多功能電子月曆的製作方法
2023-09-23 17:46:00 2
專利名稱：多功能電子月曆的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電子月曆，特別是涉及一種採用矩陣掃描式發光數碼管顯示器的多功能電子月曆。
月曆已成為人們日常生活和工作中的必需品，通常使用的月曆是紙質的印刷月曆，如掛曆、檯曆等，這種月曆需要隨時翻動、逐年更換，使用不方便，要消耗大量的紙張，而且不能隨意查詢前後多年的有關日期的信息，近年來，隨著計算機技術的發展，採用計算機處理技術的電子月曆已經問世，目前的電子月曆都是用大面積的液晶板來顯示，但這種液晶顯示方式的亮度低、而且需要背景光，在環境照明度低的情況下或在稍遠的視見距離上就很難清楚地觀察到顯示的數據。另外，現有的電子月曆僅僅能顯示公曆的日期信息、實時時間數據或者還具有設定定時叫鬧的功能，不能顯示農曆日期和反映氣候變化的節氣變化信息，農曆和節氣變化是數千年來中華民族總結出的重要的天文、氣象的科學規律，在農業生產和日常生活中都是十分重要的信息，因此具有農曆、節氣變化信息的月曆也是十分有用的。
基於上述情況，本實用新型的目的是提供一種顯示亮度高、具有農曆和節氣變化信息顯示、使用方便而且結構簡單的多功能電子月曆。
本實用新型的另一個目的是提供一種既使在交流市電供電中斷的情況下仍然能使用日期、實時時間連續運行的多功能電子月曆。
為實現上述的目的，按照本實用新型的多功能電子月曆採用微處理器來處理農曆、節氣數據，以便對照公曆日期顯示出來，並採用矩陣掃描式發光數碼管顯示器來顯示月曆數據；按照本實用新型的電子月曆設置有備用電源電路，以確保在交流市電中斷時維持電路的正常連續運行。具體地說，在本實用新型的多功能電子月曆的外殼中設置有安裝在電路板上的中央控制電路以及矩陣掃描式顯示器電路。在外殼的透明面板上印有月曆邊框、農曆日期顯示框格、農曆節氣名稱以及年、月、日、閏、農曆等固定字符；外殼內的電路板包括中央控制電路板和矩陣掃描式顯示器電路板。
中央控制電路板上安裝有中央控制器電路及其相應的接口插件，還安裝有供電電源電路；矩陣掃描式顯示器電路板上安裝有掃描驅動器電路及其與中央控制器電路連接的接口插件，還安裝有由發光數碼管和發光二極體混合按矩陣排列的顯示器電路。
中央控制電路由微處理器、實時時鐘電路、存儲器、地址鎖存器、前置驅動器、掃描鎖存器和解碼器組成，微處理器是中央控制電路的核心單元，用以根據存儲器中存儲的執行程序處理來自實時時鐘電路的公曆日期數據、實時日期時間數據以及設定的定時信息等，並處理來自存儲器的農曆日期、節氣變化數據等。實時時鐘電路由一片通用的實時時鐘晶片構成，經數據總線與微處理器連接，用以提供公曆月曆數據和實時日期、時間數據，並提供設定的定時數據，實時時鐘電路還接有備用電源電路，正常運行時該備用電源電路中的蓄電池由供電電源充電，一旦交流市電中斷時該電路為實時時鐘晶片供電，以維持其連續不間斷運行。存儲器存儲有微處理器執行程序以及農曆、公曆對照數據，存儲器通過地址鎖存器由數據總線和地址總線與微處理器連接，解碼器也通過上述地址鎖存器由地址總線連接到微處理器，解碼器的輸出端分別接至實時時鐘電路和掃描鎖存器，用以為它們提供片選信號，掃描鎖存器經前置驅動器由數據總線與微處理器連接，因為鎖存器數量多，所以在掃描鎖存器之前加一級前置驅動器，掃描鎖存器作為微處理器的末端，其各條掃描驅動線接至中央控制電路板上安裝的接口插件上，以便用電纜與後述的矩陣掃描式顯示器電路相對應的接口插件連接。
安裝在矩陣掃描式顯示器電路板上的掃描驅動器的各輸入驅動線連接在該電路板上安裝的接口插件上，以便通過電纜與前述中央控制電路板上的掃描鎖存器輸出線連接的接口插件相連接。掃描驅動器的輸出驅動線分別連至按矩陣排列的各顯示器件的驅動端。按照本實用新型的多功能電子月曆所採用的顯示器電路是矩陣掃描式顯示器電路，顯示器件採用高亮度的發光數碼管和發光二極體，兩種顯示器件根據需要混合按矩陣方式排列。更具體說，採用七段發光數碼管顯示構成月曆的日期、實時日期、實時時間和農曆日期，而實時時間的時分秒分隔符號、定時鬧鈴符號、節氣變化顯示符號及農曆閏月顯示符等是固定顯示符號。掃描驅動器由位驅動器和段驅動器兩部分組成，位驅動器沿矩陣排列的行方向為每列顯示器件(一列發光數碼管或一列發光數碼管和發光二極體組混合)配置一條位驅動線，用以根據來自解碼器的片選信號沿行方向掃描，逐列驅動各列的顯示器件。而段掃描驅動器為每行顯示器件的各欄位(或各發光二極體)配置一條段驅動線，用以根據來自解碼器的片選信號配合位驅動線驅動相應的欄位發光。
按照本實用新型的多功能電子月曆，由於採用矩陣掃描式的發光數碼管和發光二極體顯示器，不僅具有高的發光亮度，而且，相應地不需要為每個發光器件都配置驅動器，僅需每行配置一個段驅動器，每列配置一個位驅動器，從而節省了大量的驅動元件，簡化了結構。
由於採用了微處理器來處理農曆和節氣數據，可以根據存儲器的容量，存儲數十年的公曆、農曆日期信息，並通過微處理器的鍵控開關功能，可以追朔檢索以往的日期相關信息，也可以查詢未來的日期相關信息。因此，按照本實用新型的多功能電子月曆，將普通電子月曆僅顯示公曆日期、月曆、實時時間及設定定時等功能擴展增加了農曆，節氣變化顯示功能以及追朔檢索和未來查詢等功能實現了電子月曆的多功能化。
另外，中央控制電路的實時時鐘電路設置有備用電源電路，既使在交流市電中斷的情況下，也不會發生月曆、日期、時間的中斷，無需重新調整。
以下結合附圖詳細說明本實用新型的優選實施例。
圖1是按照本實用新型的多功能電子月曆的斜視圖。
圖2是
圖1的電子月曆的正面擺放的俯視圖(未示出電源線)。
圖3是沿圖2的A－A線的剖面圖，用以示意性地表示內部總體結構布局。
圖4是按照本實用新型的多功能電子月曆的電路方框圖。
圖5是中央控制電路和電源電路的原理電路圖。
圖6是矩陣掃描式顯示電路的原理電路圖。
參照
圖1至圖3，按照本實用新型的多功能電子月曆由外殼1，中央控制電路板2和矩陣掃描式顯示電路板3構成。其中外殼1包括殼體11、後蓋12和透明面板13，透明面板13鑲嵌在殼體11的前開口上，其上印製有月曆邊框，邊框的上方左側相應的位置上間隔地印有年、月、日字符；邊框左右側分別按順序印有24節氣的名稱；邊框在右下角印有農曆方框，其中印有月、日及「閏」字字符。不透明面板13的左下角處設有為中央控制電路的鍵控開關伸出面板的開口。後蓋12按常規和卡扣或其他方式封閉殼體11的後開口，中央控制電路板上設置的電源電路的電源變壓器B1安裝在殼體11的底板中央向後突出的部位。
矩陣掃描式顯示電路板安裝顯示器件矩陣的一面貼近透明面板13的內側，與透明面板平行地卡接固定在殼體11的上下內表面上，中央控制電路板與矩陣掃描式顯示電路板平行地且相間隔地卡固在殼體11的上下內表面上，中央控制電路板和矩陣掃描式顯示電路板通過電纜和接口插件連接在一起。
圖4是按照本實用新型的多功能電子月曆的電路方框圖，用作數據處理及運行控制的微處理器是中央控制電路的核心單元，手動鍵控開關K、時基電路T1接在微處理器上，分別為微處理器提供功能選擇用鍵控信號和標準時基信號；定時鬧響電路AL也接於微處理器，用以在微處理器的控制下在設定的定時時間發出鬧響聲音。微處理器經數據總線與實時時鐘電路連接，同時通過地址鎖存器由地址總線和數據總線接到存儲器。掃描鎖存器通過前置驅動器由數據總線連接到微處理器。解碼器的輸入端與經過地址鎖存器的地址總線連接，其輸出線分別接到掃描鎖存器和實時時鐘電路，以提供片選信號。
另外通用的復位電路Re的輸出端分別接至微處理器、實時時鐘電路和掃描鎖存器，用以提供給它們復位信號。實時時鐘電路還接有備用電源電路Ba和實時時基電路T2，在正常運行狀態下備用電源電路由供電電源充電，一旦交流供電中斷時，備用電源為實時時鐘電路提供必要的直流電源，以繼續維持實時時鐘電路正常運行，實時時基電路為實時時鐘電路提供時基信號。掃描鎖存器把經過前置驅動器驅動的數據信號和來自解碼器的片選信號送到掃描驅動器，由驅動器驅動矩陣掃描式顯示器的顯示器件，顯示整幅月曆圖表、實時年月日日期和實時時間，同時顯示農曆日期、節氣變化信息符號和定時鬧鐘狀態符號。
供電電源電路是常規的交流供電、整流、穩壓電路、分別為中央控制電路和顯示電路供電。
圖5是中央控制電路和電源電路的原理電路圖。其中U1是一塊CPU晶片，構成微處理器，本實施例中選用型號為8031的集成電路晶片作為微處理器。鍵控開關K由四個常開按鈕開關K1－K4和一個常開撥動開關K5構成，其一個接點公共接地，另一個接點分別接微處理器U1的鍵入端，並且分別經限流電阻排RP1各自的限流電阻與經穩壓的供電電壓Vcc(後面將描述)連接，用以為微處理器U1提供功能選擇用的鍵入信號，五個鍵開關K1～K5分別對應於顯示面板上的方式鈕、進時鍵、退時鈕、止鬧鈕和設定鈕。由電容器C1、C2、石英晶體CR1構成標準時基電路T1，接到微處理器U1的時基信號輸入端，用以為微處理器提供時基信號。由電晶體BG1、電阻R1和揚聲器SP構成的定時鬧響電路AL接在微處理器U1的一個輸出控制端上，由微處理器U1根據實時時鐘電路設定的定時時間控制定時鬧響。
實時時鐘晶片U2構成提供實時日期和實時時間數據的實時時鐘電路，本實施例中選用的實時時鐘晶片U2的型號為MC146818晶片，它的數據輸出端經數據總線與微處理器U1連接；由電容器C5，半可調電容器C5、石英晶體CR2、電阻R4、R5組成的標準晶振時基電路T2為實時時鐘晶片U2提供時基信號；由電晶體D1～D3、電阻R9以及蓄電池E1構成備用電源電路Ba，其中穩壓後的供電電壓Vcc經二極體D1正向接在實時時鐘晶片U2的供電端子，二極體D2的正極和二極體D3的負極也同時接在該供電端子上，二極體D2的負極接電阻R9，電阻R9的另一端與二極體D3的正極並且與蓄電池E1的正極連接，蓄電池E1的負極接地，在正常供電狀態下，經穩壓的電壓Vcc經二極體D2和電阻R9為蓄電池E1充電，並為實時時鐘晶片U2供電，一旦交流市電中斷，被充了電的蓄電池E1經二極體D3為實時時鐘晶片U2供電，維持實時時鐘晶片運行，此時雖然交流供電中斷，無法驅動顯示器顯示數據，但實時時鐘晶片U2正常運行，使連續運行的實時日期、時間不會中斷，再次交流供電正常時，無需重新進行時間調整設定操作。
用來存儲執行程序以及農曆公曆對照數據等的存儲器由只讀存儲器(ROM)U3和隨機存取存儲器(RAM)U4構成，它們的輸入地址線經地址鎖存器U6由地址總線與微處理器U1連接，其數據輸出線直接經數據總線與微處理器U1連接，該實施例的只讀存儲器U3選用型號為27128的只讀存儲器晶片，隨機存儲器U4的型號選用6264隨機存儲器晶片，地址鎖存器U6的型號選用74LS373鎖存器晶片。
掃描鎖存器包括12塊段掃描鎖存器U11～U22和2塊位掃描鎖存器U23，U24，分別用以鎖存來自微處理器U1的段掃描地址和位掃描地址，由於鎖存器數量多，所以在掃描鎖存器U11～U24和微處理器U1之間，在數據總線上串接有一個前置驅動器U5。該實施例中各掃描鎖存器選用型號為74LS273的鎖存器晶片，而選用型號為74LS244的晶片為前置驅動器U5。
解碼器由解碼器晶片U7A、U7B、U7C及或門U9A，U9B，反相器U9E組成，解碼器晶片U7A、U7B、U7C的輸入數據線經地址總線與微處理器U1連接，而晶片U7A輸出的片選信號經或門U9C、U9D分別送到位掃描鎖存器U23，U24，同時，晶片U7A的另一路片選輸出端經反相器U10C以及由電晶體BG2、電阻R6、R7、R8，電容器C9，C8構成的驅動電路為實時時鐘晶片U2提供片選信號，晶片U7A還有一路片選輸出端經或門U9A接到晶片U7B的一個數據輸入端，同時還和經反相器U9E反相的來自地址總線的信號一起接到或門U9B的兩個輸入端，其輸出端連到晶片U7C的一個數據輸入端，晶片U7B和U7C的片選輸出線分別接到段掃描鎖存器U11～U22的片選輸入端子，為各段掃描鎖存器提供片選信號。本實施例的解碼器晶片U7A～U7C選用型號為74LS139解碼器；或門U9A～U9D為74LS32、反相器U9E為74HC04。
段掃描鎖存器U11～U22各自的7條段驅動線SE01A～SE01G，至SE12A～SE12G分別接於後述的段驅動器相對應的輸入驅動線上，同樣，位掃描鎖存器U23，U24各自的8條位驅動線DI01～DI08及DI09～DI16與後述的位驅動器相對應的驅動線相連接。
復位電路Re由電阻R3、電容器C4，復位按鈕K6及反相器U10A，U10B組成，經穩壓的直流電壓Vcc經電阻R3接至與復位按鈕K6兩接點並聯的電容器正極端，電容器C4負端接地，電容器C4的正端還經反相器U10B接至微處理器U1的復位端子，同時再經反相器U10A接至實時時鐘晶片U2的復位端子和掃描鎖存器U11～U24的各復位端子，分別為微處理器U1、實時時鐘晶片U2及掃描鎖存器U11～U24提供復位信號。
電源電路是普通全波整流穩壓電路，未經穩壓的直流電壓Vc供給位掃描驅動器的末級驅動電路用電，經穩壓的直流電壓Vcc供中央控制電路及其他驅動電路用電。具體電路由電源變壓器B1，整流二極體D4、D5，濾波器電容器C10～C13以及三端穩壓集成電路U8構成。
應該說明的是上述的定時鬧響電路AL，時基電路T1，T2，為實時時鐘晶片U2提供片選信號的驅動電路以及電源電路等均為本領域的普通常識性電路，在此均未作詳細的描述。
下面參照圖6說明安裝在矩陣掃描式顯示器電路板上的顯示器電路，顯示器電路由結構相同的左右兩半部組成，每半部均由掃描驅動器和矩陣顯示器構成，掃描驅動器又包括位掃描驅動器和段掃描驅動器，矩陣顯示器在左右兩半部共同由發光數碼管和發光二極體組混合排列成6行8列的矩陣結構，所以左右兩半部各自構成6行4列的矩陣排列。以下，以左半部為例詳細說明，位掃描驅動器是兩級級聯的位掃描驅動電路，前級位掃描驅動器由三片6線集成驅動器晶片U25～U27構成，末級位掃描驅動器對應每列的一位顯示元件由一個大功率電晶體構成，因為矩陣排列的每個陣位上安置一塊雙位數七段發光數碼管(或一個7隻發光二極體構成的發光二極體組和一塊單位數發光數碼管)，所以，每半部矩陣顯示器有8組位掃描驅動器分別配置於四列陣位的8列顯示器件的每一列，同時有6個段掃描驅動器分別配置於6行陣位的每一行顯示器件，另外，由於左右各8列單位顯示器件，共需16條位掃描驅動線，而三塊集成電路驅動器晶片U25～U27共18條位掃描驅動線，所以左半部用晶片U27的6條驅動線，右半部用晶片U25的6條驅動線，同時左右半部同享晶片U26的各兩條驅動線，左半部的8條位驅動線DI09～DI16分別接前述的位掃描鎖存器對應的輸出線DI09～DI16，前級位掃描驅動器的8條輸出驅動線經限流電阻排RP3分別接至末級位掃描驅動器的驅動管BG3～BG10的基極，驅動管BG3～BG10的發射極和基極之間分別接有偏壓電阻R10～R17，發射極共同接末級穩壓的直流供電電壓VC，各自的集電極分別作為驅動輸出端連接在每列顯示器件的一個驅動極上(發光數碼管的一位數的公共驅動極和／或後述的一組發光二極體組各二極體的正極公共線上)。段掃描驅動器是具有七條驅動線的集成電路驅動器U34～U39共6片，其輸入線SE07A～SE07G至SE12A～SE12G分別接前述段掃描驅動線SE07A～SE07G至SE12A～SE12G，它們各自的7條輸出驅動線分別經限流電阻排RP4～RP9的各限流電阻接到各行發光數碼管的7條欄位的輸入線上或後述的發光二極體組中各個二極體的負極上。矩陣顯示器在右半部和左半部基本相同，唯一不同之處僅僅是左半部個別陣位空缺。
圖6中由顯示器件構成的矩陣排列中的虛線方框表示的是發光二極體組DP1～DP8，實線方框表示的是發光數碼管LED1～LED46，每個發光二極體組包含7隻發光二極體，其正極公共連接至末級位掃描驅動器的輸出驅動線(驅動管的集電極)，而負極分別接到一條經限流電阻的段掃描驅動線上，8組發光二極體組共56隻發光二極體，分別對應顯示的發光符號有時分秒的4個間隔符(園圈形)、鬧鈴符號(右上角的馬鈴形)、月曆邊框左右側邊與顯示面板13上印製的24節氣名稱之間的24個對應節氣的園圈符號及其間的24個箭頭形符號，以及農曆方框右端閏月顯示符(長方框形)。該圖中僅繪出了發光二極體組DP1的具體連接圖，而發光二極體組DP2～DP8的電路結構和發光二極體組DP1的電路結構相同。實線方框表示的顯示器件LED1～LED9是單位發光數碼管，對應顯示月曆中1日～9日的數字，LED10～LED46是雙位發光數碼管，對應顯示雙位的10～31日的數字、年份數字、雙位月份、日期數字、時間的雙位時分秒數字以及農曆的月份、日期雙位數字。本實施例中前級位掃描驅動器選用74LS06集成電路驅動器，段掃描驅動器選用MC1413集成電路段驅動器，末級位掃描驅動器可採用任意型號的大功率PNP型晶體三極體，發光二極體和發光數碼管可根據總體設計尺寸選用不同規格和顏色的發光二極體和發光數碼管。
如
圖1所示示例性地顯示了1994年4月的月曆，其中實時日期是1994年4月5日，實時時間是17時48分32秒，農曆2月25日，節氣是清明，有定時鬧響設定。圖中用虛線表示了未顯示的固定符號，其中有節氣園圈形符號，節氣運行方向符(箭頭)、閏月顯示符。
以上以實施例的方式詳述了本實用新型的具體實施方案，並且列舉了所採用的元器件的具體型號，但是本實用新型並不限於這些具體型號的元器件，任何具有相同功能的元器件都可應用於本實用新型的具體電路之中。另外，對本領域的普通技術人員來說，在本實用新型的構思範圍內可以作出各種變化的方案以實施本實用新型，但均應認為沒有超出本實用新型權利要求的保護範圍。
權利要求1.一種多功能電子月曆，由具有印製著月曆邊框的透明顯示面板的外殼、裝於外殼中的中央控制電路板以及貼附於透明顯示面板內側的顯示電路板組成，其中中央控制電路板上安裝有中央控制電路，顯示器電路板上安裝有顯示器電路，其特徵在於所述中央控制電路包含有用來處理農曆日期和節氣變化及其與公曆日期對照的數據的微處理器以及與微處理器連接的用以提供公曆日期及實時時間的實時時鐘電路；所述實時時鐘電路設置有備用電源電路；所述微處理器還設有經過地址鎖存器與它連接的用以存儲執行程序和農曆日期、節氣變化數據的存儲器；所述顯示器電路由掃描驅動器和由掃描驅動器驅動的矩陣掃描式顯示器組成。
2.根據權利要求1的多功能電子月曆，其特徵在於所述矩陣掃描式顯示器由發光數碼管和發光二極體作為顯示器件。
3.根據權利要求1的多功能電子月曆，其特徵在於所述掃描驅動器包括位掃描驅動器和段掃描驅動器，所述位掃描驅動器由集成電路晶片構成的前級位掃描驅動器和與之相級聯的電晶體構成的末級位掃描驅動器構成；所述段掃描驅動器是七段集成電路驅動器。
專利摘要本實用新型公開了一種多功能電子月曆，包括帶有印著月曆邊框的透明顯示面板的外殼及裝設在外殼中的中央控制電路板和顯示電路板，安裝在中央控制電路板上的中央控制電路設置有處理農曆及節氣變化數據的微處理器，還設有帶有備用電源電路的實時時鐘電路；顯示電路板上安裝的顯示電路是矩陣掃描式發光數碼管和發光二極體構成的顯示器矩陣。
這種多功能電子月曆不僅可顯示公曆月曆、實時日期時間，而且可以顯示相應的農曆日期和節氣變化，通過功能選擇可以追朔檢索和未來查詢有關日期的信息。由於採用矩陣掃描方式發光數碼管顯示，發光亮度高，結構簡單。
文檔編號G09D3/12GK2203481SQ9421264
公開日1995年7月12日 申請日期1994年5月26日 優先權日1994年5月26日
發明者孫惠民, 華正權, 曹雲德, 周偉 申請人:曹雲德