专利名称：多功能电子钟的制作方法
技术领域：
本实用新型属于电子钟技术，更确切地说涉及为日常提供计时及气温测量的多功能电子钟的改进。
背景技术：
现有的时间和气温的计时钟通常是由不透明的电路板、透明的前面板和不透明的后盖板组成，造成较大的遮挡面，看不到钟后面的物体，也看不到钟内极为精巧的结构。同时，显示形式呆板，不够生动活泼，电路结构相当复杂，成本也较高。
发明内容
本发明的目的，在于提供一种通体尽可能做得透明、玲珑剔透，结构简单多变、显示形式奇特活泼的多功能电钟。它能交替显示时间、日期和气温，既可广泛用于家庭，也可用于宾馆大堂等公众场合，富于动感、便于表现，其结构可作为新的广告载体。
为实现以上目的，本实用新型多功能电子钟由镶有显示体的透明显示板、装有串形链接的锁存驱动电路、单片机、输入电路、蜂鸣器、气温传感器、电池等的印刷电路板和机壳、电源等组成。其中透明显示板可由玻璃或其它有机塑料板加工而成，上面所镶的显示体可以是发光二极管或其它发光器件。显示体焊在较透明的印刷电路板上，与锁存驱动电路相连，该印刷电路板大面积空白处挖空，与透明显示板贴在一起，以使钟体尽量透明。
锁存驱动电路串形链接，把单片机来的串行信号锁存为并行信号，向显示体提供足够的驱动电流。其各个输出均可由单片机任意确定，避免了常用的显示译码驱动电路各个输出不可任意确定的弊病，并且整机走线顺直，也易制成单面印刷电路板，以大幅降低成本。单片机内含处理器、数据存储器和程序存储器、计数器等。当为本实用新型设计的程序写入单片机后，可使之在按键输入调钟信号或外部串行输入的校准时钟信号的基础上，维持连续运行、定时报闹，并可将经传感器输入的温度信号转换成温度数码显示。还可根据环境照度的变化时间段，由程序控制显示体的亮度。透明显示板上的显示体按显示时间、日期和气温之需而特殊排列，分为以六位数码显示时分秒各两位、以四位数码显示时分各两位两种。多个显示体排列成弧形笔划，再构成8字数码，在保证简明易辩的基础上加以美化，给人以新鲜感。在交替显示气温时，易于将末位数码显示成C，构成温度单位。
对较大尺寸的钟面，其显示数码由多个显示体排成多列形成粗的7条笔画所构成，在粗笔画的相交处，再设置公用显示体，以增加笔画连贯性的美感。该公用显示体共6处，简化为3处由相应笔画经二极管逻辑驱动，另3处设为常开。六位数码显示的时、分、秒之间各由两个显示体排列为冒号分隔符，一片锁存驱动电路的8条驱动线驱动一位数码管的7段笔画，多出的一条驱动线驱动冒号，在交替显示月日星期的时候，冒号以及原十秒位熄灭以避免误会。四位数码显示的时分之间的分隔符有两种，一种由5个显示体依S形排列，以秒周期顺序闪烁，上午由下向上顺序闪烁，下午由上向下顺序闪烁。另一种四位数码显示的分隔符为冒号，在交替显示月日的时候，冒号也熄灭。在四位数码之外环形排列60个显示体，仿指针式钟面60秒走动一圈。该环形圈可排列为正圆、椭圆、腰圆、方形等，每隔5个显示体即在12个小时的位置，突出这12个显示体。将该显示体加大、变色，也可在其圈内侧或外侧加一个显示体，以便于读秒。显示体60秒走动一圈的形式，可以是正计时，也可以是倒计时。可以是从0秒起每秒累加出或递减掉一个显示体的形式，也可以仅让一个显示体在秒的位置上显示，每秒钟由另一个显示体从0秒处出发沿环形快速碰向上述那一个显示体，将其推动一位。这种显示形式耗电较少且表现活泼。
本机的输入电路为外部的一个串行信号与一个按键信号共用一条线，该线可延长放在方便操作处如外接电源处，以方便遥控。单片机根据该线上的电平变化的时间间隔自动分辨串行的时间码和按键意义。外部串行时间码输入时，由单片机根据各种时间码的规定予以识别，构成多个子钟同步的子母钟系统。当操作按键时，单片机判定持续按2秒后令调整的首位数闪烁，抬起键。若再按1秒后则该位以0.5秒周期加1，再抬起键则闪烁位后移，此时若再按1秒后则该位亦以0.5秒周期加1。若该位不需加1，按键时间小于1秒抬起，闪烁位即后移。依次类推至最末位后，再次按键则退出按键操作并开始走时，超过10秒钟无键操作，会自动退出按键操作，时钟正常运行。在同步后上述分隔符之闪烁比未同步时稍长，以作区别性提示。
显示体尺寸较大、相距较分散时，锁存驱动电路可单独作成锁存驱动模块，固定在各显示体上，用5条线即可将多个显示体连同锁存驱动模块首尾链接起来，生产维修都很方便。该锁存驱动模块上有便于接5条线用的6个端子，分别是显示用电、地线、串行出/入数据各一个、移位脉冲、锁存脉冲。模块上设有稳压块7805，将较高的显示用电变成5V电压提供给锁存驱动IC，当显示用电高于15V时，在模块驱动输出端各对地并联一个15V稳压管作保护，驱动输出就近接向各显示体笔划，所串接的限流电阻分散固定，将热量分散。本机尺寸较小时，电源部分采用单独由交流供电变为直流低压、再经引线送给显示板的分体方式，以使显示部分尽可能轻便。为避免在停电后调钟的麻烦，在电路板上装有电池，以供停电时时钟连续运行而不作较大耗电的显示。机壳分为两件，将装有驱动电路、单片机、输入电路等的电路板装入其中。侧边装有插座以输入直流电源和外部校时信号，而其一边与透明显示板之一边连接固定。机壳合紧后，透明显示板之显示体裸露在外。如此的透明气温时钟，可以吊挂在墙上，也可悬吊在空中，也可将显示板与机壳垂直固定以放在桌子或平台上，晶莹透亮，对环境遮挡较小。
在有些公共场合，可将上述时钟加以变形和组合。如在一块平放的圆形透明板上组成世界时排列。显示体镶在沉孔的透明板下面，其功能性、装饰性可随个性发挥而具较大的变幻空间。在方形钟壳里装有上述仿指针式钟面，外环显示60秒，环内显示时分，下方显示日期或设为广告位置，壳内可加照明灯。
本实用新型的有益效果是，能够以简单多变的结构交替显示时间、日期和气温，显示面不易造成遮挡，既富于动感、便于表现，又是实用的可多个同步的多功能电钟，可广泛用于家庭，也可用于办公室、宾馆大堂等公众场合。
图1是本实用新型的主电路原理图。
图2是根据图1实现的一种印刷电路板走线示意图。
图3是将每片锁存驱动电路单独作成锁存驱动模块，固定在各显示体上的示意图。
图4是锁存驱动IC和显示数码笔画及冒号的连接关系的示意图。
图5是锁存驱动IC和显示数码笔画及冒号的连接关系的电路图。
图6是实施例2的示意图。
图7是实施例3的示意图。
图8是实施例4的示意图。
图9是实施例5的示意图。
图10是实施例6的示意图。
具体实施方式
实施例1.一种多功能电子钟，如图1至图5所示。图1中MCU是单片机(1)，型号为AT90S2313。其4、5脚接晶体振荡器，2、3脚为通用串行接口，经MAX485(6)收发外部串行数据，收发控制由第7脚完成。19脚、18脚和16脚、17脚和15脚分别经CD4050隔离驱动器(2)向锁存驱动电路(3)输出串行数据、移位脉冲和锁存脉冲，移位脉冲和锁存脉冲各两组，按显示内容变化频繁和不频繁各自连接。其间第17、18、1`9脚和1脚还经过端子PCZ(4)，在先把所有元器件包括单片机(1)都焊到电路板上后，再通过PCZ端子(4)向单片机(1)下载程序，便于安全生产。单片机(1)第6脚接调整按键K(5)以及与之共一条线的数据输入线IN(25)。单片机(1)第11脚接温度传感器WD(7)，第14脚接蜂鸣器(8)，为通用电路不详述。单片机(1)还可使用与ATS90S2313引脚排列相似的89C2051或其他单片机。该图中G1至G23为两组锁存驱动电路(3)，型号为5B595、6B595或9988之一种，其最前端数据线连在一起，各锁存驱动电路(3)之Si、So首尾相连，其并行输出Q0-Q7经电阻、串接发光管D连到显示电源Vcc上，显示电源Vcc经稳压电路7805(9)向集成电路等提供5V电压。
图2是根据本实用新型的主电路原理图图1实现的一种印刷电路板(10)走线示意图，可见整机走线顺直，易于制成单面印刷电路板。
图3是将每片锁存驱动电路(3)单独作成锁存驱动模块，固定在各显示体(11)上。锁存驱动模块上有6个端子，用5条线即可将多个显示体(11)连同锁存驱动模块首尾链接起来，分别是显示用电Vcc、地线GND、串行出So/入Si数据各一个、移位脉冲CLK2、锁存脉冲STR2。模块上设有稳压块7805，将较高的显示用电Vcc变成5V电压提供给锁存驱动IC。当显示用电高于15V时，在模块驱动输出端各对地并联一个15V稳压管W作保护，驱动输出就近接向各显示体笔划D，所串接的限流电阻R分散固定，将热量分散。
图4和图5详细描述锁存驱动IC和显示数码笔画及冒号的连接关系，锁存驱动之输出Q0-Q6各自对应显示的a、f、e、d、b、c、g笔画，Q7对应冒号MH。对较大尺寸钟面的粗笔画相交处设置公用显示体，该公用显示体共6处，其中3处J1、J2、J3设为常开，另3处J4、J5、J6分别经各二极管Dj接到相应的笔画驱动线上。
实施例2.一种多功能电子钟，如图6所示。
在图6所示实施例中，机壳(12)引出一条三芯线至小盒(13)，小盒(13)上设有调整时间的按键，也可连接外部时间同步信号。电源变压器(14)从市电220V连至小盒(13)。
它包括机壳(12)、安装在机壳(12)内的电子线路及其印刷电路板(10)以及扣合在印刷电路板(10)上的显示板(15)。显示板(15)为镶有显示体(11)的透明显示板，上面所镶的显示体(11)可以是发光二极管或其它发光器件，在60个环行排列的秒显示体外侧12个小时的位置，各多设置一个显示体以便于读秒。显示体(11)焊在透明或半透明的印刷电路板(10)上，印刷电路板(10)大面积空白处挖空，与透明显示板(15)贴在一起。机壳(12)也透明。
实施例3.一种多功能电子钟，如图7所示。其显示体(11)组成腰圆形，在60个环行排列的秒显示体12个小时的位置，将该显示体变色以便于读秒。
实施例4.一种多功能电子钟，如图8所示。其显示体(11)组成方形圆角，在60个环行排列的秒显示体12个小时的位置，将该显示体变大以便于读秒。
实施例5.一种多功能电子钟，如图9所示。它是一种四位数码显示的电子钟，其显示体(11)组成的冒号呈S形。
实施例6.一种多功能电子钟，如图10所示。它是显示体(11)组成两位数码管加其外的环形60秒的方形钟，作比赛计时或发言限时，可设为正计或倒计。其上有按键(14)作时间预置、启动和停止用，机内的蜂鸣器在预置时间到达前10秒钟开始断续发声，预置时间到则持续发声10秒钟。
实施例1至实施例6能够以简单多变的结构交替显示时间、日期和气温，显示面不易造成遮挡，富于动感。可广泛用于家庭、办公室、宾馆大堂等公众场合。
权利要求1.一种多功能电子钟，包括机壳、安装在机壳内的电子线路及其印刷电路板以及扣合在印刷电路板上的显示板，其特征在于所说的电子线路包括锁存驱动电路、单片机、输入电路、蜂鸣器、气温传感器、电池和电源电路，锁存驱动电路串形链接，把单片机来的串行信号锁存为并行信号，其各个输出均可由单片机控制组合为多变的显示形式，并且整机走线顺直。
2.按照权利要求1所述的多功能电子钟，其特征在于所说的多个显示体排列成弧形笔划，再构成8字数码，多个8字数码之外环形排列着60个显示体。
3.按照权利要求1或2所述的多功能电子钟，其特征在于所说的输入电路为外部的一个串行信号与一个按键信号共用一条线。
4.按照权利要求3所述的多功能电子钟，其特征在于所说的60个显示体由串形链接的锁存驱动电路驱动其仿指针式钟面60秒钟正走或倒走一圈，可以是从0秒起每秒累加出或递减掉一个显示体的形式，也可以仅让一个显示体在秒的位置上显示，每秒钟由另一个显示体从0秒处出发沿环形快速碰向上述那一个显示体，将其推动一位。
5.按照权利要求3所述的多功能电子钟，其特征在于以一片锁存驱动电路的8条驱动线驱动一位数码管的7段笔画，多出的一条驱动线驱动冒号，在交替显示气温、月日星期的时候，冒号以及原十秒位熄灭以避免误会。
6.按照权利要求1或2中任一个所述的多功能电子钟，其特征在于显示数码由显示体排成多列形成粗的7条笔画所构成，在粗笔画的相交处设置有增加笔画连贯性的公用显示体，该公用显示体共6处，简化为3处分别经各二极管接到相应的笔画驱动线，另3处设为常开。
7.按照权利要求1或2中任一个所述的多功能电子钟，其特征在于所说的锁存驱动电路可单独作成便于接5条线的有6个端子的锁存驱动模块，固定在各显示体上，以将多个显示体连同锁存驱动模块首尾链接起来，模块上设有稳压块7805，将较高的显示用电变成5V电压提供给锁存驱动IC，在模块驱动输出端各对地并联一个15V稳压管作保护。
8.按照权利要求2所述的多功能电子钟，其特征在于所说的8字数码表达的时、分之间带有分隔符，分隔符由5个以秒周期向上或向下顺序闪烁的显示体排列成S形。
9.按照权利要求2所述的多功能电子钟，其特征在于所说的60个显示体中每隔5个显示体即在12个小时的位置的显示体的大小、发光与其余不同。
10.按照权利要求3所述的多功能电子钟，其特征在于所说的显示板为镶有显示体的透明显示板，上面所镶的显示体可以是发光二极管或其它发光器件，显示体焊在透明或半透明的印刷电路板上，印刷电路板大面积空白处挖空，与透明显示板贴在一起，机壳也透明。
11.按照权利要求5所述的多功能电子钟，其特征在于显示数码由显示体排成多列形成粗的7条笔画所构成，在粗笔画的相交处设置有增加笔画连贯性的公用显示体，该公用显示体共6处，简化为3处分别经各二极管接到相应的笔画驱动线，另3处设为常开。
12.按照权利要求5所述的多功能电子钟，其特征在于所说的锁存驱动电路可单独作成便于接5条线的有6个端子的锁存驱动模块，固定在各显示体上，以将多个显示体连同锁存驱动模块首尾链接起来，模块上设有稳压块7805，将较高的显示用电变成5V电压提供给锁存驱动IC，在模块驱动输出端各对地并联一个15V稳压管作保护。
专利摘要一种多功能电子钟。包括机壳、电子线路及其印刷电路板以及显示板。显示板为镶有显示体的透明显示板，上面所镶的显示体可以是发光二极管或其它发光器件，调整键只有一个。电子线路包括锁存驱动电路、单片机、输入电路、蜂鸣器、气温传感器、电池和电源电路，锁存驱动电路串形链接，其各个并行输出均可由单片机控制组合为多变的显示形式，并且走线顺直易作成单面板。多个显示体排列成弧形笔划，再构成8字数码，多个8字数码之外环形排列着60个显示体作秒显示。它以简单多变的结构交替显示时间、日期和气温，玲珑剔透，富于动感。可广泛用于家庭、办公室、宾馆大堂等场合。
文档编号G04G21/02GK2692718SQ03218088
公开日2005年4月13日 申请日期2003年6月15日 优先权日2003年6月15日
发明者隋志国 申请人:隋志国