專利名稱：可編程雙顯示石英鐘的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種具有可隨機編程控制能力的雙顯示石英鐘。適合在室內尤其居室內使用。
當前公知的石英鐘造型多樣、美觀、走時精確。雖然已在音響、報時控制(如光控或夜間睡眠期間定時停止打點)等方面有所改進，但仍未從根本上跳出計時和打點這一基本功能。換言之，若在室內實現(xiàn)電器自動化控制和實現(xiàn)自動打鈴就必須添置專用的編程控制器和自動打鈴器。這樣做，既不方便也不經濟。而上述控制功能在當今普通家庭中已顯得相當必要。
本實用新型的目的是在保留普通石英鐘優(yōu)點的條件下經濟合理地擴展其功能。使之具備可隨機編程能力，實現(xiàn)編排復雜的作息計劃和對一路或多路電器的編程控制，達到自動化、安全、節(jié)電的使用效果；具有指針顯示和數(shù)字顯示，后者LED顯示夜間醒目；通過調定所需的顯示時間差可實現(xiàn)兩個時區(qū)的計時和實現(xiàn)時差程控；高檔產品尚可加遙控功能；甚至用戶需要時可對彩燈進行多花式的程控。這樣便可使石英鐘和雙顯鐘表(如專利JP60－230083，CN86208679)的性能大為擴展。
本編程鐘是這樣實現(xiàn)的機心由石英鐘和數(shù)字鐘式編程控制器組成。它們在電路、結構和功能方面是有機相關的。外殼設計成座鐘或掛鐘形式，面板上除有石英鐘指針外還加有時、分數(shù)顯屏、星期顯示和通道工作狀態(tài)顯示器件以及相應的開關和按鍵。面板外面可加透明防塵蓋板。
程控鐘采用統(tǒng)一的時基，如由石英鐘IC取出步進馬達驅動信號經變換后作為數(shù)字鐘時鐘信號。這樣，既保證了雙顯走時同步，又提高了普通數(shù)字鐘的精度，降低成本。編程鐘還采用共用的電源、備用電池和報訊電路。因此，整個結構和印制板應統(tǒng)一設計。本編程鐘在編程電路方面有兩個主要特點一是設計了一種連續(xù)地址碼快寫電路。其實質是，在SRAM地址信號快速變化時，可以對相應的存貯單元連續(xù)而正確地寫入數(shù)據。為此，就必須把寫信號W變換成相對與地址碼信號的上升沿和下降沿有一個延遲的脈沖。采用這種快寫電路使編程更為方便(編程前無需對RAM置零)，可省去通常單地址編程時不可缺少的大量數(shù)據鎖存器，因此，成本降低，抗干擾力增強。用普通單地址編程法當然也可以進行連續(xù)地址編程，但速度要慢百倍。編程電路另一個特點是設計了改進型字段變換電路。它僅用三個異或非門便把表示12小時中的四個字段信號壓縮成兩位地址信號，再用兩個異或非門便把0－－9分鐘字段信號壓縮成0－－4分鐘和5－－9分鐘具有電平跳變的一位地址信號。用這樣簡單的字段變換電路可以使用一片廉價的2114靜態(tài)存貯器，存貯5分鐘為步長的兩套以24小時為循環(huán)周期的存貯內容，即具備576×4個存貯信息能力，存貯器利用率57.6％。例如直接由數(shù)字鐘字段信號配接SRAM地址線，達到上述功能則需要16片2114或16K×4的RAM，可見效果很為顯著。存貯器利用率更高的方案是雙字段變換后計數(shù)產生地址碼，該法存貯器利用率高達86.4％，但抗干擾力不如前者。
當使用LED數(shù)字顯示屏時，夜間判讀很清晰，較園周分布式照明方法更合理。
星期電路可用計數(shù)器4017或4022對數(shù)字鐘AM或PM發(fā)光點計數(shù)并顯示來完成。這個顯示如果用7段字碼表示應再附加譯碼驅動電路，成本要增加些。
當星期日的信號用作程控禁止信號時，可產生中斷程序的效果。實現(xiàn)的方法是用高電平加到SRAM的SC輸入端。
數(shù)字鐘LED可加消顯電路，它是在數(shù)字鐘電路共陰極或共陽極串入一個電子開關，該開關受掉電信號控制，消顯的目的是節(jié)省備用電池的消耗，但又保證走時正確和存貯器內容不丟失。備用電池是編程鐘掉電時的備用電源。
石英鐘和數(shù)字鐘的調對走時時間是獨立的，因此雖然采用公用時基，卻可以分別顯示兩個任選的時差，達到能同時顯示兩個時區(qū)的標準時間。這個時差也可看作所編程序的時間“平移”。這種“平移”的編程效果就是時差程控，給使用帶來方便。
存貯兩套程序可進一步提供編程控制能力，如可做為夏季和冬季兩套程序，或隨時轉變各電路負載執(zhí)行兩套程序中任何一種。
本程控鐘可以在外形結構上制成座鐘或掛鐘，滿足不同愛好的用戶。
對負載的控制可以直接以饋線連接，也可以用電源線載波法傳送控制信號，在負載電源入口前對控制信號加以識別再去控制相應的負載。也可用紅外光、無線電波或聲波實施無線遙控。無線遙控也可用來代替編程器的手動開關，來遠距操縱工作狀態(tài)轉換。
普通石英鐘、數(shù)字鐘編程器和遙控的具體原理可參閱有關公知文獻，不再贅述。
以下結合附圖對一個實例作重點說明。附

圖1是編程鐘時鐘信號產生電路和快寫脈沖發(fā)生電路。圖中IC為石英鐘電路，晶振信號分頻后由3、5腳輸出周期為2秒的窄脈沖并以此推動步進馬達M轉動。同時3、5腳信號經D1、D2、BG2組成的或非門產生周期為一秒的數(shù)字鐘秒點閃爍信號A。C1、R3組成積分電路展寬該信號。數(shù)字鐘的時鐘信號則由IC第3腳的信號由BG1反相放大所得信號B提供。這樣，石英鐘和數(shù)字鐘的時鐘都是來源于同一個晶體。AN1和AN2分別是信號慢進和快進按鈕它們分別向B點和C點提供編程和對表時的慢進和快進信號。D3－－D7都是隔離二極管?？鞂懨}沖電路由移相電路R7、C2和與或非門組成。這是一種簡單而重要的電路，它保證在地址碼快速變化時，可以正確而連續(xù)不斷地向RAM寫入數(shù)據。其工作原理是用RC積分電路移相作用使W脈沖信號恰好躲開地址碼的上升沿和下降沿。附圖2是新型字段變換電路。根據圖中的邏輯關系可寫出12小時的字段變換碼，它們被送到2114第1、2、3、7腳。字段變換碼如表1所示
同樣可寫出0－－9分鐘字段變換碼如表2。它被送到2114第16腳。
全部字段變換電路只用了五個異或門。較公知技術，如CN86204401隨機編程電子定時器的電路更簡單合理。異或非門可改用異或門，同樣有效。
信號D是由石英鐘IC第6腳輸出的2048HZ信號，它受8HZ和1HZ調制。D信號與編程控制信號進行邏輯“與”后產生報訊信號，再推動訊響器發(fā)音。信號E來自電源變壓器次級線圈。
圖3是編程鐘電路圖，這里SRAM選用2114，根據編程鐘對存貯容量的要求也可使用6116、6264等。IC1、IC2為數(shù)字鐘專用IC，組成數(shù)字計時部份。PIC1為前述圖1電路。IC5和其外圍的電阻、電容和二極管等組成計數(shù)輸入、上電復位和一個星期的日期計數(shù)電路，LED1、LED2……LED7用來顯示星期6、5……星期日。BG3和R15、R16組成掉電消顯開關，D3則是數(shù)顯屏消顯用隔離二極管。Rn1為下拉電阻可保證不發(fā)光字段的電平為邏輯0。IC7、IC8為前述圖2中的異或非門。由圖可見，來自IC2的13個字段信號經過邏輯變換后只占用2114的9根地址線，這樣便可滿足步長為5分鐘、周期為24小時的編程要求。K1～K4為編程控制開關，它們與Rn2上拉電阻、DW穩(wěn)壓管等完成“程控”“手動”轉換和編程時設置二進制數(shù)據用。PIC2是編程鐘輸出驅動電路、功率開關、各通道工作狀態(tài)顯示電路和報鳴等電路，它們都是普通常見電路，故不贅言。Y為訊響器。R11是字段電位匹配電阻，R12是LED限流電阻。圖中左下方是交直流供電、整流、濾波電路，IC4是穩(wěn)壓電路。AN3是“寫”按鈕。AN4是調星期按鈕。
圖4是編程鐘正面布局的一種方案。圖中1是編程鐘殼體，2是表盤，3是指針，4是刻度，左下方是數(shù)字鐘顯示屏12和星期顯示LED，5是四個通道工作狀態(tài)顯示燈，6是四個通道工作狀態(tài)轉換開關，可決定任何一個通道是人工控制狀態(tài)還是程控／遙控狀態(tài)。7、8、9、10分別是對表的快進和慢進按鈕、調星期按鈕和R／W轉換按鈕。當選用遙控方案時尚應在面板上加上遙控傳感器件，像紅外線接收管等。編程鐘造型及裝飾可采用工業(yè)美術設計原理和公知的先進技術，使之豪華大方。
權利要求1.一種可隨機編程雙顯示石英鐘(以下簡稱編程鐘)由步進馬達式石英鐘機心和數(shù)字式電子鐘電路組成雙顯示計時裝置，它們裝在同一個機殼里，有公用的時基，其特征是擴展有一路或多路可隨機編程控制器，而該控制器具有一種新穎的連續(xù)地址碼快寫電路和簡化的數(shù)顯字段信號變換電路。
2.由權利要求1所述的編程鐘，其存儲器是SRAM，存貯器地址信號由數(shù)字鐘字段信號經邏輯變換得到，其特征是用三個異或非門把12個小時的四個字段信號變?yōu)?bit地址信號。
3.由權利要求1所述的編程鐘，其特征在于提供了一種連續(xù)地址碼快寫電路，該電路是延時＞0.1ms的延時電路，而每次延時的基準是地址信號的躍變沿。
4.權利要求1所述的編程鐘，其特征在于可加裝日期計數(shù)和顯示電路，日期信號取自數(shù)顯上午LED，利用星期日信號控制SRAM的CS端可中斷星期日的程序。
5.由權利要求1所述的編程鐘，其特征在于可采用座鐘機殼或掛鐘機殼，機殼上有安放用的支承腳或懸掛孔。
6.由權利要求1所述的編程鐘，其特征在于機殼正面裝有時、分、秒指針，而數(shù)顯屏、整定及編程開關和各通道狀態(tài)顯示燈等有序地排列在指針下方。
專利摘要本實用新型保持普通指針式石英鐘的精確和美觀，又可編排作息計劃和對多路家電、彩燈等進行程控、遙控，產生自動化、安全、節(jié)電效果。它有指針和數(shù)字雙顯示，有公用的電源、晶振時基和報訊電路。新穎的字段變換電路和連續(xù)地址碼快寫電路使控制器更價廉、可靠、編程更快捷易學。夜間數(shù)字鐘LED顯示醒目。調定雙顯的時間差可進行兩個時區(qū)的計時和時差程控。可見，本實用新型將使普通石英鐘大為改觀。
文檔編號G04C17/00GK2064901SQ8921671
公開日1990年10月31日 申請日期1989年9月19日 優(yōu)先權日1989年9月19日
發(fā)明者富良, 趙治偉, 富曉雪 申請人:富良