CN2085975U

CN2085975U - 全电子led模拟指针显示石英钟

Info

Publication number: CN2085975U
Application number: CN 91211099
Authority: CN
Inventors: 李振文
Original assignee: MINYI VACUUM ELECTROPLATE FACTORY LONGKOU CITY
Current assignee: MINYI VACUUM ELECTROPLATE FACTORY LONGKOU CITY
Priority date: 1991-01-17
Filing date: 1991-01-17
Publication date: 1991-10-02

Abstract

本实用新型公开了一种全电子LED模拟指针显示的石英钟，特别是适合与贝雕画、羽毛画等工艺品镶嵌成一体的工艺美术电子钟，采用了由一个计数译码驱动器2控制秒显示器3、分显示器4和时显示器5所构成。秒、分、时显示器采用了LED发光器件，分别采用60和12进制的模拟机械指针的显示方式，具有直观美化的优点，解决了传统的工艺钟存在的钟画不协调的缺陷，同时避免了机械指钟故障率高等问题。本发明可镶嵌在多种工艺美术品上。

Description

本发明公开了一种全电子LED模拟指针显示的石英钟，特别是适宜与贝雕画、羽毛画等工艺品镶装在一起的工艺美术电子石英钟。

目前市场上销售的时钟大部分是机械电子相结合的产物，其全电子的一般为液晶和LED七段数字显示。从其结构上未完全摆脱机械部件，使得寿命短和显示单调。尤其是液晶或LED七段数字显示的电子钟，与传统的指针式钟的显示不同，对于使用者说来没有直观形象的时间概念。特别是近年来发展起来的与工艺美术品如贝雕、羽毛画等镶嵌在一起的工艺电子钟，总是给消费者一种两凑合的感受，钟和画尚未做到浑然一体的程度，这使得做为工艺品的价值不高，使用价值也随之下降。综上所述，发明一种全电子LED模拟指针显示的石英电子钟对于解决目前电子钟，特别是工艺电子钟的缺陷具有十分显著的效果的。

本发明的目的是提供一种全电子LED模拟指针显示的带音乐声光报时的石英钟。

本发明的技术要点表现在以下几方面：

1、采用时基电路和计数译码器做为主控制器分别控制各显示部分。

2、采用了由60只LED组成的60进制秒显示器。

3、采用了由60只LED组成的60进制的分显示器。

4、采用了12只LED组成的12进制时显示器。

5、采用了正点报时开关电路控制的声光报时器。

以下根据说明书附图，详细介绍本发明的构成。一种全电子LED模拟指针显示石英钟，包括公知的电源16、时基电路1、星期日期计数器8、星期译码驱动器9、星期显示器10、日期译码驱动器11日期显示器12、正点报时开关电路6、声光报时器7，其特征是由计数译码驱动器2分别控制的秒显示器3、分显示器4和时显示器5组成LED模拟指针显示时、分、秒。本发明中的电源16由变压器B接一由晶体管D197～D200搭接成的全波桥式整流器，输出端接一滤波电容C₃和反向串接一晶体二极管D201的电池组构成交直流供电不间断电源。时基电路1由集成电路IC₁和石英晶体JT以及C₁、C₂、R₁搭接构成石英振荡分频时基电路。计数译码驱动器2包括了由集成电路IC₂、IC₃搭成的六十进制秒计数译码驱动器和由集成电路IC₄、IC₅搭成的六十进制分计数译码驱动器以及由集成电路IC₆、IC₇搭接成的十二进制时计数译码驱动器三部分组成。秒显示器3由晶体三极管BG₁～BG₆和晶体发光二极管LED1～LED60构成。分显示器4由晶体三极管BG₇～BG₁₂和晶体发光二极管LED61～LED120构成。时显示器5由晶体发光二极管LED121～LED132组成。正点报时开关电路6由晶体三极管BG₁₉～BG₂₄搭接构成三与门控制开关电路，声光报时器7包括由集成电路IC₁₉、晶体管BG₂₅～BG₃₂搭成的光显示驱动电路和若干晶体发光二极管LED133～LEDxxx搭成的光显示器以及音乐集成电路IC₂₀扬声器Y搭成的音响电路。星期日期计数器8由集成电路IC₈、IC₉、IC₁₀IC₁₁搭接构成，星期译码驱动器9由晶体二极管D₅₆～D₈₅搭接成的矩阵译码器和集成电路IC₁₂搭接构成。星期显示器10由LED七段显示器K构成，日期译码驱动器11由晶体二极管D₇～D₅₅、D₈₆～D₉₇接成的两矩阵译码器和相应的集成电路驱动器IC₁₃、IC₁₄构成，日期显示器12由七段LED显示器G、H组成。

本发明的工作原理和显示过程是这样的：

该钟的核心部分，石英晶体振荡器见图1，是由振荡电路、二进制十六级分频器C4001集成电路IC₁及石英晶体JT、电容C₁C₂及R₁所组成，振荡频率主要由JT本身的固有谐振频率所决定，C₁、C₂为谐振电容，调节C₂可以微调振荡频率。该JT采用谐振频率为32768Hz，经IC₁十四分频后，在IC₁的九脚输出每秒1Hz的时钟脉冲，加到由IC₂（CD4017）十进制时序计数分配器的CP端，对秒信号进行十进制循环计数。其Y₀－Y₉端随着脉冲的个数增加，便依次输出高电平，此高电平顺序加到由LED1－60组成的秒显示电路LED的正极端。为其提供秒显示高电平电流，当IC₂计满十个脉冲时，在第十一个脉冲到来后，IC₂自动清零复位，Y₀输出高电平，进行下一个计数循环。同时，IC₂的QCO端十二脚输出一个进位脉冲，去触发IC₃的CP端，作秒的十位六进制计数。当IC₃连续收到IC₂送来的脉冲时（6个），IC₃的Y₀－Y₅端便依次输出高电平。此高电平经限流电阻R₂－R₇加到由BG₁－BG₆组成的反相器基极BG₁－BG₆便依次导通，为LED1－60导通发光提供电流通路。设此时IC₃的Y₅输出高电平，经电阻R₇加到BG₆的基极，BG₆处于正向偏置。此时IC₂的Y₀－Y₉依次输出高电平，此高电平经LED51－60加到BG₆的集电极，BG₆导通，LED51－60便依次有电流流过而导通发光，当IC₃收到第七个脉冲时，IC₃的Y₆端便输出高电平，此高电平加到IC₂、IC₃的C_r端，使其清零复位，IC₂、IC₃的Y₀端输出高电平。由于IC₃复位后，从Y₀端开始有高电平输出，则BG₁处于正向偏置。而BG₂－BG₆处于截止状态，IC₂Y₀－Y₉依次输出高电平，经LED1－10加到BG₁的集电极，BG₁导通，LED1－10便依次有电流流过而依次发光。随着IC₂的每十个脉冲后便输出一个进位脉冲给IC₃，则IC₃的Y₀－Y₅端依次输出高电平，BG₁－BG₆便依次导通，LED1－60便依次发光，组成了秒显示。在IC₃输出复位脉冲的同时，将此复位脉冲经D₁加到IC₄的CP端，为IC₄提供计数脉冲。

IC₄、IC₅的工作原理与IC₂、IC₃完全相同，其显示电路的结构和原理也完全相同。

由IC₁输出的每秒1Hz脉冲经IC₂计数、输出、分频后，每十秒输出一个脉冲给IC₃经IC₃计数、输出、分频后，每六十秒输出一个脉冲经D₁耦合给IC₄，IC₄计数、输出、分频后，每十分钟输出一个脉冲给IC₅，经IC₅计数、输出、分频后，每六十分钟才输出一个脉冲，经D₂耦合给IC₆、IC₇，由IC₆、IC₇组成十二进制计数、分频、输出电路。

IC₆、IC₇的CP端并接在一起，同时接收前级送来的脉冲，设开机后IC₆、IC₇的Y₀端输出高电平，则IC₆的Y₁－Y₉端为低电平，EN端为低电平，BG₀截止，IC₇的EN端经电阻R₀加正压，故EN端为高电平，IC₇不能计数，由IC₅送来的脉冲由IC₆进行计数，当IC₆计数到第十个脉冲时，Y₉输出高电平，EN端呈高电平，并停止计数。同时，BG₀导通，IC₇的EN端呈低电平，时钟脉冲由IC₇继续计数，（由于脉冲宽度很宽，60分钟），所以IC₆的Y₉与IC₇的Y₁同由一个脉冲触发，同时输出高电平，当IC₇计数到第四个脉冲时，Y₄便输出一个脉冲，经C₄耦合加到IC₆、IC₇的Cr端，IC₆、IC₇复位，进行下一个十二进制计数循环。IC₆的Y₀－Y₈端，IC₇的Y₁－Y₃端输出的高电平，依次分配给LED121－132的正极端，组成1－12小时显示。

图1中K₁、K₂为校时开关，因本电路未加开机清零电路，所以在第一次通电时，时间显示将是任意时刻，可以通过K₁、K₂对时间进行调定，其它对走时误差进行校对。当按下K₁时，IC₁输出的秒信号脉冲经K₁加到IC₄的CP端，IC₄则在每秒接收一个脉冲来计数输出到显示分的个位，当IC₄计数至第十一个脉冲时，本身自动复位，并同时输出一个进位脉冲给IC₅，IC₅计数、输出、到显示分的十位，直到调定在需要的时刻上（分）松开K₁，K₂为校时开关按下K₂时，IC₁的秒脉冲经K₂直接加到IC₆、IC₇的CP端小时计数器则按秒速度进行计数、输出、显示，直到显示需要的时刻。

星期、日期、计数、译码、驱动显示电路原理：

图2中IC₈组成二进制计数器，由图1中IC₇的Y₄端输出的脉冲经C端加到图2中C端经D₄耦合到IC₈的CP端。IC₈每十二小时收到IC₇送来的一个脉冲，IC₈收到两个脉冲便输出一个脉冲，一路加到自身的C_r端清零复位，另一路分别经D₅、D₆加到由IC₉、IC₁₀组成的日期计数电路和IC₁₁组成的星期计数电路。当IC₉连续收到IC₈送来的脉冲时，IC₉的Y₀-Y₉端依次输出高电平，并加到由D₇－D₅₅组成的二极管译码电路。设Y₉输出高电平，此高电平直接加到D₇、D₁₅、D₂₃、D₃₂、D₃₉、D₄₃、D₄₉的正极端，经上述二极耦合，加到由IC₁₃（CD4013）组成的七段接口驱动电路的I₁I₂I₃I₄I₆I₇端，IC₁₃的内电路相应的导通，提供七段显示驱动电流，f、a、b、c、e、g输出驱动电流，去点亮对应的七段LED显示器。显示日期为9号，当IC₉收到第11个脉冲时，IC₉的QCO端输出一个进位脉冲，加到IC₁₀的CP端，IC₁₀的Y₁端输高电平，直接加到D₉₀D₉₂耦合加到IC₁₄的I₂、I₃端，IC₁₄的对应输出端，a、b便有驱动电流输出，去点亮t段LED显示器相应的笔划，此时由于IC₉内电路自动清零复位，其Y₀输出高电平，所以显示的日期为10号，这里IC₁₀的Y₀空着不用，所以在显示1－9号时，十位没有显示。K₃为日期调校开关，当31号显示完以后，按动K₁使其产生显示1号便可。其调校速度为每秒进1位，信号是由K₃经图2A端接图1A端，由图1IC₁提供秒脉冲。

星期计数、译码、驱动、显示是由IC₁₁、IC₁₂、D₅₆－D₃₅、t段LED显示器，K组成，IC₈在24小时输出一个脉冲经D₆耦合到IC₁₁的CP端，IC₁₁组成t进制计数器，设IC₁₁收到第七个脉冲时，Y₆输出高电平，加到D₅₆、D₆₁、D₆₆的正极端，经D₅₆、D₆₁、D₆₆耦合至IC₁₂的I₁I₂I₃端，IC₁₂的对应输出端f、a、b便有驱动电流加到LEDt段显示器的相应笔划上，显示星期为7或按图2中虚线增加的二极管可显示日字。K₄为为星期调校开关，当IC₁₁计数第八个脉冲时，Y₈便输出一高电平加到本身Cr端，清零复位，Y₀输出高电平，显示为1。

正点报时开关电路由BG₁₉－BG₂₄及电阻R₂₁－R₂₄、继电器J₂组成。图4中的E、F、D点分别接到图1中的对应E、F、D点上，E点在每分钟的最后十秒时均处于低电平状态，BG₁₉处于导通状态，BG₂₀处于准备导通状态。F点在最后十分钟均处于低电平，这时BG₂₀导通，为BG₂₁导通提供了偏置电压。D点是在每小时的第九分钟时有高电平输出，BG₂₃导通，BG₂₂导通，BG₂₂集电极呈高电平，BG₂₄导通，J₂吸合，J₂₁闭合，接通IC₁₉IC₂₀的工作电源，这样只有在每小时的第59分50秒时E、F、D三点才同时有电压输出，由BG₁₉－BG₂₄组成的开关电路才能工作，J₂才吸合。在10秒钟后E点首先由低电平变为高电平，则BG₁₉由导通变为截止，BG₂₀、BG₂₁同时由导通变为截止。BG₂₂由于失去BG₂₁提供的电流通路而截止，BG₂₂集电极呈低电平，BG₂₄截止，J₂释放。J₂₁断，IC₁₉、IC₂₀断电，停止报时，IC₁₉的CP端经A端子接到图1中的A端子，由IC₁提供秒脉冲，IC₁₉作四进制循环计数，BG₂₅－BG₃₁组成驱动电路，BG₂₆－BG₃₂组成反相器LED133－xxx组成报时光显指示，这样在J₂₁闭合后，IC₁₉便可计数输出，设此时Y₀输出高电平，（Y₀悬空接）则Y₁－Y₄为低电平，BG₂₅－BG₃₂截止，BG₂₆－BG₃₂导通，LED133－xxx导通发光，当第二个脉冲到来后，IC₁₉的Y₁输出高电平，BG₂₅导通，BG₂₆截止，第1组LED熄灭，在第三个脉冲到来后，IC₁₉的Y₂输出高电平，Y₁Y₃Y₄为低电平，BG₂₇导通，BG₂₈截止，第二组LED熄灭，其它三组则发光。

电源由变压器B初级接市电经降压后由D197～200组成桥式整流电路，交变电压经整流后变为脉动直流，经C₃滤波后，滤去剩余的交流成份，提供给电路各级，由D₂₀₁、DC组成不间断电源，当市电断电后，由DC通过D₂₀₁继续为电路供电，以减少因停电带来的重新校对时间的麻烦。

为了满足某种场合下的使用需要，本发明还可以附加上倒计时显示电路，它包括倒数计时计数器13、译码驱动器14和倒数显示器15，其构成和工作原理如下：

计数电路由IC₁₅、IC₁₆组成，高电平脉冲由图1中IC₃提供每60秒1个经图1B端到图3B端，经D196耦合到IC₁₅的CP端，IC₁₅作十进制循环计数，Y₀－Y₉端输出高电平，依次加到由D98－146二极管组成的译码器的对应0－9端，IC₁₅的Y₀端输出的高电平，接二极管译码器的0端子，经译码驱动显示为9，Y₁端接对应1端显示为8，Y₂端接对应2端显示为7，其中计数电路完成的是正计数，只是其输出的高电平接到了二极管译码电路中的相反译码显示器，从而实现了从9到0的计数显示形式。即IC₁₅的Y₀输出端不是接到正常的二极管译码器的译码输入端，而是接在9笔划显示的二极管译码器的输入端。由BG_15－19组成了倒数计时终了停止计数和报时电路，其中R₁₆接在IC₁₆的Y₉输出端上。R₂₀接在IC₁₅的Y₉输出端上，当IC₁₅的Y₉输出高电平时，七段LED显示器L显示为

，R₂₀、BG₁₈基极为高电平，BG₁₈导通，BG₁₇基极接低电平，为BG₁₆导通，提供电流通路，若此时IC₁₆的Y₉也输出高电平，则七段LED显示器M显示也为

，R₁₆、BG₁₅基极接高电平，BG₁₅导通，BG₁₆基极接低电平，BG₁₆、BG₁₇导通，BG₁₆集电极呈高电平，BG₁₉导通，J₁吸合，接点J₁₁转换，IC₁₅、IC₁₆EN端接高电平，停止计数，触点J₁₂接通外附报时电路报时。为了下一次预置计时，设置了K₆，当按下K₆，BG₁₅－BG₁₉失电，继电器J₁断电，触点J₁₁释放，IC₁₅－IC₁₆EN端接低电平，便可进行下一循环计时，计时时间为1分钟到99分钟任选，可通过K₅选择时间，当需要15分钟时为止，松开K₅便可进入倒数计时状态，当不需要此功能时可关断K₇电源开关。

说明书附图1是本发明中的时基电路1、计数译码驱动器2、秒显示器3、分显示器4、时显示器5的电路图。

说明书附图2是本发明中的星期日期计数器8、星期译码驱动器9、星期显示器10、日期译码驱动器11、日期显示器12的电路图。

说明书附图3是本发明中的倒数计时计数器13、译码驱动器14倒数显示器15的电路图。

说明书附图4是本发明中的电源16、正点报时开关电路6、声光报时器7的电路图。

说明书附图5是本发明的构成电原理方框图。

本发明的主要优点是全电子模拟指针显示时间，革除了机械指针传动所存在的弊病。尤其是与贝雕、羽毛画等工艺品镶嵌在一起可产生实用性和美观的双重使用效果，分显示器和时显示器采用颜色不同的发光二极管使指示更清楚。

以下借助说明书附图具体介绍本发明的一个具体实施例中的元器件规格。

IC₁振荡分频集成电路 C4001

IC₂～IC₁₁十进制时序译码驱动集成电路 CD4017

IC₁₂～IC₁₄七段驱动接口集成电路 CD4013

IC₁₅、IC₁₆、IC₁₉十进制时序译码集成电路 CD4017

IC₁₇、IC₁₈七段驱动接口集成电路 CD4013

BG₁～BG₁₃晶体三极管 3DG201

BG₁₉、BG₁₆、BG₁₇、BG₂₁、BG₂₂晶体三极管3CD21

BG₂₀、BG₂₃、BG₁₅、BG₁₈晶体三极管3DG201

BG₂₄、BG₂₆、BG₂₈、BG₃₀、BG₃₂晶体三极管3DG12C

BG₂₅、BG₂₇、BG₂₉、BG₃₁、晶体三极管3DG201

Claims

1、一种全电子LED模拟指针显示石英钟，包括公知的电源16、时基电路1、星期日期计数器8、星期译码驱动器9、星期显示器10、日期译码驱动器11、日期显示器12、正点报时开关电路6、声光报时器7，其特征是由计数译码驱动器2分别控制的秒显示器3、分显示器4和时显示器5组成LED模拟指针显示时、分、秒。

2、按照权利要求1所述的全电子LED模拟指针显示石英钟，其特征是计数译码驱动器2包括了由集成电路IC₂、IC₃搭成的六十进制秒计数译码驱动器和由集成电路IC₄、IC₅搭成的六十进制分计数译码驱动器以及由集成电路IC₆、IC₇搭接成的十二进制时计数译码驱动器三部分组成。

3、按照权利要求1所述的全电子LED模拟指针显示石英钟，其特征是秒显示器3由晶体三极管BG₁～BG₆和晶体发光二极管LED1～LED60构成。

4、按照权利要求1所述的全电子LED模拟指针显示石英钟，其特征是分显示器4由晶体三极管BG₇～BG₁₂和晶体发光二极管LED61～LED120构成。

5、按照权利要求1所述的全电子LED模拟指针显示石英钟，其特征是时显示器5由晶体发光二极管LED121～LED132组成。

6、按照权利要求1、2所述的全电子LED模拟指针显示石英钟，其特征是集成电路IC₂、IC₃、IC₄、IC₅、IC₆、IC₇为十进制时序译码驱动器CD4017。

7、按照权利要求1所述的全电子LED模拟指针显示石英钟，其特征是电源16由变压器B接一由晶体管D197～D200搭接成的全波桥式整流器，输出端接一滤波电容C₃和反向串接一晶体二极管D201的电池组构成交流供电不间断电源。

8、按照权利要求1所述的全电子LED模拟指针显示石英钟，其特征是时基电路1由集成电路IC₁和石英晶体JT以及C₁、C₂、R₁搭接构成石英振荡分频时基电路。

9、按照权利要求1所述的全电子LED模拟指针显示石英钟，其特征是正点报时开关电路6由晶体三极管BG₁₉～BG₂₄搭接构成三与门控制开关电路。

10、按照权利要求1所述的全电子LED模拟指针显示石英钟，其特征是声光报时器7包括由集成电路IC₁₉、晶体管BG₂₅～BG₃₂搭成的光显示驱动电路和若干晶体发光二极管LED133～LEDxxx搭成的光显示器以及音乐集成电路IC₂₀、扬声器Y搭成的音响电路。