带五秒符和星期符的四位数码钟的制作方法

1.本发明涉及带五秒符和星期符的四位数码钟，更确切地说涉及对四位数码钟的视在效果的扩展以及所涉及的组合构架的改进。

背景技术：

2.在视觉效果上，四位数码钟比六位数码钟的高宽比更平和，因而使用占多数。通常在四位数码中间示以冒号作为前两位数码与后两位数码的间隔，冒号的两个点以秒周期闪烁，但在需要读秒的时候却并不能够提供秒的具体信息，也掩盖了时钟的积累误差。随着时间传递技术和时钟精度的日益提高，现有四位数码时钟却极少将时钟归于标准秒同步、也不能提供更丰富的更进一步的具体信息，相关市面产品的性能、功能已大大落后于技术进步。

技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服以往四位数码钟的不足，在四位数码中间用五秒符和星期符取代常规的冒号，使四位数码能够交替显示月日星期和时分以及亚秒信息，能够在现有四位数码钟面嵌入五秒符，能够以0.1秒精度与外部标准时同步，整点报时，弥补无秒之憾，动感以及视在感上升很多。5秒的时间刻度足以满足直视判断，连续观察还可进一步得到秒数。机壳背面的电源插头可直接插入交流电源插座，发光管夜间自动调暗并随声变亮可兼作小夜灯，适用于家庭、办公及公共场合，应用前景广泛。
4.为实现上述目的，本发明带五秒符和星期符的四位数码钟，由电路板、电源和机壳构成，其特征在于所述的电路板包括处理器芯片、数码管和五秒符和星期符发光管及其驱动电路、时钟芯片、wifi/外部时钟模块、咪头、光敏管、扬声器，所述的处理器芯片含有对时发声模块和使四位数码能够交替显示月日星期和时分以及亚秒信息的五秒符和星期符及调亮模块，所述的处理器芯片经驱动电路连接着位于小时与分钟数码管之间的一秒流动一次的五秒符，所述的五秒符由五个各具五秒刻度的、前半分钟向下流动、后半分钟向上流动的竖向排列的流动发光管构成，所述的处理器芯片经驱动电路连接着位于交替显示的月份与日期数码管之间的一秒流动一次的星期符，所述的星期符由五秒符的中间一个发光管与其横向两侧的两个发光管、共三个对应二进制位星期一至星期日的横向排列的流动发光管构成。所述的处理器芯片连接着wifi/外部时钟模块，处理器芯片含有以0.1秒间隔从wifi/外部时钟模块获取外部标准时间的对时发声模块。所述的含有对时发声模块的处理器芯片连接着发出以短音组合作为整点报时的扬声器。所述的数码管和五秒符和星期符发光管及其驱动电路由处理器芯片连接扫描驱动的芯片构成驱动、或连接串并转换驱动的芯片构成驱动，或将原有的四位数码时钟分个位之a/b/e笔划连接处理器芯片经译码转换直接连接五秒符构成嵌入式驱动。所述的包含五秒符和星期符及调亮模块的处理器芯片连接着咪头、光敏管和夜间自动调暗并随声变亮的发光管。所述的电源带有伸出机壳背面可直接插入外部交流电源插座的电源插头。
5.各部分详述如下。
6.四位数码时钟由两组各两位数码管组成，两组数码管中间的间隔空间不到一个数码的宽度位置，通常放置两个点组成的冒号做间隔，以秒周期闪动，但不能够提供哪一秒的确切信息。本发明在此处设计了五秒符和星期符。五秒符由五个竖向排列的流动发光管构成，五个发光管各对应五秒刻度、前半分钟向下流水、后半分钟向上流水，一秒流动一次，全流出后再流进，约半秒钟流动停止后亮的发光管的个数为五秒的倍数，作为刻度为五秒的读秒标识；当时间/日期交替显示时，由五秒符的中间一个发光管与其横向两侧的两个发光管构成位于月份和日期数符之间的星期符，该星期符的三个发光管相应地构成二进制的三个比特，从右向左流动，全流出后再流进，容易看清三个发光管的确切位置以便正确辨识1到7的数值，代表星期一至星期日。日期的交替显示一般每分钟一次，通常设在重要秒点之前，比如设在第40、41秒，按实际需要设定。
7.对于较普及的“对时”应用，用无线局域网wifi对时是相对方便的。比如有的高价模块可以到毫秒级精度,但低价的10元左右的hc25型wifi模块，从其nettime指令获得的随读随得的时间信息最佳只到秒级精度，即存在0.1至0.9秒的误差。本发明经过反复实验采用由包含对时发声模块的处理器芯片连接着成本较低的wifi/外部时钟模块，以0.1秒间隔从wifi/外部时钟模块抓取刚刚更新的那一组外部标准时间数据。单片机通过一条使能线每小时控制wifi/外部时钟模块工作一次、通过串口线进行一次读取控制，时钟芯片在获得时间校准后维持运行。
8.现有技术的整点报时一般只有简单的嘀一声响，听不出确切钟点。本发明在时间较为准确的基础上提供容易分辨的整点报时，由含有对时发声模块的处理器芯片连接着整点报时的扬声器，发出短促的短音组合，其短音组合由处理器芯片端口输出简单的高低音组合或音阶组合的振荡信号。
9.处理器芯片对发光管的驱动方式有多种，对尺寸较小、电压较低的发光管采用共线扫描驱动的芯片构成驱动，适于较近距离显示；对尺寸较大、电压较高的发光管采用分线串并转换驱动的芯片构成驱动，适于较远距离显示；对现有的各种尺寸的四位数码时钟可以改造为嵌入五秒符显示，将原有的数码时钟分个位之a/b/e笔划引入本发明的处理器芯片经译码转换直接对五秒符构成嵌入式驱动，只读取其数据前后异变即得到“分进位”信息，处理器依此作为五秒符从0秒开始的显示。
10.包含五秒符和星期符及调亮模块的处理器芯片连接着咪头、光敏管以及发光管驱动芯片，对扫描驱动芯片可通过处理器对其发出亮度控制数据以调控亮度，对串并转换驱动芯片可通过处理器对其oe端发出低占空比脉冲使发光管间歇发光以调控亮度。当处理器由光敏管监测到夜间或环境变暗且咪头监测到周围无声时，使发光管亮度变暗以利休息；当夜间有声音时，电平触发单片机调控发光管变亮30秒，其亮度可兼作小夜灯，方便夜间不开灯走动。
11.电源为常规电源，电路板上焊有伸出机壳背面可直接插入外部交流电源插座的电源插头，挂在墙壁上看不见引线。
12.连接着处理器芯片的按键，可以辅助调整日期时间以及对显示方式进行设置，长按时轮序选择调整位，短按时对当前位进行调整，停止按键超过10秒则自动退出调整状态进入正常显示。
13.本发明中的电源、时钟芯片、咪头、光敏管、扬声器，其具体原理和联接方式属现有技术，不进一步详述。
14.本发明的任务就是这样完成的。
15.本发明在四位数码中间用五秒符和星期符取代常规的冒号，使四位数码能够交替显示月日星期和时分以及亚秒信息，能够在现有四位数码钟面嵌入五秒符，能够以0.1秒精度与外部标准时同步，整点报时，弥补无秒之憾，动感以及视在感上升很多。精致动感，机壳背面的电源插头可直接插入交流电源插座，发光管夜间自动调暗并随声变亮可兼作小夜灯，适用于家庭、办公及公共场合，应用前景广泛。
附图说明
16.图1为本发明带五秒符和星期符的四位数码钟的电路板、前后面板、电源插头及交替显示窗口示意图。
17.图2为本发明带五秒符和星期符的四位数码钟的扫描驱动显示的电路图。
18.图3为本发明带五秒符和星期符的四位数码钟的串并转换驱动显示的电路图。
19.图4为本发明带五秒符和星期符的四位数码钟的五秒符嵌入式驱动显示的电路图。
具体实施方式
20.本发明带五秒符和星期符的四位数码钟的电路板、前后面板、电源插头及交替显示窗口示意图见图1。
21.图中16为机壳前面板显示时分以及五秒符亚秒信息时的窗口，15为为机壳前面板交替显示月日和星期符星期时的窗口，21为机壳后面板，23为伸出机壳背面可直接插入外部交流电源插座的电源插头。22为电路板，29为焊在电路板22上的电源插头，电源插头29插入预留孔291中的一端24变窄并有小孔以利过锡焊牢。电路板22朝向前面板的一面装有数码管27、五秒符和星期符26，电源插头29穿过电路板的两面有固定焊点25、28。
22.本发明带五秒符和星期符的四位数码钟的扫描驱动显示的电路图见图2。
23.图中1为处理器芯片，处理器芯片1中包含五秒符和星期符及调亮模块2和对时发声模块19，处理器芯片1连接着时钟芯片3、咪头9、光敏管10、扬声器11、按键18，wifi/外部时钟模块8，wifi/外部时钟模块8的使能端eo联接着处理器芯片1、串口连接着处理器芯片1的rx 、tx。
24.对于尺寸较小、电压较低的发光管，处理器芯片1连接着扫描驱动发光管的驱动芯片4的串行数据端din、时钟脉冲端 clk、片选端cs，驱动芯片4的七个段驱动端分别连接着四个七段笔划a/b/c/d/e/f/g连在一起的共阴数码管5、连接着五秒符6的竖向排列的五个发光管和星期符7的横向排列的三个发光管，驱动芯片4的五个位驱动端h0/h1/h2/h3/h4分别连接着四个数码管5、七个五秒符6和星期符7的发光管的共阴极。
25.本发明带五秒符和星期符的四位数码钟的串并转换驱动显示的电路图见图3。
26.图3中30为电路板,33为电源。电路板30中，1为处理器芯片，处理器芯片1中包含五秒符和星期符及调亮模块2和对时发声模块19，处理器芯片1连接着时钟芯片3、咪头9、光敏管10、扬声器11、按键18 、wifi/外部时钟模块8，按键18操作相对较少与咪头9共线分时使
用同一个端口，wifi/外部时钟模块8的使能端eo连接着处理器芯片1、串口连接着处理器芯片1的rx 、tx。
27.对于尺寸较大、电压较高的发光管，采用五个串并转换驱动芯片串接。图3中处理器芯片1连接着五个驱动芯片34之始端的串行数据端si、时钟脉冲端 clk、以低占空比脉冲来调控亮度的输出使能端oe、锁存端 str。驱动芯片34有五个串行数据首尾串联、转换为并行锁存输出的驱动器，并行输出端分别连接着四个共阳数码管35的a/b/c/d/e/f/g笔划、连接着五秒符36的竖向排列的五个发光管和星期符37的横向排列的三个发光管，四个共阳数码管35、五秒符36和星期符37的共阳极联接到电压较高的电源端e，各发光管均串接限流电阻。
28.本发明带五秒符和星期符的四位数码钟的五秒符嵌入式驱动显示的电路图见图4。
29.图4用于将既有的各种尺寸的四位数码时钟改造为带五秒符显示，图4中46为原时钟电路板，将其5v电源和原有的数码时钟分个位47之a/b/e笔划45通过5线插座48引入到五秒符嵌入式驱动板40，a/b/e笔划经电平转换器43接入含有五秒符和星期符模块42的处理器41，处理器41对笔划进行译码转换直接驱动五秒符发光管44，发光管串有限流电阻，其为共阳联接接至5v电源。
具体实施例
30.实施例1：见图1、图2。
31.适于一般房间，使用尺寸较小、电压较低的数码管，如字高1.2英寸的单位或双位共阴数码管，亮度和可辨识距离合适，扫描驱动芯片用一片mxa7219，处理器芯片采用stc8f2k16,时钟芯片采用sd3077,wifi/外部时钟模块采用hc25，机壳较轻巧，可直接插在交流电供电插座上。
32.实施例2：见图3。
33.适于较大场合，使用尺寸较大、电压较高的数码管，如字高2英寸以上的共阳数码管，亮度和可辨识距离合适，扫描驱动芯片用五片hm5b595，处理器芯片采用stc8f2k16,时钟芯片采用sd3077，wifi/外部时钟模块采用hc25，机身较大，可壁挂或悬挂。
34.实施例3：见图4。
35.适于对既有的各种尺寸的四位数码时钟产品的改造，处理器芯片采用stc8f2k16,将本发明五秒符嵌入式驱动板做成可直接嵌于原冒号处的小电路板，只需连接5条线，即可完成五秒符显示。
36.本发明还具有更灵活丰富的应用形式。
37.本发明在四位数码中间用五秒符和星期符取代常规的冒号，使四位数码能够交替显示月日星期和时分以及亚秒信息，能够在现有四位数码钟面嵌入五秒符，能够以0.1秒精度与外部标准时同步，整点报时，弥补无秒之憾，动感以及视在感上升很多。精致动感，机壳背面的电源插头可直接插入交流电源插座，发光管夜间自动调暗并随声变亮可兼作小夜灯，适用于家庭、办公及公共场合，应用前景广泛。

技术特征：

1.一种带五秒符和星期符的四位数码钟，由电路板、电源和机壳构成，其特征在于所述的电路板包括处理器芯片、数码管和五秒符和星期符发光管及其驱动电路、时钟芯片、wifi/外部时钟模块、咪头、光敏管、扬声器，所述的处理器芯片含有对时发声模块和使四位数码能够交替显示月日星期和时分以及亚秒信息的五秒符和星期符及调亮模块，所述的处理器芯片经驱动电路连接着位于小时与分钟数码管之间的一秒流动一次的五秒符，所述的五秒符由五个各具五秒刻度的、前半分钟向下流动、后半分钟向上流动的竖向排列的流动发光管构成，所述的处理器芯片经驱动电路连接着位于交替显示的月份与日期数码管之间的一秒流动一次的星期符，所述的星期符由五秒符的中间一个发光管与其横向两侧的两个发光管、共三个对应二进制位星期一至星期日的横向排列的流动发光管构成。2.按照权利要求1所述的带五秒符和星期符的四位数码钟，其特征在于所述的处理器芯片连接着wifi/外部时钟模块，处理器芯片含有以0.1秒间隔从wifi/外部时钟模块获取外部标准时间的对时发声模块。3.按照权利要求1所述的带五秒符和星期符的四位数码钟，其特征在于所述的含有对时发声模块的处理器芯片连接着发出以短音组合作为整点报时的扬声器。4.按照权利要求1所述的带五秒符和星期符的四位数码钟，其特征在于所述的数码管和五秒符和星期符发光管及其驱动电路由处理器芯片连接扫描驱动的芯片构成驱动、或连接串并转换驱动的芯片构成驱动，或将原有的四位数码时钟分个位之a/b/e笔划连接处理器芯片经译码转换直接连接五秒符构成嵌入式驱动。5.按照权利要求1所述的带五秒符和星期符的四位数码钟，其特征在于所述的包含五秒符和星期符及调亮模块的处理器芯片连接着咪头、光敏管和夜间自动调暗并随声变亮的发光管。6.按照权利要求1所述的带五秒符和星期符的四位数码钟，其特征在于所述的电源带有伸出机壳背面可直接插入外部交流电源插座的电源插头。

技术总结

一种带五秒符和星期符的四位数码钟，由电路板、电源和机壳构成，其电路板包括含有对时发声模块和五秒符和星期符及调亮模块的处理器芯片、数码管和五秒符和星期符发光管及其驱动电路、时钟芯片、WIFI/外部时钟模块、咪头、光敏管、扬声器，新颖的五秒符和星期符使四位数码能够交替显示月日星期与时分以及亚秒信息，也能够在既有的四位数码钟面嵌入五秒符，能够以0.1秒精度与外部标准时间同步，整点报时，精致动感，机壳背面的电源插头可直接插入交流电源插座，发光管夜间自动调暗并随声变亮可兼作小夜灯，适用于家庭、办公及公共场合，应用前景广泛。广泛。广泛。