專利名稱：一種多功能航空鐘的制作方法
技術領域：
本發明涉及多功能航空時鐘技術領域，尤其涉及一種采用微處理器控制技術和 LED動態掃描顯示技術，并結合傳統機械時鐘特點的數字指針式多功能航空時鐘。
背景技術：
航空設備上需要經常測量航時時間、現時時間，還會根據需要測時，而現有的多功 能航空鐘不能很好的將這些功能融合在一起。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足提供一種多功能航空鐘。一種多功能航空鐘，包括時鐘電路、CPU電路、第一驅動電路、第二驅動電路、步進 電機和航時LED、現時LED、測時分LED，所述時鐘電路為所述CPU電路提供時鐘信號，所述 CPU電路用于控制第一驅動電路向步進電機輸出控制信號，控制步進電機運轉，所述步進電 機通過減速輪系帶動測時秒機械指針轉動，指示測時秒；所述CPU電路還控制第二驅動電 路，所述第二驅動電路驅動航時LED、現時LED和測時分LED，分別顯示航時時間、現時時間 和測時時間，其中現時時間及航時時間顯示均為時、分、秒6位顯示；當需要同時記錄航時 時間和測時時間時，顯示測時時間，不顯示航時時間；測時時間顯示回零后，航時LED顯示 航時時間。所述的多功能航空鐘，還包括存儲電路，所述存儲電路為設置在時鐘電路內部的 236字節電池備份SRAM，所述存儲電路用于記憶斷電時的航時時間及工作狀態、記憶并追 蹤標準時間。所述的多功能航空鐘，還包括照明電路和照明模塊，所述照明電路驅動照明模塊， 通過儀表內部LED導光板照明航空鐘的表面及指針。所述的多功能航空鐘，所述時鐘電路為DS3232。所述的多功能航空鐘，所述CPU電路為C8051F320。所述的多功能航空鐘，所述第一驅動電路為U93DD。所述的多功能航空鐘，所述第二驅動電路為MAX7221。
圖1為本發明航空時鐘的原理框圖。
具體實施例方式以下結合附圖和具體實施例，對本發明進行詳細說明。多功能航空鐘采用LED段位數碼模塊作為顯示屏，MCU采用C8051F320，利用 C8051F320定時中斷和外部中斷完成按鍵功能處理、顯示處理、步進電機的環形分配控制、 時鐘芯片DS3232的讀寫控制以及航時、測時的啟動、停止、清零的控制。系統上電后，進行全面檢測，系統初始化后，打開定時與外部中斷，進行循環顯示處理。當有定時中斷時，進行 按鍵處理以及閃爍、快加、快減等定時控制。外部中斷為標準的時間信號，當有外部中斷時， 完成測時、航時的時間累加，使用看門狗防止CPU發生故障時進入死機狀態。用單片機作為微處理器進行控制。系統的標準時鐘信號由高精度時鐘芯片提供， 內部存儲器可即時記憶現時和航時。多功能航空鐘每次開機通電時，均可進行LED段位數 碼顯示屏和測時指針的自檢及記憶電池低電壓指示。機載電源為多功能航空鐘提供28V直 流電源，多功能航空鐘內部電源模塊設有抗瞬態濾波器和采用厚模混合集成工藝的DC/DC 轉換器。多功能航空鐘的現時和航時采用LED數碼管動態掃描顯示，測時采用LED數碼管 動態掃描顯示和機械式指針(秒針)顯示相結合的方式機械式指針指示0-60秒時間，LED 數碼管顯示分鐘時間。多功能航空鐘儀表照明采用內部LED導光板照明方式，照明電源直 接采用多功能航空鐘內部28V直流電源，儀表照明亮度可隨LED數碼管亮度同時調節。第一驅動電路為電機驅動，采用步進電機的專門驅動芯片U93DD，L293DD為ST公 司產品，內部包含4通道邏輯驅動電路，可以方便的驅動一個兩相步進電機。第二驅動電路為數碼管顯示驅動，采用數碼管驅動芯片MAX7221，MAX7221是 Maxim(美信)公司專為LED顯示驅動而設計生產的串行接口八位LED顯示驅動芯片。2. 4.1通電自檢多功能航空鐘每次通電工作時，首先對LED段位數碼管進行自檢，同時測時秒針 順時針回轉一圈自檢，另外系統內部還自動檢查記憶電池的電壓。系統上電后，CPU先進行 系統初始化，然后CPU通過控制顯示驅動模塊MAX7221，驅動數碼管全部點亮顯示，接著判 斷測時秒針是否在零位，如測時秒針在零位，數碼管循環顯示同時測時秒針運行一周，如果 測時秒針在非零位，數碼管循環顯示同時測時秒針回到零位。最后通過看門狗MAX705的電 壓比較器，判斷電池電壓是否小于最低值，如果電池電壓小于最低值，進行低電壓指示。2. 4. 2現時時間顯示a.多功能航空鐘與標準時間校準后，上排數碼管M小時制式顯示標準時間，顯示 范圍 23h59min59sec。b.斷電后，內部存儲器(時鐘電路DS3232內置精度極高的溫度補償實時時鐘)可 記憶并追蹤標準時間；來電后，自動顯示標準時間。來電后，CPU從DS3232的實時時鐘讀取 現時時間并顯示，該DS3232的實時時鐘可以計數秒、分、時、星期、日期、月份和年份信息， 對于少于31天的月份，月末日期可自動調整，同時包括閏年修正功能。2. 4. 3航時時間顯示a.多功能航空鐘航時時間可依次按啟動、停止、回零來顯示航時時間，并可循環顯 示。顯示范圍99h59min59sec，下排數碼管顯示航時時間。b.斷電后，內部存儲器(時鐘電路DS3232內部具有236字節電池備份SRAM)可 記憶斷電時的航時時間及工作狀態；來電后，顯示斷電時的航時時間及工作狀態。通電工作 時，當航時狀態發生變化時，CPU將航時時間以及航時工作狀態寫入DS3232內部SRAM中，如 果航時為啟動狀態，每個秒信號來臨時，航時時間累加，CPU將更新的航時時間寫入DS3232 的SRAM。斷電后，DS3232內部SRAM保存航時的工作狀態以及航時時間。來電后，CPU從 DS3232內部SRAM讀取航時時間以及航時工作狀態并顯示，實現斷電記憶功能。
2. 4. 4測時時間顯示a.多功能航空鐘測時時間可依次按啟動、停止、回零來顯示測時時間，并可循環顯 示。顯示范圍99min59sec，測時時間的分時由下排數碼管后兩位顯示，秒時由機械秒針指示。2. 4. 5顯示優先級別a.當需要同時記錄航時時間和測時時間時，優先顯示測時時間，航時時間隱藏； 測時時間顯示回零(秒針停在0秒位)后，下排數碼管自動顯示航時時間。在顯示測時時 間時，下排數碼管的第一位分別用“R” “P” “0”來指示航時時間的啟動、停止、回零狀態。 即CPU進行顯示處理時，判斷測時時間是否為回零狀態，只有測時時間為回零狀態，才會顯 示航時時間，即優先顯示測時時間。該功能只是測時顯示具有優先顯示級別，并不影響航時 功能，即航時仍保持啟動、停止、回零三種狀態。b.測時的秒針以表面中30sec處為界當秒針> 30sec時，秒針順時針回零；當秒 針< 30sec時，秒針逆時針回零。當測時回零時，CPU判斷測時秒是否小于30秒，如果小于 30秒，執行電機反轉控制，測時秒針逆時針回零。如大于等于30秒，執行電機正轉控制，測 時秒針順時針回零。2. 4. 6亮度顯示a.多功能航空鐘數碼管亮度共有五檔。或無級調節。b.儀表內部照明亮度對應分三檔。c.數碼管亮度與儀表照明亮度同時調節。2. 4. 7記憶電池低電壓警示多功能航空鐘每次通電工作時，系統內部自動檢查記憶電池的電壓若電池電壓 低于2. 5V時，LED數碼管將有5秒鐘電池低電壓警示閃爍顯示應當理解的是，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換， 而所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種多功能航空鐘，其特征在于，包括時鐘電路、CPU電路、第一驅動電路、第二驅動 電路、步進電機和航時LED、現時LED、測時分LED，所述時鐘電路為所述CPU電路提供時鐘信 號，所述CPU電路用于控制第一驅動電路向步進電機輸出控制信號，控制步進電機運轉，所 述步進電機通過減速輪系帶動測時秒機械指針轉動，指示測時秒；所述CPU電路還控制第 二驅動電路，所述第二驅動電路驅動航時LED、現時LED和測時分LED，分別顯示航時時間、 現時時間和測時時間，其中現時時間及航時時間顯示均為時、分、秒6位顯示；當需要同時 記錄航時時間和測時時間時，顯示測時時間，不顯示航時時間；測時時間顯示回零后，航時 LED顯示航時時間。
2.根據權利要求1所述的多功能航空鐘，其特征在于，還包括存儲電路，所述存儲電路 為設置在時鐘電路內部的236字節電池備份SRAM，所述存儲電路用于記憶斷電時的航時時 間及工作狀態、記憶并追蹤標準時間。
3.根據權利要求1所述的多功能航空鐘，其特征在于，還包括照明電路和照明模塊，所 述照明電路驅動照明模塊，通過儀表內部LED導光板照明航空鐘的表面及指針。
4.根據權利要求1所述的多功能航空鐘，其特征在于，所述時鐘電路為DS3232。
5.根據權利要求1所述的多功能航空鐘，其特征在于，所述CPU電路為C8051F320。
6.根據權利要求1所述的多功能航空鐘，其特征在于，所述第一驅動電路為U93DD。
7.根據權利要求1所述的多功能航空鐘，其特征在于，所述第二驅動電路為MAX7221。
全文摘要
本發明公開了一種多功能航空鐘，包括時鐘電路、CPU電路、第一驅動電路、第二驅動電路、步進電機和航時LED、現時LED、測時分LED，所述時鐘電路為所述CPU電路提供時鐘信號，所述CPU電路用于控制第一驅動電路向步進電機輸出控制信號，控制步進電機運轉，所述步進電機通過減速輪系帶動測時秒機械指針轉動，指示測時秒；所述CPU電路還控制第二驅動電路，所述第二驅動電路驅動航時LED、現時LED和測時分LED，分別顯示航時時間、現時時間和測時時間，當需要同時記錄航時時間和測時時間時，顯示測時時間，不顯示航時時間；測時時間顯示回零后，航時LED顯示航時時間。
文檔編號G07C3/04GK102096370SQ20101058198
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月10日 優先權日2010年12月10日
發明者盧鵬俊, 張海波, 李少玲, 田景志, 陳曉娟 申請人:輕工業鐘表研究所