CN109683463B - 一种智能投影钟表装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种智能投影钟表装置,包括时钟模块、激光发射模块、处理模块、红外感应模块和电源模块;所述处理模块包括单片机,单片机分别与时钟模块、激光发射模块和红外感应模块连接;时钟模块包括时钟芯片,时钟模块用于为该装置提供基准时间;激光发射模块包括多个激光二极管,每个所述激光二极管分别连接有驱动电路,驱动电路与译码器的输出端连接,译码器的输入端连接单片机;红外感应模块包括红外传感器,红外传感器的输出端与单片机连接;该钟表装置的单片机对时钟模块提供的基准时间进行处理后,通过控制激光发射模块进行显示。本发明实现了在需要的时候快速、方便的查看时间,且省电环保。

Description

一种智能投影钟表装置
技术领域
本发明涉及钟表技术领域,尤其涉及一种智能投影钟表装置。
背景技术
钟表是既是一种计时工具,又是日常生活中的一件装饰品,可按振动原理、结构和用途特点分类。按振动原理可分为利用频率较低的机械振动的钟表,如摆钟、摆轮钟等;利用频率较高的电磁振荡和石英振荡的钟表,如同步电钟、石英钟表等;按结构特点可分为机械式的,如机械闹钟、自动、日历、双历、打簧等机械手表;电机械式的,如电摆钟、电摆轮钟表等;电子式的,如摆轮电子钟表、音叉电子钟表、指针式和数字显示式石英电子钟表等。
目前,不论是手持式的钟表或者是放置式的钟表均存在一些问题,比如放置式的钟表,在夜晚的时候仍能发出滴滴答答的声音,对休息环境有所影响;如手持式的钟表,会存在在光线暗的情况下无法辨识时间的问题,还需开灯或者是找到手机查看,但是手机有辐射,且有提醒声音,睡觉的时候要放得离人体较远,避免打扰人休息;如有的钟表能够一直发亮来观看时间,则造成电能或者其他能耗,浪费较大,且对人的视线有所影响。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足和缺陷,提供一种智能投影钟表装置,实现了在需要的时候快速、方便的查看时间,且省电环保。
为实现所述目的,本发明所采用的技术方案是:
一种智能投影钟表装置,包括时钟模块、激光发射模块、处理模块、红外感应模块和电源模块;
所述处理模块包括单片机,所述单片机分别与时钟模块、激光发射模块和红外感应模块连接;
所述时钟模块包括时钟芯片,时钟模块用于为该装置提供基准时间;
所述激光发射模块包括多个激光二极管,每个所述激光二极管分别连接有驱动电路,所述驱动电路与译码器的输出端连接,所述译码器的输入端连接单片机;激光发射模块,用于显示钟表时间;
所述红外感应模块包括红外传感器,所述红外传感器的输出端与单片机连接;
所述电源模块,将交流电转换为直流电VCC输出,用于为钟表装置提供电源;
该钟表装置的单片机对时钟模块提供的基准时间进行处理后,通过控制激光发射模块进行显示。
进一步地,该装置还包括时间调节模块;所述时间调节模块包括按键开关S1、S2、S3、S4、S5和上拉电阻R1、R2和R3;按键开关S3、S4、S5的一端分别连接单片机的P0.0、P0.1和P0.2端口,同时,单片机的P0.0、P0.1和P0.2端口分别连接上拉电阻R1、R2和R3。
进一步地,所述按键开关S1和S2,用于调节钟表装置的使用模式为手持式或放置式;
所述按键开关S3,用于切换小时和分钟的显示;
所述按键开关S4,用于调节小时或分钟的时间大小;
所述按键开关S5,用于对调节后的时间大小进行确认保存。
进一步地,所述时钟芯片采用的芯片DS1302,所述时钟芯片连接有晶振电路,晶振电路采用的频率为32.768KHz的晶振;时钟芯片的SC、I/C和CE端口分别与单片机的P1.5、P1.6和P1.7连接;
所述时钟芯片内部设置有输出电压为直流3V的备用电池。
进一步地,所述译码器采用的芯片为74L154,译码器的A、B、C和D端口分别连接单片机的P2.0~P2.3端口。
进一步地,所述激光二极管的数量为12个,激光二极管分别作为圆形表盘的1~12个小时点数;
每个所述驱动电路包括三极管和两个电阻,三极管的基极通过一个电阻连接译码器的输出端,三极管的发射极连接电源VCC,三极管的集电极通过另一个电阻连接激光二极管的正极,所述激光二极管的负极接地。
进一步地,所述红外传感器采用HC-SR501型传感器,红外传感器的VCC端口连接按键开关S1,按键开关S1的另一端通过按键开关S2接电容C1和电源VCC,电容C1的另一端接地,红外传感器的输出端OUT与单片机的P1.0连接。
进一步地,所述电源模块包括变压器和稳压芯片,变压器将输入的220V交流电转换为9V的交流电输出;所述变压器的输出端连接有四个二极管构成的整流桥的两端,整流后的直流电通过稳压芯片输出直流电压VCC;整流桥的另外两端连接有电容C10,电阻R29和二极管D2串联后与电容C10并联。
本发明的有益效果是:
本发明的钟表装置由单片机和DS1302芯片组成,将单片机、DS1302芯片结合其他类型的电路设计成的计时装置,可随身携带,携带方便;也可放置家庭中的任意位置,利用驱动电路驱动激光二极管显示时间,克服了传统钟表在光线暗的情况下无法辨识时间的弊端;此装置既可以电源供电,也可以电池供电,扩大了产品的应用范围;该装置设置的红外感应模块,夜间或凌晨醒来或其他黑暗情况下挥手或走动即可看得到时间,免去开灯和拿手机看时间的烦恼;本发明设计合理,价格低、省电环保、性能稳定可靠,能为使用者带来很多便捷。
附图说明
图1是本发明一种智能投影钟表装置的结构示意图。
图2是本发明单片机及其连接各模块的原理图。
图3是本发明一种智能投影钟表装置的激光发射模块原理图。
图4是本发明一种智能投影钟表装置的电源模块的原理图。
图5是本发明一种智能投影钟表装置的工作流程图。
附图中标号为:100为单片机,101为红外感应模块,102为时间调节模块,103为时钟模块,104为复位电路,105晶振电路,106为激光发射模块,107为电源模块。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细描述:
如图1~4所示,一种智能投影钟表装置,包括时钟模块103、激光发射模块106、处理模块、红外感应模块101和电源模块107;
所述处理模块包括单片机100,所述单片机100分别与时钟模块103、激光发射模块106和红外感应模块101连接;
所述时钟模块103包括时钟芯片,时钟模块103用于为该装置提供基准时间;
所述激光发射模块106包括多个激光二极管,每个所述激光二极管分别连接有驱动电路,所述驱动电路与译码器的输出端连接,所述译码器的输入端连接单片机100;激光发射模块106,用于显示钟表时间;
所述红外感应模块101包括红外传感器,所述红外传感器的输出端与单片机100连接;
所述电源模块107,将交流电转换为直流电VCC输出,用于为钟表装置提供电源;
该钟表装置的单片机100对时钟模块103提供的基准时间进行处理后,通过控制激光发射模块106进行显示。
作为一种可实施方式,本实施例中,所述单片机100采用的是AT89C51单片机;具体如图2所示,单片机100连接有复位电路104和晶振电路105,复位电路104由按键开关S6、电容C9和电阻R6构成,电阻R6和电容C9串联,电阻R6的另一端接地,电容的另一端接VCC,按键开关S6和电容C9并联,电容和电阻的中间通过导线接AT89C51单片机100的RST端口。晶振电路105由晶振Y2、电容C7和电容C8构成,晶振Y2的1脚通过电容C7接地,2脚通过电容C8接地。所述晶振Y2的频率为12MHz,电容C6的容量为0.1μF,电容C7、C8的容量均为22pF,电容C9的容量为1μF;所述电阻R6的阻值为15KΩ。
为进一步优化产品结构,该装置还包括时间调节模块102;所述时间调节模块102包括按键开关S1、S2、S3、S4、、S5和上拉电阻R1、R2和R3;按键开关S3、S4、S5的一端分别连接单片机100的P0.0、P0.1和P0.2端口,同时,单片机100的P0.0、P0.1和P0.2端口分别连接上拉电阻R1、R2和R3。所述按键开关S1和S2,用于调节钟表装置的使用模式为手持式或放置式;所述按键开关S3,用于切换小时和分钟的显示;所述按键开关S4,用于调节小时或分钟的时间大小;所述按键开关S5,用于对调节后的时间大小进行确认保存。具体的,本实施例中,电阻R1、R2和R3的阻值均为10KΩ。
作为一种优选地实施方式,所述时钟芯片采用的DS1302芯片,所述时钟芯片连接有晶振电路,晶振电路采用的频率为32.768KHz的晶振;时钟芯片的SC、I/C和CE端口分别与单片机100的P1.5、P1.6和P1.7连接;所述时钟芯片内部设置有输出电压为直流3V的备用电池。具体的,电容C2和C3直接接在DS1302的Vcc引脚,晶振电路的晶振Y1的引脚1通过电容C5接地,引脚2通过电容C4接地;晶振的引脚1和2分别接DS1302的X1和X2引脚,DS1302的Vcc引脚直接通过导线接电源VCC;电容C2和C3的容量均为0.1μF;电容C4和C5的容量均为33pF。
DS1302是具有涓细电流充电能力的低功耗实时时钟芯片,电容C2和C3为防止电路通电瞬间电压太大损坏晶振电路。同时,内置3V备用电池,可在无电源情况下继续工作,为用户在更换电池时提供准确的时间。
具体的,所述译码器采用的芯片为74L154,译码器的A、B、C和D端口分别连接单片机100的P2.0~P2.3端口。
作为一种优选地实施方式,所述激光二极管的数量为12个,激光二极管分别作为圆形表盘的1~12个小时点数;
如图3所示,每个所述驱动电路包括三极管和两个电阻,三极管的基极通过一个电阻连接译码器的输出端,三极管的发射极连接电源VCC,三极管的集电极通过另一个电阻连接激光二极管的正极,所述激光二极管的负极接地。
应当说明的是,译码器74L154的输出引脚0~11分别连接12个驱动电路的电阻R4~R9及R23~R28;电阻分别经三极管后连接12个激光二极管LD1~LD12;激光二极管LD1~LD12分别作为表盘上的小时数1~12点;当译码器的输出端输出高电平时,三极管的基极为高电平,三极管处于放大状态,从而驱动激光二极管发光;具体的,电阻R4~R9的阻值均为15KΩ;电阻R23~R28均为15KΩ。
作为一种优选地实施方式,所述红外传感器采用HC-SR501型传感器,红外传感器的VCC端口连接联动开关S1,联动开关S1的另一端通过按键开关S2接电容C1和电源VCC,电容C1的另一端接地,红外传感器的输出端OUT与单片机100的P1.0连接。具体的,电容C1的容量为0.1μF;当有人或人体的某部位进入红外传感器的感应范围,则红外传感器输出高电平,此时单片机100读取输出的高电平,访问时钟模块103,改变译码器的输入值,使译码器输出高电平,使激光发射模块106对应的激光二极管点亮。
作为一种优选地实施方式,所述电源模块107包括变压器和稳压芯片,变压器将输入的220V交流电转换为9V的交流电输出;所述变压器的输出端连接有四个二极管构成的整流桥的两端,9V的交流电经整流桥整流后的直流电进入稳压芯片,稳压芯片输出直流电压VCC;整流桥的另外两端连接有电容C10,电阻R29和二极管D2串联后与电容C10并联。电源模块107用于为整个钟表装置供电。
具体的,如图4所示,稳压芯片采用的是LM7805;本电源模块107输出的电压可通过电路调整为5V或3.3V,根据需要进行调整,方便实用;本实施例中输出的直流电压VCC为5V直流电;电容C10为电源输入端的滤波电容,二极管D2为了防止发生高频自激振荡;电容C11用于稳定LM7805内部放大器的工作状态,同时改善电压调整的过渡响应。应当说明的是,本电源模块可不采用变压器,直接采用蓄电池供电,蓄电池可直接采用输出电压为直流5V的,通过header1为该钟表装置供电,也可采用其他的蓄电池供电,蓄电池经稳压器稳压后输出5V直流电即可。
如图5所示,本发明一种智能投影钟表装置的工作流程如下:
初始状态,判断按键开关S6是否按下,如果没有按下,则代表钟表装置正常工作,单片机100输出高电平,通过译码器使12个激光二极管一次点亮后熄灭;单片机100读取时钟芯片的小时位,之后对译码器赋值,使对应小时的激光二极管点亮,经过延时后,读取时钟芯片的分钟位,单片机100再次对译码器赋值使对应分钟的激光二极管点亮,再次经过延时后所有激光二极管均熄灭;
如需对时间进行调整,则按下按键开关S6,此时单片机100读取时间并点亮激光二极管,之后按下按键开关S3,切换小时或分钟的显示,选定需要调整的位后,按下按键开关S4,进行调整该显示为的数值大小,调整完之后可再次按下按键开关S3,再按下按键开关S4进行调整另外一个显示位的大小;当全部调整完毕之后按下按键开关S5进行保存。
下面以时间3:40为例,该钟表装置设置为24h制,此时为夜里,光线不太好;当人的手在装置前挥动,红外传感器感应到信号,向单片机100发送高电平,单片机100读取输出的高电平,访问时钟模块103,改变译码器的输入值,使译码器输出高电平,使激光发射模块106对应的激光二极管点亮,此时点亮的是小时位3,激光二极管LD1、LD2和LD3都点亮,经延时后所有的激光二极管依次点亮一次后,进行分钟位的显示,此时激光二极管LD1、LD2、LD3、LD4、LD5、LD6、LD7、LD8都点亮,延时后,循环显示小时位和显示分钟位两次。应当说明的是,若时间为3:42,则显示分钟位的时候,点亮的激光二极管为LD1、LD2、LD3、LD4、LD5、LD6、LD7、LD8;若时间为3:43,则点亮的激光二极管为LD1、LD2、LD3、LD4、LD5、LD6、LD7、LD8、LD9;本发明钟表装置显示时间的误差小于3min,完全不影响使用。本发明提供的一种智能投影钟表装置,在不需要看时间时,激光二极管关闭,节能省电,且通过激光二极管显示不需要传统的表盘,具有实际的应用价值。
以上所述之实施例,只是本发明的较佳实施例而已,并非限制本发明的实施范围,故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰,均应包括于本发明申请专利范围内。

Claims (7)

1.一种智能投影钟表装置,其特征在于,包括时钟模块(103)、激光发射模块(106)、处理模块、红外感应模块(101)和电源模块(107);
所述处理模块包括单片机(100),所述单片机(100)分别与时钟模块(103)、激光发射模块(106)和红外感应模块(101)连接;
所述时钟模块(103)包括时钟芯片,时钟模块(103)用于为该装置提供基准时间;
所述激光发射模块(106)包括多个激光二极管,每个所述激光二极管分别连接有驱动电路,所述驱动电路与译码器的输出端连接,所述译码器的输入端连接单片机(100);激光发射模块(106),用于显示钟表时间;
所述红外感应模块(101)包括红外传感器、联动开关S1和按键开关S2,所述红外传感器采用HC-SR501型传感器,红外传感器的VCC端口连接联动开关S1,联动开关S1的另一端通过按键开关S2接电容C1和电源VCC,电容C1的另一端接地,红外传感器的输出端OUT与单片机(100)的P1.0连接;联动开关S1和按键开关S2用于调节钟表装置的使用模式为手持式或放置式;当有人或人体的某部位进入红外传感器的感应范围,则红外传感器输出高电平,此时单片机(100)读取输出的高电平,访问时钟模块(103),改变译码器的输入值,使译码器输出高电平,使激光发射模块(106)对应的激光二极管点亮;
所述电源模块(107),将交流电转换为直流电VCC输出,用于为钟表装置提供电源;
该钟表装置的单片机(100)对时钟模块(103)提供的基准时间进行处理后,通过控制激光发射模块(106)进行显示。
2.根据权利要求1所述的一种智能投影钟表装置,其特征在于,该装置还包括时间调节模块(102);所述时间调节模块(102)包括按键开关S3、S4、S5和上拉电阻R1、R2和R3;按键开关S3、S4、S5的一端分别连接单片机(100)的P0.0、P0.1和P0.2端口,同时,单片机(100)的P0.0、P0.1和P0.2端口分别连接上拉电阻R1、R2和R3。
3.根据权利要求2所述的一种智能投影钟表装置,其特征在于, 所述按键开关S3,用于切换小时和分钟的显示;
所述按键开关S4,用于调节小时或分钟的时间大小;
所述按键开关S5,用于对调节后的时间大小进行确认保存。
4.根据权利要求1所述的一种智能投影钟表装置,其特征在于,所述时钟芯片采用的芯片DS1302,所述时钟芯片连接有晶振电路,晶振电路采用的频率为32.768KHz的晶振;时钟芯片的SC、I/C和CE端口分别与单片机(100)的P1.5、P1.6和P1.7连接;
所述时钟芯片内部设置有输出电压为直流3V的备用电池。
5.根据权利要求1所述的一种智能投影钟表装置,其特征在于,所述译码器采用的芯片为74L154,译码器的A、B、C和D端口分别连接单片机(100)的P2.0~P2.3端口。
6.根据权利要求1所述的一种智能投影钟表装置,其特征在于,所述激光二极管的数量为12个,激光二极管分别作为圆形表盘的1~12个小时点数;
每个所述驱动电路包括三极管和两个电阻,三极管的基极通过一个电阻连接译码器的输出端,三极管的发射极连接电源VCC,三极管的集电极通过另一个电阻连接激光二极管的正极,所述激光二极管的负极接地。
7.根据权利要求1所述的一种智能投影钟表装置,其特征在于,所述电源模块(107)包括变压器和稳压芯片,变压器将输入的220V交流电转换为9V的交流电输出;所述变压器的输出端连接有四个二极管构成的整流桥的两端,整流后的直流电通过稳压芯片输出直流电压VCC;整流桥的另外两端连接有电容C10,电阻R29和二极管D2串联后与电容C10并联。
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