2024年3月18日发(作者:)
数码万年历实用电路简析
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(2001~2019卄年,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(-9~50℃);
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7~21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①电原理图所示,图②为印剧板元件按装图,各部分电路构成说明如下:
⑴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VT2~VT9),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①中可见,共阳数码管DS1~DS4显示公历年份,DS5、DS6和DS7、DS8分别显示月
日;DS9~DS12显示小时和分钟;DS13~DS16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
VT2~VT9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
330Ω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。
⑵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
- 99 - / 4
数码万年历实用电路简析
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f
S
和f
P
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f
S
和f
P
非常接近,振荡频率可认为是f
S
=32768Hz。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。
⑶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10KΩ的热敏电阻,
和另一个阻值为10KΩ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-9~50℃,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。
⑷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7~21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。
⑸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。
⑹电源电路 CPU引脚P1、P3间的工作电压VDD为DC 2.4~5.5V,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(0.2~
0.4V)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。
⑺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23~6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(A1~A8)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S4接在引脚P4与地之间,按此键万年历恢复到出厂的初始值显示,然后
- 100 - / 4
再按需数据再重新设定。修改状态停止操作达30秒,自动保存修改数据并退出修改状态。
出现无显示或只有部分显示,功能全无,主要原因是内部程序混乱,只要按复位键即
可,如果不行可以拆去内部锂电池,再按复位键不放插上电源,使CPU程序恢复正常后,
数码万年历实用电路简析
再插上电池。
-
DC5V
+
R38
10K
1K51K5
C102
C7
复位
S4
闹钟
S3
修改
S2
设置
S1
R3
1K5
VDD
1K5
R2
IC1
T2488SD3
GND
C104
323130
2928272625
24
23222120
1918
171615
14131211
10
987654321
470K
R40
C2
D1
1N4007
D2
27K
C3
C4
20P*2
C1
470μ
*2488
*2518
32768Hz
C5
C104
47Ω
R9
0
Dp
c
b
a
VT2
8550
0
DS19
R21
R8
R22
R28
Dp
c
b
a
c
b
e
47
R15
R11
R10
R29
47
47
DS8
d
e
g
f
R16
0
Ω
47
47
47
27
27
Ω
Ω
Ω
Ω
Ω
Ω
VD4
Ω
47
10
0
Dp
47
R36
VD3
Ω
R20
e
d
g
f
0
Ω
330Ω
0
c
Dp
b
a
c
b
Ω
R17
DS18
R25
DS7
a
d
e
g
f
0
27
d
e
g
f
0
Dp
b
Ω
0
a
10
330Ω
Dp
c
b
a
0
R31
VT9
47
DS12
c
0
10
Ω
R30
d
f
Ω
R23
R39
R13
Ω
R34
R40
DS16
d
e
g
f
0
e
g
c
b
e
47
47
47
47
Ω
Ω
R12
Ω
Ω
0
c
b
a
R24
330Ω
VT8
DS15
Dp
10K
R41
6
6
330Ω
c
b
e
d
e
g
f
0
Dp
b
0
Dp
c
a
b
27K
R37
VT7
a
c
b
e
0
DS6
OFF
d
e
g
f
0
PNP
8550*7
DS11
c
0
VT6
d
f
e
g
0
Dp
c
b
a
1
R35
330Ω
c
b
e
R27
1K
DS5
d
e
g
f
0
330Ω
e
1
b
330
47Ω
0
R26
R18
VT5
Ω
b
a
VD1
c
R5
DS14
Dp
c
VD2
d
e
g
f
0
R1
D3
VT4
e
b
Dp
c
330
R19
b
27K
4148
Ω
c
a
e
27
R41
0
0
RT10K
VT3
b
Ω
DS13
Dp
c
b
a
DS10
0
d
f
c
d
e
g
f
0
0
e
g
Dp
c
b
a
DS4
d
e
g
f
0
27
0
Ω
R4
DS17
Dp
cb
a
R33
b
0
Dp
c
b
a
HR-894A
a
d
e
g
330
Dp
c
f
0
DS3
Ω
DS9
0
0
9013
d
f
10
d
e
g
f
0
NPN
Ω
R7
A129-02 2008-05-31
e
g
0
Dp
c
b
a
20
R6
c
1K
VT1
b
R32
DS2
Ω
d
e
g
f
0
e
30Ω
0
PM
Dp
c
b
a
AM
DS1
1/4W
32
d
e
g
f
0
Ω
C223
-
3V
CR 2032
+
- 101 - / 4
②
虹泰
A129 LED
印刷线路面
数码万件历台式电子钟印刷板图
P25
R17
27
Ω
47
Ω
47
Ω
47
Ω
47
Ω
47
Ω
47
Ω
47
Ω
10
Ω
27
Ω
30
Ω
×
×
3
10
9
8
5
4
2
3
9
10
7
6
4
2
1
7
6
4
2
1
9
10
10
9
8
5
4
2
P16
R28
P17
R22
P24
R27
P25
R40
P26
R34
P23
R21
P18
R36
P24
R41
R20
A
P16
R29
A
R32
S3
a
b
c
d
e
f
g
a
b
c
d
e
f
g
a
b
c
d
e
f
g
a
b
c
d
e
f
g
×
7
6
4
2
1
9
10
7
6
4
2
1
×
9
10
10
9
8
5
4
2
3
×
10
9
8
×
×
×
×
5
4
2
3
×
a
b
c
d
e
f
g
a
b
c
d
e
f
g
a
b
c
d
e
f
g
正点
×
×
×
×
10
9
8
5
4
2
3
R26
1K
×
×
×
a
b
c
d
e
f
g
a
b
c
d
e
f
g
闹钟
DS11
分十位
秒闪
DS12
分个位
10
9
8
5
4
2
3
10
9
8
5
4
2
3
a
b
c
d
e
f
g
a
b
c
d
e
f
g
DS7
DS8
日个位
时十位
日十位
DS9
com
3
8
DS10
时个位
DS15
农日十位
Dp
DS5
月十位
DS13
com
3
8
DS1
com
3
8
DS2
com
3
8
农月十位
VD3
VD4
VD1
VD2
com
1
6
年千位
年百位
com
com
1
6
1
6
com
1
6
com
COM11
COM10
COM12
com
com
1
6
R30
10
Ω
COM19
COM9
COM15
COM5
COM13
R25
330
Ω
1
6
1
6
COM1
COM2
R23
10
Ω
数码万年历实用电路简析
P17
R8
P12
R16
P19
R15
D1
27K
1.5K
104
27
Ω
47
Ω
47
Ω
P11
R39
47
Ω
P10
R13
47
Ω
P9
R12
47
Ω
R3
1.5K
R2
SPK32
Ω
D3
R1
C1
470μ
-
4148
VT1
9013
P1
C8
P2
180p
P3P4P5
32768Hz
C4
C5
20p
RT
10K
P9
R41
10K
C6
223
P10
P11
P12
P13
P14
P15
P16
20p
P6P7P8
R40470K
C3104
R42
390K
①
VDD
P32
P32
P31
P31
P2GND
P30
P30
P29
P4
P29P28
P28
P5
IC
P27
P27
P6
P26
P7
T2488SD3
P26
CPU
P25
P25
P8
P24
P9
P24
P23
P10
P23
P11
P22
P22
P21
P12
P21
P13
P20
P20
P19
P14
P19
P15
P18
P18
P17
P16
P17
B
D2
+
3V
-
CR2032
C2
P22
R11
P20
R10
S2
47
Ω
47
Ω
×
10
9
8
5
4
2
3
10
9
8
5
4
2
3
10
9
8
5
4
2
3
10
9
8
5
4
2
3
10
9
8
5
4
2
3
10
9
8
5
4
2
3
10
9
8
5
4
2
3
10
9
8
5
4
2
3
a
b
c
d
e
f
g
a
b
c
d
e
f
g
a
b
c
d
e
f
g
a
b
c
d
e
f
g
a
b
c
d
e
f
g
a
b
c
d
e
f
g
a
b
c
d
e
f
g
a
b
c
d
e
f
g
DS4
年个位
DS6
月个位
DS14
农月个位
DS17
星期
DS16
com
COM2
P27
A
P28
P18
P29
P13
P30
P15
C7
102
S1S2S3S4
设置
DS18
com
R6
20
1
6
1
6
DS19
com
1
6
DS3
com
1
6
农日个位
温度十位
温度个位
年十位
com
COM4
R7
10
Ω
com
com
com
1
6
1
6
1
6
1
6
COM6
COM14
COM17
COM16
COM18
COM19
COM3
R33
R4
27
Ω
COM1
330
Ω
P12
(
增加
/
正点
)
修改
闹钟复位
(
重设
)
S2
S3
P14
P21
VT2
R9
47
Ω
8550
VT3
8550
R5
330
Ω
COM4
COM3
VT4
8550
R19
330
Ω
COM6
COM11
VT5
8550
COM5
COM9
COM18
R18
330
Ω
VT6
8550
COM10
COM14
VT7
8550
COM12
COM16
VT8
8550
COM17
VT9
COM13
8550
COM19
COM13
COM17
R35
330
Ω
R37
330
Ω
R31
330
Ω
R24
330
Ω
R38
10K
附:
图中元器编号为笔者加注,实物无标志。
①
虹泰
A129 LED
数码万年历台式电子钟电原理图
- 102 - / 4
DC5V
+
4007
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