專利名稱：微電腦智能時間控制器的制作方法
技術領域：
本實用新型為一種由單片機編程的LED數(shù)顯微電腦智能時間控制器，尤其涉及微電腦智能實時定時器和微電腦智能打鈴器技術領域。
目前國內已有的單片機編程的時間控制器，如中國專利號96219927.3的通用電腦定時器，采用Z86E04型單片機和擴展芯片74LS164，其定時開關次數(shù)未能滿足大于20次的場合，且其尚未解決好實時控制的停電記憶電流偏大問題；又如中國專利號97249462.6的程控多功能打鈴器，采用89C2051型單片機和AT24C02型存儲器，打鈴點由AT24C02芯片記憶，因要保證實時工作，其停電記憶部分采用4.5V備用電池，雖成本低但要定期更換電池，否則容易因電池短期內失效引起打鈴器失靈。上述這些時間控制器，為了滿足操作使用性能、LED顯示動態(tài)掃描頻率等指標，不得不將單片機的時鐘頻率設置在1MHz以上，由于沒有采取更有效的措施，使得整機停電記憶電流較大(一般在1mA～3mA左右)。有些廠家為了保證其產品的停電記憶性能，使用280～700mAH的可充電電池，增加了產品的成本，不利于產品的市場推廣和售后服務。
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有背景技術的不足，提出一種功能強大靈活、性能可靠、結構簡單、成本低廉的微電腦智能時間控制器。
本實用新型的微電腦智能時間控制器的技術方案是這樣實現(xiàn)的它由微處理電路(1)、存儲電路(2)、時鐘電路(3)、按鍵電路(4)、顯示電路(5)、驅動輸出電路(6)、電源(7)組成，電源(7)、存儲電路(2)、時鐘電路(3)、按鍵電路(4)輸入微處理電路(1)，微處理電路(1)輸出顯示電路(5)和驅動輸出電路(6)，其特征在于所述的微處理電路(1)主要由單片機U1組成；存儲電路(2)由存儲芯片U2和電阻R1、R2組成，U2的SCL1和SDA1與微處理電路(1)的單片機U1和R1、R2相聯(lián)，R1、R2的另一端并聯(lián)后與U2的VDD1相聯(lián)；時鐘電路(3)由時鐘芯片U3、電池B、石英晶體JT、電阻R3組成，U3的SCL2、RST、I/O與單片機U1相聯(lián)，電池B正極與U3的VDD2相聯(lián)，負極與U3的VSS相聯(lián)后接地，JT兩端分別與U3的X1、X2相聯(lián)，R3的一端與U3的RST和單片機U1相聯(lián)，另一端接地；顯示電路(5)由LED顯示器U4、發(fā)光二極管LED4～LED10、Ra～Rh組成，U4的位驅動接口分別與單片機U1相聯(lián)，段驅動接口a～h分別與Ra～Rh的一端和LED4～LED10的一端相聯(lián)，Ra～Rh的另一端分別與單片機U1相聯(lián)；按鍵電路(4)由電阻R11～R18和按鍵S1～S8組成，R11～R18的一端與Ra～Rh的一端和LED4～LED10的一端相聯(lián)，R11～R18另一端分別與按鍵S1～S8的一端相聯(lián)，按鍵S1～S8的另一端并聯(lián)后接地；驅動輸出電路由三極管T1、T2、電阻R4、R5、繼電器J1、電解電容E3、E4組成，R5的一端與U4的段驅動接口相聯(lián)，另一端與三極管T2的基極相聯(lián)，三極管T2的發(fā)射極與U4的段驅動接口相聯(lián)，T2的集電極與R4的一端和電解E4的正極相聯(lián)，R4的另一端與T1的集電極和電解E3的正極相聯(lián)，T1的發(fā)射極、E3的負極、E4的負極并聯(lián)后接地，T1的集電極與繼電器J1的一端及D5的正極相聯(lián)，J1的另一端與D5的負極相聯(lián)后再與電源(7)的VCC1相聯(lián)；電源(7)由二極管D1～D4、電解E1、E2、三端穩(wěn)壓芯片U5、電容C1組成，D1～D4整流后經E1濾波、U5穩(wěn)壓，再經E2、C1濾波，得到12V和5V電壓，為微處理電路(1)、存儲電路(2)、時鐘電路(3)、按鍵電路(4)、顯示電路(5)、驅動輸出電路(6)提供電源。
上述微處理電路(1)中的單片機U1的型號可以是以下型號之一<1>MC68HCXX系列<2>Z86EXX系列<3>EM78XX系列<4>MSP430EXX系列<5>MDTXXXX系列<6>S3CXX系列<7>51系列<8>PIC16CXX系列<9>W78EXX系列。微處理電路(1)中的單片機U1用作段選驅動的I/O口數(shù)目既可是7，也可是8。
上述存儲電路(2)中的存儲芯片U2的型號可以是以下型號之一<1>AT24CXX系列<2>24WCXX系列<3>24CXX系列<4>24LCXX系列。
上述時鐘電路(3)中的時鐘芯片U3的型號可以是以下型號之一<1>DS1XXX系列<2>PCF85X3系列 <3>HT13XX系列<4>MAX69XX系列。
上述顯示電路(5)中的發(fā)光二極管及顯示屏U4內部發(fā)光二極管的連接方式可以是以下方式之一<1>共陰動態(tài)掃描<2>共陽動態(tài)掃描。顯示電路(5)中的顯示驅動方式還可以是以下方式之一<1>單片機U1通過R21～R26分別與驅動三極管的基極相聯(lián)，驅動三極管的集電極與顯示屏U4的位驅動接口相聯(lián)；<2>U6的輸入端與U1相聯(lián)，U6的輸出端與顯示屏U4的位驅動接口相聯(lián)。
上述按鍵電路(4)也可以是實施例二、例三的連接方式<1>按鍵S1～S8的一端分別與R11～R18相聯(lián)，另一端并聯(lián)后接電源(7)的VCC端；<2>按鍵S1～S8的一端分別與R11～R18相聯(lián)，另一端并聯(lián)后接單片機U1的I/O口。
上述驅動輸出電路(6)中每一路的驅動方式，也可以是實施例二的連接方式單片機U1與電阻R6的一端聯(lián)接，R6的另一端與T3的基極聯(lián)接，J2一端與D6的正極和T3的集電極聯(lián)接，另一端與電源(7)的VCC1聯(lián)接，T3的發(fā)射極接地。
上述微電腦智能時間控制器的單片機U1、存儲芯片U2、時鐘芯片U3的連接方式還可以是下列連接方式之一<1>存儲芯片U2通過SDA1和SCL1與單片機U1相聯(lián)，R1、R2為其上拉電阻，時鐘芯片U3通過SCL2、RST、I/O與單片機U1相聯(lián)，R3為其下拉電阻，其中存儲芯片U2的SDA1和時鐘芯片U3的I/O與單片機U1相同的I/O口相聯(lián)；<2>存儲芯片U2、時鐘芯片U3均通過I2C總線與單片機U1相聯(lián)，R1、R2為其上拉電阻。
下面通過附圖對本實用新型微電腦智能時間控制器作進一步的闡述

圖1是本實用新型微電腦智能時間控制器的結構框圖；圖2.1是本實用新型微電腦智能時間控制器實施例一的主電路原理圖；圖2.2是本實用新型微電腦智能時間控制器實施例二的主電路原理圖；圖2.3是本實用新型微電腦智能時間控制器實施例三的主電路原理圖；圖2.4是本實用新型微電腦智能時間控制器實施例電源部分的電路原理圖；圖3是本實用新型微電腦智能時間控制器實施例一軟件流程圖；如圖1所示，本實用新型微電腦智能時間控制器由微處理電路(1)、存儲電路(2)、時鐘電路(3)、按鍵電路(4)、顯示電路(5)、驅動輸出電路(6)、電源(7)組成，電源(7)、存儲電路(2)、時鐘電路(3)、按鍵電路(4)輸入微處理電路(1)，微處理電路(1)輸出顯示電路(5)和驅動輸出電路(6)。
圖2.1、圖2.4本實用新型實施例一中，涉及微電腦智能打鈴器技術領域；微處理電路(1)單片機U1采用P87LPC762，屬51系列內核技術，它采用80C51加速處理器結構，指令執(zhí)行速度是標準80C51MCU的兩倍，它為2K字節(jié)OTP程序存儲器，128字節(jié)RAM，內置看門狗定時器，I/O口具有20mA的驅動能力，可設置為內部RC振蕩。存儲電路(2)中的存儲芯片U2采用的24WC02是一個2K位串行CMOS E2PROM，內部含有256個8位字節(jié)，有一個16字節(jié)頁寫緩沖器，該器件通過I2C總線接口進行操作，有一個專門的寫保護功能，先進CMOS技術減少了器件的功耗。時鐘電路(3)的時鐘芯片U3采用DS1202，內含有一個實時時鐘/日歷和31字節(jié)靜態(tài)RAM通過簡單的串行接口與單片機進行通信實時時鐘/日歷電路提供秒、分、時、日、日期、月、年的信息，DS1202與單片機之間能簡單地采用同步串行的方式進行通信僅需用到三個口線1. RES復位、2.I/O數(shù)據(jù)線、3. SCLK串行時鐘。時鐘/RAM的讀/寫數(shù)據(jù)以一個字節(jié)或多達31個字節(jié)的字符組方式通信，DS1202工作時功耗很低，保持數(shù)據(jù)和時鐘信息時電流小于3uA。時鐘電路(3)中JT選用32768Hz表晶，B采用3V鈕扣鋰電(型號為2032)。其中存儲芯片U2的SDA1和時鐘芯片U3的I/O與單片機U1相同的I/O口相聯(lián)。顯示電路(5)中U4采用FR1617四位LED共陽動態(tài)掃描顯示屏，其位選驅動端由單片機U1直接驅動，其段選驅動端由單片機U1的8個I/O口驅動，Ra～Rh為限流電阻，LED4～LED10按共陽方式聯(lián)接，分別為星期一至星期日指示燈。按鍵電路(4)中，S1是編程鍵，S2是檢查鍵，S3是手動鍵，S4是星期鍵，S5是增加鍵，S6是減少鍵，S7是秒顯/輸入鍵，S8是清除鍵。圖2.4是本實用新型電源部分的電路原理圖，電源部分為各組成部分提供必要的電源供應。本實施例一中，可設定的打鈴方式有三種A--星期一至星期日每天相同B--星期一至星期六相同，星期天不同C--星期一至星期五相同，星期六、日均不同，最多可設定三組數(shù)據(jù)，每組可設置50個點。
下面以本實用新型微電腦智能時間控制器實施例一為例，對軟件流程圖作進一步的說明首先在程序開始進行出錯引導，然后對硬件、軟件進行初始化，接著讀出時鐘芯片的秒變化，出現(xiàn)變化時進行秒閃輸出控制，程序檢查存儲器的數(shù)據(jù)，并當數(shù)據(jù)與當前時間吻合時輸出打鈴信號，完成顯示部分和鍵盤處理部分后返回讀時鐘秒變化。
圖2.2、圖2.4是本實用新型微電腦智能時間控制器實施例二的電路原理圖。本實施例涉及微電腦智能實時定時器技術。單片機U1采用PIC16C57，它含有72字節(jié)RAM、2K字節(jié)程序存儲器、一個定時/計數(shù)器及看門定時器、20個具有LED驅動能力的I/O口。存儲電路(2)中的存儲芯片U2采用的AT24C04是一個串行CMOS E2PROM，時鐘電路(3)選用元件與實施例一相同，存儲芯片U2通過SDA1和SCL1與單片機U1相聯(lián)，R1、R2為其上拉電阻，時鐘芯片U3通過SCL2、RST、I/O與單片機U1相聯(lián)，R3為其下拉電阻，顯示電路(4)采用共陽顯示屏，型號為FR1617或C6610A，其位選驅動端通過三極管動態(tài)掃描驅動，其段選驅動端由單片機U1的7個I/O口驅動，Ra～Rg為限流電阻，LED4～LED10按共陽方式聯(lián)，接分別為星期一至星期日指示燈。按鍵電路(4)采用S1～S7等7個按鍵，其公共端接VCC，其中S1是編程鍵，S2是檢查/清除鍵，S3是路數(shù)選擇鍵，S4是星期鍵，S5是增加鍵，S6是減少鍵，S7是秒顯/輸入鍵。驅動輸出電路(6)中每一路的驅動方式是這樣連接的單片機U1與電阻R6的一端聯(lián)接，R6的另一端與T3的基極聯(lián)接，J2一端與D6的正極和T3的集電極聯(lián)接，另一端與電源(7)的VCC1聯(lián)結，T3的發(fā)射極接地。本實施例中，可實現(xiàn)星期一至星期日每天兩路30個點的定時設置，以周為循環(huán)周期。
圖2.3、圖2.4是本實用新型微電腦智能時間控制器實施例三的電路原理圖。本實施例涉及微電腦智能實時定時器技術。單片機U1采用S3C9424(舊型號為KS86C4204)，它含有4K字節(jié)程序存儲器、工作電壓從1.8V～5.5V、24個具有30mA驅動能力的I/O口。存儲電路(2)中的存儲芯片U2采用的24LC08是一個串行CMOS E2PROM，時鐘電路(3)選用PCF8593，它是低功耗的CMOS實時時鐘日歷芯片，靜態(tài)工作電流少于1uA，它提供一個可編程時鐘輸出，一個中斷輸出和掉電檢測器，所有的地址和數(shù)據(jù)通過I2C總線接口串行傳遞。存儲芯片U2、時鐘芯片U3分別和單片機U1的相同的I/O口相聯(lián)，它們均采用I2C總線接口。顯示電路(4)采用共陰顯示屏，型號為FR1618或C6610B，其位選驅動端由驅動IC-U6動態(tài)掃描驅動，U6的型號為ULN2003A，其段選驅動端由單片機U1的8個I/O口驅動，Ra～Rh為限流電阻，LED4～LED11按共陰方式聯(lián)接，分別為1～8路的指示燈。按鍵電路(4)采用S1～S8等8個按鍵，其公共端接單片機U1的I/O口，其中S1是編程鍵，S2是檢查/清除鍵，S3是路數(shù)選擇鍵，S4是輸入鍵，S5是增加鍵，S6是減少鍵，S7是秒顯鍵。驅動輸出電路(6)有8路輸出。本實施例中，可進行1～8路100個點的定時設置。
權利要求1.一種微電腦智能時間控制器它由微處理電路(1)、存儲電路(2)、時鐘電路(3)、按鍵電路(4)、顯示電路(5)、驅動輸出電路(6)、電源(7)組成，電源(7)、存儲電路(2)、時鐘電路(3)、按鍵電路(4)輸入微處理電路(1)，微處理電路(1)輸出顯示電路(5)和驅動輸出電路(6)，其特征在于所述的微處理電路(1)主要由單片機U1組成；存儲電路(2)由存儲芯片U2和電阻R1、R2組成，U2的SCL1和SDA1與微處理電路(1)的單片機U1和R1、R2相聯(lián)，R1、R2的另一端并聯(lián)后與U2的VDD1相聯(lián)；時鐘電路(3)由時鐘芯片U3、電池B、石英晶體JT、電阻R3組成，U3的SCL2、RST、I/O與單片機U1相聯(lián)，電池B正極與U3的VDD2相聯(lián)，負極與U3的VSS相聯(lián)后接地，JT兩端分別與U3的X1、X2相聯(lián)，R3的一端與U3的RST和單片機U1相聯(lián)，另一端接地；顯示電路(5)由LED顯示器U4、發(fā)光二極管LED4～LED10、Ra～Rh組成，U4的位驅動接口分別與單片機U1相聯(lián)，段驅動接口a～h分別與Ra～Rh的一端和LED4～LED10的一端相聯(lián)，Ra～Rh的另一端分別與單片機U1相聯(lián)；按鍵電路(4)由電阻R11～R18和按鍵S1～S8組成，R11～R18的一端與Ra～Rh的一端和LED4～LED10的一端相聯(lián)，R11～R18另一端分別與按鍵S1～S8的一端相聯(lián)，按鍵S1～S8的另一端并聯(lián)后接地；驅動輸出電路由三極管T1、T2、電阻R4、R5、繼電器J1、電解電容E3、E4組成，R5的一端與U4的段驅動接口相聯(lián)，另一端與三極管T2的基極相聯(lián)，三極管T2的發(fā)射極與U4的段驅動接口相聯(lián)，T2的集電極與R4的一端和電解E4的正極相聯(lián)，R4的另一端與T1的集電極和電解E3的正極相聯(lián)，T1的發(fā)射極、E3的負極、E4的負極并聯(lián)后接地，T1的集電極與繼電器J1的一端及D5的正極相聯(lián)，J1的另一端與D5的負極相聯(lián)后再與電源(7)的VCC1相聯(lián)；電源(7)由二極管D1～D4、電解E1、E2、三端穩(wěn)壓芯片U5、電容C1組成，D1～D4整流后經E1濾波、U5穩(wěn)壓，再經E2、C1濾波，得到12V和5V電壓，為微處理電路(1)、存儲電路(2)、時鐘電路(3)、按鍵電路(4)、顯示電路(5)、驅動輸出電路(6)提供電源。
2.如權利要求1所述的微電腦智能時間控制器，其特征在于所述的微處理電路(1)中的單片機U1的型號可以是以下型號之一<1>MC68HCXX系列<2>Z86EXX系列<3>EM78XX系列<4>MSP430EXX系列<5>MDTXXXX系列<6>S3CXX系列<7>51系列<8>PIC16CXX系列<9>W78EXX系列。
3.如權利要求1所述的微電腦智能時間控制器，其特征在于所述的微處理電路(1)中的單片機U1的段選驅動I/O口數(shù)目既可是7，也可是8。
4.如權利要求1所述的微電腦智能時間控制器，其特征在于所述的存儲電路(2)中的存儲芯片U2的型號可以是以下型號之一<1>AT24CXX系列<2>24WCXX系列<3>24CXX系列<4>24LCXX系列。
5.如權利要求1所述的微電腦智能時間控制器，其特征在于所述的時鐘電路(3)中的時鐘芯片U3的型號可以是以下型號之一<1>DS1XXX系列<2>PCF85X3系列<3>HT13XX系列<4>MAX69XX系列。
6.如權利要求1所述的微電腦智能時間控制器，其特征在于所述的顯示電路(5)中的發(fā)光二極管及顯示屏U4內部發(fā)光二極管的連接方式可以是以下方式之一<1>共陰動態(tài)掃描<2>共陽動態(tài)掃描。
7.如權利要求1所述的微電腦智能時間控制器，其特征在于所述的顯示電路(5)中的顯示驅動方式還可以是以下方式之一<1>單片機U1通過R21～R26分別與驅動三極管的基極相聯(lián)，驅動三極管的集電極與顯示屏U4的位驅動接口相聯(lián)；<2>U6的輸入端與U1相聯(lián)，U6的輸出端與顯示屏U4的位驅動接口相聯(lián)。
8.如權利要求1所述的微電腦智能時間控制器，其特征在于所述的按鍵電路(4)也可以是實施例二、例三的連接方式<1>按鍵S1～S8的一端分別與R11～R18相聯(lián)，另一端并聯(lián)后接電源(7)的VCC端；<2>按鍵S1～S8的一端分別與R11～R18相聯(lián)，另一端并聯(lián)后接單片機U1的I/O口。
9.如權利要求1所述的微電腦智能時間控制器，其特征在于所述的驅動輸出電路(6)中每一路的驅動方式，也可以是實施例二的連接方式單片機U1與電阻R6的一端聯(lián)接，R6的另一端與T3的基極聯(lián)接，J2一端與D6的正極和T3的集電極聯(lián)接，另一端與電源(7)的VCC1聯(lián)接，T3的發(fā)射極接地。
10.如權利要求1所述的微電腦智能時間控制器的單片機U1、存儲芯片U2、時鐘芯片U3的連接方式還可以是下列連接方式之一<1>存儲芯片U2通過SDA1和SCL1與單片機U1相聯(lián)，R1、R2為其上拉電阻，時鐘芯片U3通過SCL2、RST、I/O與單片機U1相聯(lián)，R3為其下拉電阻，其中存儲芯片U2的SDA1和時鐘芯片U3的I/O與單片機U1相同的I/O口相聯(lián)；<2>存儲芯片U2、時鐘芯片U3均通過I2C總線與單片機U1相聯(lián)，R1、R2為其上拉電阻。
專利摘要本實用新型公開了一種由單片機編程的LED數(shù)顯微電腦智能時間控制器,尤其涉及微電腦智能實時定時器和微電腦智能打鈴器技術領域。它由微處理電路、存儲電路、時鐘電路、按鍵電路、顯示電路、驅動輸出電路、電源組成,電源、存儲電路、時鐘電路、按鍵電路輸入微處理電路,微處理電路輸出顯示電路和驅動輸出電路,該實用新型具有功能強大靈活、性能可靠、結構簡單、成本低廉等特點。
文檔編號G04G15/00GK2513143SQ0125639
公開日2002年9月25日 申請日期2001年10月24日 優(yōu)先權日2001年10月24日
發(fā)明者李浩然 申請人:李浩然