CN102096370B - 一种多功能航空钟 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多功能航空钟，包括时钟电路、CPU电路、第一驱动电路、第二驱动电路、步进电机和航时LED、现时LED、测时分LED，所述时钟电路为所述CPU电路提供时钟信号，所述CPU电路用于控制第一驱动电路向步进电机输出控制信号，控制步进电机运转，所述步进电机通过减速轮系带动测时秒机械指针转动，指示测时秒；所述CPU电路还控制第二驱动电路，所述第二驱动电路驱动航时LED、现时LED和测时分LED，分别显示航时时间、现时时间和测时时间，当需要同时记录航时时间和测时时间时，显示测时时间，不显示航时时间；测时时间显示回零后，航时LED显示航时时间。

Description

一种多功能航空钟
技术领域
本发明涉及多功能航空时钟技术领域，尤其涉及一种采用微处理器控制技术和LED动态扫描显示技术，并结合传统机械时钟特点的数字指针式多功能航空时钟。 
背景技术
航空设备上需要经常测量航时时间、现时时间，还会根据需要测时，而现有的多功能航空钟不能很好的将这些功能融合在一起。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足提供一种多功能航空钟。 
一种多功能航空钟，包括时钟电路、CPU电路、第一驱动电路、第二驱动电路、步进电机和航时LED、现时LED、测时分LED，所述时钟电路为所述CPU电路提供时钟信号，所述CPU电路用于控制第一驱动电路向步进电机输出控制信号，控制步进电机运转，所述步进电机通过减速轮系带动测时秒机械指针转动，指示测时秒；所述CPU电路还控制第二驱动电路，所述第二驱动电路驱动航时LED、现时LED和测时分LED，分别显示航时时间、现时时间和测时时间，其中现时时间及航时时间显示均为时、分、秒6位显示；当需要同时记录航时时间和测时时间时，显示测时时间，不显示航时时间；测时时间显示回零后，航时LED显示航时时间。 
所述的多功能航空钟，还包括存储电路，所述存储电路为设置在时钟电路内部的236字节电池备份SRAM，所述存储电路用于记忆断电时的航时时间及工作状态、记忆并追踪标准时间。 
所述的多功能航空钟，还包括照明电路和照明模块，所述照明电路驱动照明模块，通过仪表内部LED导光板照明航空钟的表面及指针。 
所述的多功能航空钟，所述时钟电路为DS3232。 
所述的多功能航空钟，所述CPU电路为C8051F320。 
所述的多功能航空钟，所述第一驱动电路为L293DD。 
所述的多功能航空钟，所述第二驱动电路为MAX7221。 
附图说明
图1为本发明航空时钟的原理框图。 
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，对本发明进行详细说明。 
多功能航空钟采用LED段位数码模块作为显示屏，CPU采用C8051F320，利用C8051F320定时中断和外部中断完成按键功能处理、显示处理、步进电机的环形分配控制、时钟芯片DS3232的读写控制以及航时、测时的启动、停止、清零的控制。系统上电后，进行全面检测，系统初始化后，打开定时与外部中断，进行循环显示处理。当有定时中断时，进行按键处理以及闪烁、快加、快减等定时控制。外部中断为标准的时间信号，当有外部中断时，完成测时、航时的时间累加，使用看门狗防止CPU发生故障时进入死机状态。 
用单片机作为微处理器进行控制。系统的标准时钟信号由高精度时钟芯片提供，内部存储器可即时记忆现时和航时。多功能航空钟每次开机通电时，均可进行LED段位数码显示屏和测时指针的自检及记忆电池低电压指示。机载电源为多功能航空钟提供28V直流电源，多功能航空钟内部电源模块设有抗瞬态滤波器和采用厚模混合集成工艺的DC/DC转换器。 
多功能航空钟的现时和航时采用LED数码管动态扫描显示，测时采用LED数码管动态扫描显示和机械式指针(秒针)显示相结合的方式：机械式指针指示0-60秒时间，LED数码管显示分钟时间。多功能航空钟仪表照明采用内部LED导光板照明方式，照明电源直接采用多功能航空钟内部28V直流电源，仪表照明亮度可随LED数码管亮度同时调节。 
第一驱动电路为电机驱动，采用步进电机的专门驱动芯片L293DD，L293DD为ST公司产品，内部包含4通道逻辑驱动电路，可以方便的驱动一个两相步进电机。 
第二驱动电路为数码管显示驱动，采用数码管驱动芯片MAX7221，MAX7221是Maxim(美信)公司专为LED显示驱动而设计生产的串行接口八位LED显示驱动芯片。 
2.4.1通电自检 
多功能航空钟每次通电工作时，首先对LED段位数码管进行自检，同时测时秒针顺时针回转一圈自检，另外系统内部还自动检查记忆电池的电压。系统上电后，CPU先进行系统初始化，然后CPU通过控制显示驱动模块MAX7221，驱动数码管全部点亮显示，接着判断测时秒针是否在零位，如测时秒针在零位，数码管循环显示同时测时秒针运行一周，如果测时秒针在非零位，数码管循环显示同时测时秒针回到零位。最后通过看门狗MAX705的电压比较器，判断电池电压是否小于最低值，如果电池电压小于最低值，进行低电压指示。 
2.4.2现时时间显示 
a.多功能航空钟与标准时间校准后，上排数码管24小时制式显示标准时间，显示范围23h59min59sec。 
b.断电后，内部存储器(时钟电路DS3232内置精度极高的温度补偿实时时钟)可记忆并追踪标准时间；来电后，自动显示标准时间。来电后，CPU从DS3232的实时时钟读取现时时间并显示，该DS3232的实时时钟可以计数秒、分、时、星期、日期、月份和年份信息，对于少于31天的月份，月末日期可自动调整，同时包括闰年修正功能。 
2.4.3航时时间显示 
a.多功能航空钟航时时间可依次按启动、停止、回零来显示航时时间，并可循环显示。显示范围99h59min59sec，下排数码管显示航时时间。 
b.断电后，内部存储器(时钟电路DS3232内部具有236字节电池备份SRAM)可记 忆断电时的航时时间及工作状态；来电后，显示断电时的航时时间及工作状态。通电工作时，当航时状态发生变化时，CPU将航时时间以及航时工作状态写入DS3232内部SRAM中，如果航时为启动状态，每个秒信号来临时，航时时间累加，CPU将更新的航时时间写入DS3232的SRAM。断电后，DS3232内部SRAM保存航时的工作状态以及航时时间。来电后，CPU从DS3232内部SRAM读取航时时间以及航时工作状态并显示，实现断电记忆功能。 
2.4.4测时时间显示 
a.多功能航空钟测时时间可依次按启动、停止、回零来显示测时时间，并可循环显示。显示范围99min59sec，测时时间的分时由下排数码管后两位显示，秒时由机械秒针指示。 
2.4.5显示优先级别 
a.当需要同时记录航时时间和测时时间时，优先显示测时时间，航时时间隐藏；测时时间显示回零(秒针停在0秒位)后，下排数码管自动显示航时时间。在显示测时时间时，下排数码管的第一位分别用“R”“P”“O”来指示航时时间的启动、停止、回零状态。即CPU进行显示处理时，判断测时时间是否为回零状态，只有测时时间为回零状态，才会显示航时时间，即优先显示测时时间。该功能只是测时显示具有优先显示级别，并不影响航时功能，即航时仍保持启动、停止、回零三种状态。 
b.测时的秒针以表面中30sec处为界：当秒针＞30sec时，秒针顺时针回零；当秒针＜30sec时，秒针逆时针回零。当测时回零时，CPU判断测时秒是否小于30秒，如果小于30秒，执行电机反转控制，测时秒针逆时针回零。如大于等于30秒，执行电机正转控制，测时秒针顺时针回零。 
2.4.6亮度显示 
a.多功能航空钟数码管亮度共有五档。或无级调节。 
b.仪表内部照明亮度对应分三档。 
c.数码管亮度与仪表照明亮度同时调节。 
2.4.7记忆电池低电压警示 
多功能航空钟每次通电工作时，系统内部自动检查记忆电池的电压：若电池电压低于2.5V时，LED数码管将有5秒钟电池低电压警示闪烁显示 
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。 

Claims (7)

1.一种多功能航空钟，其特征在于，包括时钟电路、CPU电路、第一驱动电路、第二驱动电路、步进电机和航时LED、现时LED、测时分LED，所述时钟电路为所述CPU电路提供时钟信号，所述CPU电路用于控制第一驱动电路向步进电机输出控制信号，控制步进电机运转，所述步进电机通过减速轮系带动测时秒机械指针转动，指示测时秒；所述CPU电路还控制第二驱动电路，所述第二驱动电路驱动航时LED、现时LED和测时分LED，分别显示航时时间、现时时间和测时时间，其中现时时间及航时时间显示均为时、分、秒6位显示；当需要同时记录航时时间和测时时间时，显示测时时间，不显示航时时间；测时时间显示回零后，航时LED显示航时时间。
2.根据权利要求1所述的多功能航空钟，其特征在于，还包括存储电路，所述存储电路为设置在时钟电路内部的236字节电池备份SRAM，所述存储电路用于记忆断电时的航时时间及工作状态、记忆并追踪标准时间。
3.根据权利要求1所述的多功能航空钟，其特征在于，还包括照明电路和照明模块，所述照明电路驱动照明模块，通过仪表内部LED导光板照明航空钟的表面及指针。
4.根据权利要求1所述的多功能航空钟，其特征在于，所述时钟电路为DS3232。
5.根据权利要求1所述的多功能航空钟，其特征在于，所述CPU电路为C8051F320。
6.根据权利要求1所述的多功能航空钟，其特征在于，所述第一驱动电路为L293DD。
7.根据权利要求1所述的多功能航空钟，其特征在于，所述第二驱动电路为MAX7221。
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