專利名稱：指針式led時鐘的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種時鐘裝置，用LED組合成LED發(fā)光線模擬機(jī)械式鐘表的指針，用單片機(jī)控制發(fā)光線的亮和滅來完成顯示時間的指針式LED時鐘。
背景技術(shù)：
目前，所用指針式時鐘的指針是靠機(jī)械裝置驅(qū)動達(dá)到指示時間的目的，在黑暗的環(huán)境下無法看清楚，而且還發(fā)出嗒嗒的噪聲，另外大的指針式時鐘機(jī)械裝置非常笨重。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有指針式時鐘在黑暗環(huán)境下無法看清時間等不足，本實用新型提供一種指針式LED時鐘，包括單片機(jī)U2、譯碼器U3和U4、反相器U5和TO、60條LED發(fā)光線DO D59、混色LED發(fā)光組rl r9、LED發(fā)光組rlO rl2、三基色LEDrl3、PNP型驅(qū)動三極管Ql Q16和NPN型驅(qū)動三極管Q17 Q28、電源，其特征是60條LED發(fā)光線DO D59，將每條發(fā)光線分成三段，分別是^段、mn段和hn段，其中η = O 59，共有180個發(fā)光段；混色LED發(fā)光組rl r9，用于標(biāo)示時刻，整點時刻點用2個黃色LED標(biāo)示，其它時刻點用紅色LED標(biāo)示，共60個點；發(fā)光組rlO rl2構(gòu)成圓；三基色LED rl3構(gòu)成表盤中心，以上是鐘表盤的部件，單片機(jī)U2的Pl 口外接譯碼器U3和U4，經(jīng)U3譯出的信號驅(qū)動三極管Ql Q16，Q1 Q16集電極輸出構(gòu)成矩陣的16條行線；經(jīng)U4譯出的信號通過TO和TO反向驅(qū)動三極管Q17 Q28，Q17 (^8集電極輸出構(gòu)成矩陣的12條列線，這樣行線和列線構(gòu)成具有一定驅(qū)動能力的矩陣，共192個矩陣點，其中的180個矩陣點驅(qū)動180個發(fā)光段，剩余12個矩陣點驅(qū)動混色LED發(fā)光組rl r9、發(fā)光組rlO rl2以及三基色LEDrl3，以上是控制電路與表盤部件的連接關(guān)系。該時鐘不僅在黑暗環(huán)境下方便觀看，而且還去除了噪音并省去笨重的機(jī)械裝置，夜間還具有微弱的照明或者引導(dǎo)作用。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是顯示部分以三基色LED為圓心，用LED構(gòu)成一個圓，在圓外由LED組成的60條發(fā)光線，按每條線之間的夾角為6度依次繞圓排列構(gòu)成指針顯示區(qū)，為了區(qū)別指針長短，將每條發(fā)光線分成三段，分別是^段、mn段和hn段，其中η = O 59，如第一條發(fā)光線由％段、m0段和Iitl段構(gòu)成，第二條發(fā)光線由S1段、Hl1段和Ill段構(gòu)成，以此類推，第六十條發(fā)光線由S59段、段和h59段構(gòu)成，共有180個發(fā)光段。^段+叫段+！^段亮代表秒針，！^段+！^段亮代表分針，、段亮代表時針。用LED來標(biāo)示時間刻度點，整點時刻點用2個黃色LED標(biāo)示，其它時刻點用紅色LED標(biāo)示，共60個點，如同機(jī)械指針式鐘表四周的時刻點。控制部分由單片機(jī)AT89C2051、4-16線譯碼器74HC154、六反相器CD4069、驅(qū)動三極管及其他必須的外圍電路組成，控制原理如下AT89C2051的Pl 口的高四位接4_16線譯碼器U3的輸入口 AO A3，完成YO Y15譯碼，驅(qū)動三極管Ql Q16，Ql Q16三極管集電極輸出組成行線；同理，AT89C2051的Pl 口的低四位接4_16線譯碼器U4的輸入口 AO A3，完成YO-Yll譯碼，再由兩個六反相器反向驅(qū)動三極管Q17 Q28，Q17 集電極輸出組成列線，這樣行線和列線構(gòu)成具有一定驅(qū)動能力的矩陣，共192個矩陣點，用其中的180個矩陣點驅(qū)動180個發(fā)光段的亮和滅，模擬顯示指針，剩余12個矩陣點用于驅(qū)動標(biāo)示時刻點的LED、構(gòu)成圓的LED以及構(gòu)圓心的三基色LED。本實用新型的有益效果時間顯示醒目明亮，輕便無噪音。非常適用用于車站、廣場、碼頭、酒店、學(xué)校等公共場所，其小型化用于家庭不僅可以指示時間，在夜間可兼具一定的照明作用。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。

圖1是整體原理圖圖1中，AT89C2051是單片機(jī)，其Pl 口外接譯碼器U3和U4，經(jīng)U3譯出的信號驅(qū)動三極管Ql Q16，而Ql Q16的集電極輸出構(gòu)成16條行線。經(jīng)U4譯出的信號YO Yll通過反相器TO和U6反向后驅(qū)動三極管Q17 Q28，而Q17 的集電極輸出構(gòu)成12條列線，16條行線和12條列線構(gòu)成共192個矩陣點的矩陣，單片機(jī)外圍還有鍵盤電路、時鐘電路、電源電路等。圖2至圖11是電路原理圖在圖2中，Ul是升壓集成塊KX2100A45M，U2是單片機(jī)AT89C2051，U3和U4是4-16線譯碼器74HC154，U5和U6是六反相器CD4609UB，Sffl至SW5是輕觸開關(guān)，Yl是12MHZ晶振，Jl是接線端子。在圖3中，Ql Q16是PNP型三極管，Q17 是NPN型三極管。在圖4中，rl r9是混色LED發(fā)光組，rlO rl2是LED發(fā)光組，rl3是三基色LED。在圖5至圖11中，DO D59是60條LED發(fā)光線，每條發(fā)光線分為三段即 段、mn段和hn段，其中η = O 59，如第一條發(fā)光線由S0段、mQ段和hQ段構(gòu)成，第二條發(fā)光線由S1段、Hl1段和hi段構(gòu)成，以此類推，第六十條發(fā)光線由S59段、Hl59段和h59段構(gòu)成，共有180個發(fā)光段。圖12是矩陣電路原理圖圖13是顯示表盤結(jié)構(gòu)圖
具體實施方式
在圖2和圖3中，D1、D2是隔離二極管；C2、C3、EC2、C7、C8、C9、C10、C11是濾波電容；C1、EC1、D3、U1、L1構(gòu)成升壓電路；BATl是備用電源，當(dāng)主電源VDD5V斷電后BATl經(jīng)升壓電路只給單片機(jī)U2供電；C4、C5、Yl以及單片機(jī)U2內(nèi)部電路構(gòu)成振蕩電路；R221、R222是單片機(jī)U2的Pl. O、Pl. 2的上拉電阻；C6、R223、SW5與單片機(jī)U2的RST/VPP相接構(gòu)成復(fù)位電路；P3. 0、Ρ3· 1、Ρ3· 2、Ρ3· 3、Ρ3· 4、Ρ3· 5與Jl相接，用于功能擴(kuò)展；Ρ3. 7與Q29基極相接，R2M和收9不能同時接入電路，只能任選其一。單片機(jī)U2的Ρ3. 0 Ρ3. 3分別與輕觸開關(guān)SWl至SW4相接，用來調(diào)整時間。單片機(jī)U2的Pl 口低四位Ρ1.0 Pl. 3分別與4-16線譯碼器U4的AO A3相接；單片機(jī)U2的Pl 口高四位Pl. 4 Pl. 7分別與4_16線譯碼器U3的AO A3相接。4_16線譯碼器U3的YO Y15通過電阻分別與Ql Q16的基極相接，Ql Q16集電極輸出作為矩陣的行線 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F 共 16 條；4-16 線譯碼器 U4 的 YO Y5與六反相器U5的輸入端1、3、5、13、11、9相接，其輸出端2、4、6、12、10、8通過電阻分別與三極管Q17 Q22的基極相接；4-16線譯碼器U4的Y6 Yll與六反相器U6的輸入端1、3、5、13、11、9相接，其輸出端2、4、6、12、10、8通過電阻分別與三極管Q23 Q28的基極相接，Q17 Q28 的集電極輸出作為矩陣的列線 001、002、004、008、010、020、040、080、100、200、400,800共12條，R193-R220是三極管基極限流電阻。在圖4中，混色LED發(fā)光組rl至r9分別由兩種色光的LED組成，其中兩個黃色LED為一組，標(biāo)示一個整點時刻點，在兩個整點時刻點之間插入四個紅色LED用來標(biāo)示其他時刻。LED發(fā)光組rlO至rl2為同種色光LED組成，用來構(gòu)成圓，R181-R192是限流電阻。rl3用于構(gòu)成表盤中心，其三基色LED分別串接限流電阻R225、R226、R227再分別與rlO至rl2并聯(lián)。在圖5至圖11中，LED發(fā)光線DO D59中，每條發(fā)光線分為\段、mn段和hn段，發(fā)光段長度的比例是\段叫段hng=l 1 3，R1-R180是限流電阻。在圖12 中，12 條列線 001、002、004、008、010、020、040、080、100、200、400、800 與16條行線0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F構(gòu)成192個點的矩陣。其矩陣點分別是sO s59、m0 m59、hO h59、rl r9和rlO rl2，將圖5至圖11中的s0 s59段、m0 m59和h0 h59段、rl r9、rlO rl2分別接入對應(yīng)的矩陣點。LED正極接行線，負(fù)極接列線.在圖13中，該圖是顯示表盤結(jié)構(gòu)圖。以三基色rl3為中心，發(fā)光組rlO至rl2中的LED構(gòu)成圓。將60條發(fā)光線DO D59按每條線之間的夾角為6度依次布置在圓外構(gòu)成鐘表指針顯示區(qū)。將混色LED發(fā)光組rl至r9中的兩個黃色LED —組構(gòu)成12個整點時刻標(biāo)示點，其余48個同色LED每一個為一個點構(gòu)成其它48個時刻標(biāo)示點；每兩個整點時刻標(biāo)示點中間插入其它4個時刻標(biāo)示點圍成一周，共60個點，這些點都在發(fā)光線的延長線上用以標(biāo)示時間刻度點。工作原理編寫程序，對矩陣點進(jìn)行編碼。由前面介紹的矩陣電路可知，矩陣共有192個點，要使接入矩陣點的LED發(fā)光，必須是行線輸出高電平，列線輸出低電平。由此對矩陣點進(jìn)行編碼，相應(yīng)也就對接入矩陣點的發(fā)光段、發(fā)光組、三基色LED進(jìn)行編碼，分別建立發(fā)光段、發(fā)光組、三基色LED的數(shù)據(jù)表。由單片機(jī)U2定時中斷產(chǎn)生的秒、分、小時的數(shù)據(jù)經(jīng)轉(zhuǎn)換程序查表得到相應(yīng)發(fā)光段的編碼，再由單片機(jī)U2分時掃描輸出經(jīng)譯碼器等電路進(jìn)行變換，最后由三極管驅(qū)動相應(yīng)的發(fā)光段、發(fā)光組以及三基色LED工作達(dá)到顯示時間的目的。
權(quán)利要求1.一種指針式LED時鐘，包括單片機(jī)U2、譯碼器U3和U4、反相器TO和TO、60條LED發(fā)光線DO D59、混色LED發(fā)光組rl r9、LED發(fā)光組rlO r 12、三基色LED rl3、PNP型驅(qū)動三極管Ql Q16和NPN型驅(qū)動三極管Q17 Q28、電源，其特征是60條LED發(fā)光線DO D59，將每條發(fā)光線分成三段，分別是^段、mn段和hn段，其中η = 0 59，共有180個發(fā)光段；混色LED發(fā)光組rl r9，用于標(biāo)示時刻，整點時刻點用2個黃色LED標(biāo)示，其它時刻點用紅色LED標(biāo)示，共60個點；發(fā)光組rlO rl2構(gòu)成圓；三基色LED rl3構(gòu)成表盤中心，以上是鐘表盤的部件，單片機(jī)U2的Pl 口外接譯碼器U3和U4，經(jīng)U3譯出的信號驅(qū)動三極管Ql Q16，Ql Q16集電極輸出構(gòu)成矩陣的16條行線；經(jīng)U4譯出的信號通過U5和U6反向驅(qū)動三極管Q17 Q28，Q17 (^8集電極輸出構(gòu)成矩陣的12條列線，這樣行線和列線構(gòu)成具有一定驅(qū)動能力的矩陣，共192個矩陣點，其中的180個矩陣點驅(qū)動180個發(fā)光段，剩余12個矩陣點驅(qū)動混色LED發(fā)光組rl r9、發(fā)光組rlO rl2以及三基色LED rl3，以上是控制電路與表盤部件的連接關(guān)系。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種指針式LED時鐘，其中的混色LED發(fā)光組rl r9特征在于將混色LED發(fā)光組rl r9中的兩個黃色LED —組構(gòu)成12個整點時刻標(biāo)示點，其余48個同色LED每一個為一個點構(gòu)成其它48個時刻標(biāo)示點；每兩個整點時刻標(biāo)示點中間插入其它4個時刻標(biāo)示點圍成一周，共60個點，這些點都在發(fā)光線的延長線上用以標(biāo)示時間刻度點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種指針式LED時鐘，其中的矩陣特征在于12條列線001、002、004、008、010、020、040、080、100、200、400、800 與 16 條行線 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F構(gòu)成192個點的矩陣。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種指針式LED時鐘，其中的鐘表盤特征在于以三基色rl3為中心，LED發(fā)光組rlO rl2構(gòu)成圓，將60條發(fā)光線DO D59按每條線之間的夾角為6度依次布置在圓外構(gòu)成鐘表指針顯示區(qū)，將混色LED發(fā)光組rl至r9中的兩個黃色LED —組構(gòu)成12個整點時刻標(biāo)示點和其它48個時刻標(biāo)示點，這些點都在發(fā)光線的延長線上用以標(biāo)示時間刻度點。
專利摘要本實用新型涉及一種指針式LED時鐘，用LED組成發(fā)光線模擬機(jī)械時鐘的指針，分段控制發(fā)光線，達(dá)到顯示時間的目的。技術(shù)方案是(1)AT89C2051是單片機(jī)，其P1口外接譯碼器U3和U4，經(jīng)U3譯出的信號驅(qū)動三極管Q1～Q16輸出構(gòu)成矩陣的16條行線，經(jīng)U4譯出的信號Y0～Y11通過U5和U6反向驅(qū)動三極管Q17～Q28輸出構(gòu)成矩陣的12條列線。矩陣點接發(fā)光段等發(fā)光電路。單片機(jī)外圍還有鍵盤等輔助電路。(2)以三基色LED為中心，再用LED構(gòu)成圓，將60條發(fā)光線按每條線之間的夾角為6度依次布置在圓外構(gòu)成鐘表指針顯示區(qū)，在指針的延長線上放置LED標(biāo)示時刻。有益效果相比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型時間顯示醒目明亮，輕便無噪音。適用于車站、廣場、酒店、學(xué)校等公共場合，夜間有微弱的照明作用。
文檔編號G04G9/04GK202171727SQ20112013190
公開日2012年3月21日 申請日期2011年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月21日
發(fā)明者向孝軍, 姜兵 申請人:向孝軍, 姜兵