CN201097161Y - 自主编程多定时数字电子钟 - Google Patents

Abstract

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。

Description

自主编程多定时数字电子钟

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1.0MHZ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“-”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。

短按SET，确认，确认后AL1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，

此时短按+、-在TIME和AL1，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1024×13bits的ROM，32×8bits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128×8bits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2048×16bits ROM+256×16bits EEPROM+128×16bitsRAM，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。

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。

附图说明

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1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2200uF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EEPROM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，若有需要还能增加。由于采用1.0MHZ的晶体，走时精度很高，当选用普通的误差为10PPM的1.0MHZ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。Q1、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5mA；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30％，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4mA，中音量约8mA，大音量约12mA，在小大音量闹响时因LCD屏微亮平均要增加约2mA。整体功耗控制的还不错。若使用超微功耗的MSP430F1111A的方案，由于程序可在几种低功耗模式下切换，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。

Claims (1)

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。

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