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

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

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。

虹泰

A129 LED

数码万年历台式电子钟电原理图

- 102 - / 4

DC5V

+

4007