专利名称：自主编程多定时数字电子钟的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数字电子钟，是一种拥有自主知识产权、可编程的多 定时高精度数字电子钟，适合普通家庭作为每日多次定时之用，特别适合有学 生或上班族的家庭使用。
背景技术：
至今为止市面上并未见可多次定时的普通电子钟。常见的指针式电子钟定 时后每天会在上下午各闹响一次，而且闹响的时间特别长，并不实用。而常见 的数字式电子钟每天只能闹响一次，也不适合有学生或上班族的家庭使用。很多家庭都有这样的经历为了每天早上起床、上学上班和中午午休后唤醒，必 须使用两三个闹钟，那中学生还有晚自习呢！所以拥有一个具有多次定时闹响 功能的普通电子钟，是大多数家庭的实际需要。实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种可自主编程的多定时数字电子钟。它采用 通用元器件设计而成，其成本不高，拥有自主知识产权，使用方便，走时精确， 适合普通家庭作为每日多次定时之用。自主编程多定时数字电子钟的实施例由液晶显示屏LCD、 LCD驱动螺片 HT1621、单片机EM78P153S和非易失性存储器EEPROM 24C01以及相应的外围元 器件组成。这里要指出的是HT1621、 EM78P153S和24C01价格低廉，其总成本 和普通数字电子钟的芯片差不多，所增加的只是软件编程开发的成本，若能形 成批量则二者的价格相差无几，而本实用新型所提供的精心设计的功能、精确 的走时、自主编程的使用方法和拥有自主知识产权的单片机程序，使得本实用新型拥有更实用的使用价值。本实用新型的硬件电路原理图见图1。由于多次定时和自主编程要多占用单片机的时间，所以晶振不能采用普通电子钟所用的32768HZ晶体，而是采用 l.OMHZ的频率，这也是高端电子钟所常用的，其走时精度更高，高频率所带来 的耗电增加用比纽扣电池容量大的7号电池来解决，增加电池容量也是多次闹 响所需要的。本实用新型仅有三个按钮，在拥有自主知识产权的单片机程序的 智能控制下，长按短按相结合、象编程序一样输入各种控制指令进行设置，是 一种自主编程。使用自主编程的方法可以实现所有的功能，计有1、设置时间； 2、设置多次定时；3、设定星期六、日是否闹；4、取消某个定时；5、查看所 设置的定时；6、重复闹响选择；7、闹响开、关选择；8、音量调整；9、闹铃 声渐大；10、闹响止闹；11、点亮LCD屏。这些使用方法和功能是本实用新型的实质内容所在，虽然象是使用说明书， 但不详细介绍不足以说明问题。以下操作中，长按指按某个按钮3秒以上，短 按指按某个按钮0. 5秒左右，SET、 - 、 +是本实用新型的三个按钮，TIME、 ALARM、 SLEEP、 WEEK、 AL1、 AL2、 AL3、 AL4、 AL5、 AL6在LCD显示屏上，见图1。1、设置时间长按SET,显示TIME,短按SET，时闪，按+、-调时(注意选择上、下午)，此时长按则 时自动依次递加或递减；短按SET,分闪，按+、-调分，此时长按则分自动依次递加或递减； 短按SET，星期闪，显示WEEK,按+、-，设定星期几(因为设置多次定时要设星期几闹不闹，所以必须设星期)；短按SET，确认，TIME和WEEK灭，时间设置完成并从刚设置好的时间开始走时，此时LCD显示屏显示当前时间和星期。2、 设置多次定时长按SET,显示TIME，此时短按+、—在TIME和AL1,AL2，AL3，AL4，AL5,AL6之间选择，例选AL1，则AL1显示， 短按SET,时闪，按+、-调时，此时长按则时自动依次递加或递减， (时在1至12和"-"之间改变，注意选择上、下午，"-"是"8" 中间的那一横)；短按SET,分闪，按+、-调分，此时长按则分自动依次递加或递减， (分在00至59和"一"之间改变，"-"是"8"中间的那一横)；短按SET，星期闪并显示WEEK,按+、-选星期几，只能选5、 6、 7， 选5则星期一至星期五闹，选6则星期一至星期六闹，选7则星期一至 星期日都闹。短才安SET，确i人，确i人后ALl显示。重复2，依次设置AL2,AL3，AL4，AL5，AL6的定时，在设置定时过程中 时钟照常走时，设置完后恢复显示当前时间和星期。3、 设定星期六、日是否闹已在"2、"中设定了。4、 取消某个定时同"2、"，但把该定时的时、分设成确认后被取消的定时不 亮，例取消了AL6，则AL6由显示变为不亮。5、 查看所设置的定时长按SET，显示TIME，此时短4妄+、-在TIME和ALl, AL2,AL3,AL4，AL5,AL6之间选择，选中TIME则显示当前时间和星期(此时时闪)，选中AL1至AL6则显示该定时的时间包括星期设置(此时时闪)，此 时若有修改则参照"2、"，若无修改再短按一下SET恢复显示当前时间和 星期。6、 重复闹响选择重复闹响即"贪睡闹响"。每次闹响时间为一分钟，在设定的时间闹 响后若没有止闹，则过三分钟后会再次闹响一次。LCD显示屏上ALARM、 SLEEP有都不亮，只亮ALARM和ALARM、 SLEEP 都亮三种状态，在正常走时状态下，长按按钮"-"，每按一次依次转变 一种状态ALARM、 SLEEP都不亮，表示闹响关；只亮ALARM,表示每个定时只闹响一次；ALARM、 SLEEP都亮，表示每个定时闹响两次。7、 闹响开、关选择和"6、"同，此时ALARM、 SLEEP都不亮。8、 音量调整具有音量调整也是本实用新型的一个特色，在正常走时状态下，每 一次长按按钮"+，，，显示屏右上角的音量标志会在一至三级之间循环变 化。音量标志一级时音量小； 音量标志二级时音量中； 音量标志三级时音量大。9、 闹铃声渐大每次闹响的前十秒闹铃声由小到大，每次共闹响1分钟。10、 闹响止闹闹响时，只要短按任意按钮，闹钟止闹。11、 点亮LCD屏在非设置和闹响状态下，短按按钮"+"，会点亮LCD屏五秒，以便 晚上看时间。本实用新型实施例的单片机采用EM78P153S，这是一片廉价的芯片，具有 1024 x 13bits的R0M， 32 x 8bits的RAM, EM78P153S有一个特色是编程时ROM 不必分页，程序比较精简；24C01是128x8bits的EEPROM,用于储存定时数据 和一些在程序运行过程中产生的、使用不太频繁的数据，音量、闹响设置和星 期设置也存在这里。本实.用新型也可以采用其他厂家生产的单片机，若采用超微功耗的 MSP430F1111A，则具有微功耗和更强的功能。MSP430F1111A是超微功耗的16bits 单片机，片内集成有2048 x 16bits ROM + 256 x 16bits EEP匪+ 128 x 16bits RAM,不必再外接24C01,也不再需要管脚复用了，但是要增加几元人民币。由 于MSP430F1111A的功能更强，本实用新型可以设计成能显示年、月、日、时、 分、秒、星期，能自动调整闰年，能有更多的定时设置，可作为高档机型。单 片机使用MSP430F1111A的设计思路与方法和使用EM78P153S是相同的，本文只 介绍使用EM78P153S的硬件电路设计。本实用新型若集成为一片专用集成电路芯片，其成本还可下降。本实用新型的有益效果是提供了一种可自主编程的多定时数字电子钟， 也是一种高精度的计时工具。尤其是其成本并不高，而且拥有自主知识产权，同时也具有很强的实用性，适合普通家庭作为每日多次定时之用，特别适合有 学生或上班族的家庭使用。因拥有自主知识产权，还可以根据用户的要求改变 功能。
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的"^兌明。
图1自主编程多定时数字电子钟硬件电路原理图。
具体实施方式
图l是自主编程多定时数字电子钟实施例硬件电路原理图。供电电源3伏， 电源上所并联的220'0uF电解电容是为了在换电池时能保持走时约10秒钟，以 避免重新设置走时时间；若嫌体积大则使用10uF的贴片电容即可，因为定时数 据和其它设置储存在EEPR0M里，换电池后仍能保持，只是走时时间需重新设置。 定时次数设为6次，已能满足实际使用要求，若有需要还能增力口。由于采用1. OMHZ 的晶体，走时精度很高，当选用普通的误差为IOPPM的1. OMHZ晶体时，无需调 整日误差便小于0.87秒，平均日误差小于0. 5秒，远远优于使用32768HZ的晶 体，给批量生产带来了方便，也给用户提供了一种高精度的计时工具。LCD驱动 螺片HT1621是邦定在印刷版上的，管脚还有富裕，R10用于调整LCD显示亮度， 根据不同厂家的LCD适当调整至LCD显示效果最佳；EM78P153S和24C01采用贴 片。因尽量控制成本，EM78P153S的I/O 口略少了点，HT1621和24C01的DATA 在各自的片选控制下分时共用，低音量输出和点亮LCD屏的LED灯复用；由于 管脚复用，在音量小和音量大闹响时，因闹响输出是占空比为40%的脉冲串， 所以此时LCD屏也会微亮，但实际使用效果不错，耗电也增加不多。因两节电池在使用过程中的平均电压略小于3伏，整机耗电在非闹响和非点亮LCD屏时 平均约0.25mA。 Ql、 Q2使用放大倍数约100倍的NPN贴片三极管，在点亮LCD 屏时两个LED灯耗电约5 mA;闹响的前5秒使用占空比为20%的脉冲串驱动， 第二个5秒占空比为30c/o，接下来占空比为40%闹响至1分钟，以实现闹铃声 渐大；蜂鸣器的阻抗约100欧姆，当占空比为40%时闹铃小音量闹响时平均耗 电约4 mA,中音量约8 mA，大音量约12 mA，在小大音量闹响时因LCD屏^f敬亮 平均要增加约2mA。整体功耗控制的还不错。若4吏用超z徵功耗的MSP430FllllA 的方案，由于程序可在几种#<功耜4莫式下切换，电池-使用时间约可增加5倍， 而且功能可以增加，可作为高档机型。
权利要求1. 自主编程多定时数字电子钟，它包括由液晶显示屏、LCD驱动螺片、单片机和EEPROM以及相应的外围元器件组成，其特征在于它还包括三个按钮，单片机的智能控制程序通过三个按钮的长按短按相结合、象编程序一样输入各种控制指令，实现各项功能设置。
专利摘要本实用新型涉及一种数字电子钟，是一种拥有自主知识产权、可编程的多定时高精度数字电子钟。其技术解决方案是采用通用元器件，由液晶显示屏、LCD驱动螺片、单片机和EEPROM以及相应的外围元器件组成，软件精心编制，拥有自主知识产权。其成本不高，使用方便，走时精确，具有多次定时闹响功能，可显示星期，可设置星期六、日是否闹，可取消某个定时，可查看所设置的所有定时，具有方便的重复闹响选择和闹响开、关选择，具有音量调整和闹铃声渐大等普通数字电子钟的实用新功能。适合普通家庭作为每日多次定时之用，特别适合有学生或上班族的家庭使用。
文档编号G04G13/02GK201097161SQ200720006279
公开日2008年8月6日 申请日期2007年2月6日 优先权日2007年2月6日
发明者张亦翔, 张飞然 申请人:张亦翔