/12GK2203481SQ9421264
公开日1995年7月12日 申请日期1994年5月26日 优先权日1994年5月26日
发明者孙惠民, 华正权, 曹云德, 周伟 申请人:曹云德