数码万年历实用电路简析.docx

数码万年历实用电路简析【19】 数码万年历采用智能电子控制和显示技木，集时间、日期、星期、温湿度和公历农历对照等功能於一体，具有读取方便、显示直观、功能多样价廉等优点，在日常生活中巳广泛应用。我家一台虹泰A129型LED数码万年历使用近十年，曾经出现过不能调校时间、数码管缺笔划、显示紊乱等故障，经过检修和重新调整都得到了排除，最近又出现了上电显示混乱故障，按“重设键”松键后不能恢复到出厂初始值，显示仍紊乱闪烁，多次反复调整试验都无法进入正常状态，於是误判为万年历智能芯片内部有故障，决定更换芯片，但因早期生产产品，在市场上配购不到同型芯片。几乎要放棄修理的情况下，决定测绘其电路图，以便为寻找代用的芯片提供原理依据，同时根据电路图可进一步分析故障原因，仔细检查元器件和线路，希望找到故障点。经过多次重复检查检测，成功不负有心人，终于查出是T2488SD3芯片直立封装印刷板上第二脚焊接的上拉电阻R42电容和C8虚焊所致，重新加焊后故障得到排除。析其故障原因是由于CPU引脚P2端受到外界电磁干扰，使CPU内部程序产生了错乱，从而出现显示混乱和死机。关于数码万年历常见故障的维修经验在电子报11期已有高手介绍。下面笔者仅将A129万年历电路构成整理出来，供读者维修参考。 虹泰A129型数字万年历电路主要由万年历专用芯片CPU T248SD3和外围元件组成，电路简洁，功能俱全，通常有： 1.公、农历自动对照(20012019卄年，也有五十年的); 2.农历星期自动对应，闰年、大、小月份自动调整; 3.温度自动显示(950); 4.定时闹钟可在24小时内任意时刻设定8次，响闹时兼中文语音报时; 5.正点报时在721点整点时敲整点钟声，中文语音报时，再播放和弦音乐; 6.内置3V锂电池(CR2032)，停电可保持时钟运行但无显示。正第工作时外接5VDC电源适配器; 7.亮度显示自动调节，即数码管显示亮度在晚上22点开始至早上7点降低亮度，使显示更柔和不刺眼。电路结构如图电原理图所示，图为印剧板元件按装图，各部分电路构成说明如下： 显示电路 由于LED数码管价格适中，直观易懂，而且可采用动态扫描控制，软件实现比较容易。也就是将数码管的8个显示笔划(a、b、c、d、e、f、g、dp)的同名笔段连在一起，同时在每个数码管的公共端增设位选通控制电路(三极管VT2VT9)，控制数码管的通断，位选通可能则由CPU各自独立的I/O线控制，当CPU芯片输出字形码时，所有数码管都接收到相同的字形码，此时哪个数码管会显示出字形，取决于CPU对位选信号的控制，这种控制方式可以连接多个数码管，可以少占用与CPU I/O口的连线。缺点是如果运行时间和延时时间配合不当，会造成数码管闪烁。 在图中可见，共阳数码管DS1DS4显示公历年份，DS5、DS6和DS7、DS8分别显示月日;DS9DS12显示小时和分钟;DS13DS16显示农历月和日;DS17显示星期;DS18、DS19显示温度值。相关数码管的同笔段相联后经过限流电阻接到CPU相应的I/O口，各个数码管VT2VT9的公共端接到PNP三极管8550的集电极，发射极接电源正端，三极管的基极经330限流电阻与CPU的相应控制输出端I/O口相联，当接收动态扫描信号为低电平时，三极管导通，这时数码管定时发光显示出实时数字。 时钟电路 芯片T2488SD3内部有一个用于构成振荡器的高增益反相放大器，引脚P5和P6分别是放大器的输入端和输出端，片外在其两端接上振荡频率为32678Hz晶体和电容C4、C5组成选频网络，放大器与作为反馈元件的晶体一起构成了一个并联振荡电路，晶体当作电感使用，振荡频率在fS和fP之间，因为只有在这个频率范围内晶体才呈感性，与C4和C5构成三点式振荡电路。由于fS和fP非常接近，振荡频率可认为是fS32768Hz。为万年历智能芯片CPU提供稳定的时间基准。同时片内经过分频得到秒脉冲信号，由P27引脚输出控制VT5的通断，使LED发光管VD1、VD2按每秒一次闪烁，时钟精确计时。时钟精度0.2秒/天，若计时误差较大，可微调C4或C5的容量进行调正。 测温电路 热敏电阻RT作为温度测量传感器。RT为负温度系数10K的热敏电阻，和另一个阻值为10K的精密参考电阻R41，与电容C6构成积分器，接到CPU的引脚P5、P6，共同组成斜坡式V-T转换器，将温度模拟量变为数字量，测得的温度值在面板数码管DS18、DS19上显示。测量范围为950，由于热敏电阻的感温特性曲线不是严格线性的，会产生较大的测量误差。若将参考电阻值调大，温度显示变高;调小温度显示变低。 正点报时电路 CPU片内存储存有正点报时钟声、乐曲和中文语音信号，在721点时段内，整点时CPU从引脚P31、P32输出相应的报时信号至音频放大器VT1的基极(9013)，激励扬声器SPK发出敲点钟声、中文语音报时，播放和弦音乐。在正常显示状态，按一下S2(增加/正点)键可以进行正点报时功能的选择。正点灯(VD4)亮表示正点报时开启、正点灯灭表示正点报时关闭。 复位电路(重置) 电阻R40、C3和复位键S4、引脚P4组成了CPU的外接复位电路，上电瞬间，电源通过R40对电容C3充电，C3两端的电压不能突变，P4端低电位延时升高，上电后使CPU有效地恢复到出厂初始设定状态。S4为重新设置键，如出现死机、显示混乱等情况，按此键万年历复位到出厂初始值显示。 电源电路 CPU引脚P1、P3间的工作电压VDD为DC 2.45.5V，数码万年历配有220VAC/DC5V外接电源适配器供电，5V电源分两路，一路通过二极管D1后先经过C1电解电容进行低频滤波，再经过瓷片电容C2高频滤波，然后将纯净的直流提供给CPU，保证CPU工作更稳定;另一路通过D2为数码管提供发光电源。万年历的各项数值设定后将保存在芯片的内存中，为了停电时不丢失数据，需时钟照常运行，为此设有内置锂电池B(CR2032 3V)，断电时3V电池电压经过二极管D3为CPU继续供电，该二极管要采用低压降型(0.20.4V)的锗管如1N60、BAT85等。D1、D2和D3的接入构成了电池与5V电源的供电隔离，外接电源正常时，5V通过电阻R1给电池充电，停电时电池只能接通CPU的P1供电，数码管不工作，防止电池过量放电，保证运行时间长，数据不丢失，来电后无须重新设置。 功能键电路 本机有设置S1、增加/正点S2、闹钟S3和重设S4四个控制按键，CPU引脚P15是S1、S2、S3键的公共端，对地接防干扰电容C7，按键功能如下： 1.设置键S1一端与引脚P12相连，按设置键一次，进入时间设定状态，被设项闪烁，依次按此键闪烁位置移动顺序为：年月日时分返回。 2.增加/正点键S2一端与引脚P11连通，在设定状态下对当前闪烁数字进行修改，按一次数字就加一，持续按住数字快速增加;在正常显示状态下按S2，可以开启或者关闭正点报时功能。前面板指示灯亮起表示正点报时功能开启，此灯灭表示正点报时功能关闭。此功能在236点时段智能关闭，以免影响休息。在正常显示状态下，长按此键，进入24/12小时制切换。 3.闹钟设定键S3一端与引脚P18连通，在正常显示状态按S3进入闹钟设定状态，最多可设8组(A1A8)定闹信息，再按S1使“小时”数字闪烁，按S2修改定闹的小时值。再按S1使“分钟”数字闪烁，按S2修改定闹的分钟数。设完按S3进入下一组闹钟时间设定，依次类推完成更多组定闹设定。如要取消闹铃，按S3键再按S2使时间显示为“：”该组闹铃关闭;反之则打开。 4.重设键