专利名称：世界钟的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及数字钟，特别是能显示世界部分城市地方时间的数字钟。
当今社会发展已进入信息时代，世界各国家、各城市之间的电信联系越来越频繁，但世界各地的地方时间(“地方时”原是指利用天文观测求得的当地的时间，许多国家统一规定全国一致的“地方时间”，本发明引用后者)之间存在时差，这种时差可能达到二十多个小时，当一个地市是工作日，另一个地市可能是例行假日，这种时间差给世界不同国家、城市人们的联系造成许多麻烦，例如，给异国他乡的人打电话时，就应该先搞清楚对方是什么时间，是否假日，因此现在急需普及能显示世界各地地方时间的数字钟。公知的时钟有机械钟和多功能数字钟，常见的多功能数字钟有万年历和发光二极管、数码管制作的数字钟，由计时电路、时间显示器、驱动电路、操作按钮和装饰表面用的面板构成。它们除了可显示时、分时间外，还可显示年、月、日，一般只能显示当地时间，不能提供电信联系中需要知道的对方时间，无法满足现代通信联系中对时间显示装置的要求。现有大型的挂在宾馆大厅的世界时间显示屏，可算是一种大型世界钟，但其功能单一，也没能显示各有关城市的星期几，占位置大，价位高，难以普及到柜台和卧室。
本实用新型的目的就在于解决上述问题，推出一种便于普及的能在一个钟上显示世界各重要国家或城市(下文中把上述二者合并称为“重要国、市”)的地方时间的装置，我们将其称为“世界钟”。
本实用新型是这样实现的在一块平面板上或在弯曲表面(主要是空心球体的球形表面或圆柱面)上，用印刷、蚀刻或粘贴等方法制作世界地图，地图上标出“重要国、市”名称和位置，必要时再标出一些洲、海洋等地理名称。
对应于每个“重要国、市”，安装一套“地方时间”显示器，用以直接观看该“重要国、市”的地方时间，或者，所有的“重要国、市”共用一套显示器，对应于每个“重要国、市”，安装一个“地方时按钮”，用以“调显”该“重要国、市”的地方时间。“调显”地方时间是指要看哪一个国家或城市的地方时间，就按那一个“地方时按钮”，该国家或城市的地方时间就被调到显示器来显示。
在单片机中编进时基程序、计算世界各“重要国、市”的地方时间的程序、定时控制程序和驱动显示器等程序，用这单片机系统(包括公知技术的单片机必要的配套元器件和电路，如电源电路、振荡电路、复位电路和操作按键)来进行计时和控制，其计算出来的各“重要国、市”的地方时间，被单片机分别送到对应的显示器进行显示或根据用户的临时指令(按某个按钮)将欲显示的地方时间送到共用的显示器进行显示。
对于分别显示各地方时间的世界钟，对应于地图上每个“重要国、市”，焊上一个地方时间显示器，这些显示器可以采用二种布置方式1.并排在一起，2.分别排在各“重要国、市”中心的附近。
对于各地方时间用同一个显示器显示的世界钟，显示器只能显示被选中的“重要国、市”的地方时间，故对应于每一个“重要国、市”，都应焊上一个调显地方时间的按钮(下文简称为“地方时按钮”)，用来选定拟显示其地方时间的“重要国、市”。这些按钮可以集中排列在一起，也可设置在对应“重要国、市”中心附近。在按某个“地方时按钮”后，某“重要国、市”被选中，单片机驱动其对应的发光标志闪动(一亮一灭)，同时，将该“重要国、市”的地方时间送到显示器进行显示，与此同时，单片机触发语音电路，推动扬声器报出该城市的地方时间。
本新型可作成放在桌上或地上的台式结构物，也可制作成在一块完整的面板上集成各显示器件和地图的挂钟。
本新型实现了在一个钟上显示世界各重要国家和城市的地方时间，给需要与远地进行电信联系的用户提供了方便，使他们能及时知道对方现在是什么时间，以避免在不合适的时间打扰对方。随着世界各国家之间的联系变得频繁，提供世界各地地方时间的服务，将成为电信局、机场和旅游部门应有项目，本新型使这种服务变成简易可行了。如在本新型的世界钟中加进定时播送音乐、定时控制或防盗报警等功能，这种世界钟便能为用户提供多种服务。此外，本新型可作成一种新式的工艺品，在给用户实质性服务的同时，还可作为一种厅堂用的高级装饰品，用来美化环境。
下面结合实施例对本世界钟作进一步说明
图1是本新型中分别显示地方时间的实施例原理图；图2是一种平板式世界钟面板的实施例，该实施例中各“重要国、市”的中心(国家可以其首都或地理位置的中心为代表)，用发光器件制作一个发光标志，这个发光标志，可以就是一个发光管，或者是一个可以被发光管照亮的器件，当然，也可采用液晶或其他新型的发光材料；图3是本新型中共用一个显示屏显示各地方时间的实施例原理图，图4是根据图3 原理制作的一种球形世界钟实施例。
如图1和图3所示，本新型的计时、显示控制和定时控制是由单片机(MCU)系统完成的，本新型对单片机的型号没有特殊要求，实施例中采用89C51系列，有关单片机控制的软件原理、硬件设计(必备辅助元器件如晶振、看门狗等)和使用方法等属公知技术，在此不赘述，附图中也未将其全部绘出。
为了使本新型具有更高的使用价值，我们在单片机中编进各种定时程序、现场信号处理程序和控制程序，在电路中加进定时播放音乐电路、定时响电铃控制电路、定时控制用电设备或防盗防火报警电路，使本新型具有更完善的功能。
图1和图3中VDD代表单片机等主芯片的工作电源，VCC代表继电器、扬声器等配件的工作电源，方框dG代表看门狗和复位电路，可采用专用集成电路，也可用分立元件自行设计。
本世界钟有一组按钮用作时钟调节按钮和用户编程按钮，用来调节时钟或设置定时程序，图1、图3中kM为模式选择按钮，kA为数字调整按钮，kC为清零按钮；k1和k2为设置定时程序用按钮。与K1、K2相连的发光管L1和L2是该二路工作情况的指示灯，定时进入该控制状态(如进入防盗报警状态)时，单片机控制该灯发亮，退出该控制状态(如退出防盗报警状态)时灯灭，R20和R21为上述发光管的限流电阻。图上画出K1、K2二路作例，实际应用时视控制路数而异。在制作成挂钟情况下，用按钮调整时间有所不便，为此，可考虑将时间调整按钮改成红外遥控。
显示器是本世界钟中用来显示各地方时间的器件，主要是显示星期、时和分，当然，也可增加显示年、月、日和秒，显示器可采用LED数码管或LED数码显示器(有的地方称为多位数码显示器或时钟显示器，它是将多位8字显示发光管焊在一小块电路板上，并盖上反射槽和滤光薄膜的一种数码显示器件)，也可采用液晶显示器，实施例中选用LED数码管作显示器，驱动显示器用串入并出集成电路如74HC164，图1、图3中的显示方法是扫描显示，图中Q10-Q14为位选三极管，R15-R19为其基极电阻，图1中只绘出二块显示器，实际数量视“重要国、市”的数量而定。
由于地方时差能引起各国家和城市间星期几不一样，一个国家的人民在上班时，另一个国家可能还是假日，为此，本新型中显示地方时间的显示器旁边安装一个显示星期几的显示器，显示各地方时间的同时，总是一起显示该地方是星期几，即本新型的地方时间由星期、时和分组成。
为提高可靠性，对于在平板上制作地图的世界钟，单片机系统、时间显示器、控制电路、驱动电路、各按钮及各发光标志均集成焊装在一块电路板上。
图1中的发光标志是当做时间显示中的某位小数点予以显示的，故电路原理图上没有将它们绘出来，这样做可简化电路。图3中发光标志L6-L21(实际应用时可多可少)是单片机通过单独一路串入并出静态显示电路予以显示的。在共用一个显示屏显示各地方时间的情况下，单片机的软件应保证被选中的发光标志的工作状态应与没被选中的发光标志工作状态有所区别，例如，被选中发光标志呈闪动状态，没被选中的发光标志呈静止状态。
图3中的k8-k23(实际应用时可多可少)是对应于每一个“重要国、市”的“地方时按钮”，按钮电路和按钮信息的处理有多种方案，图3实施例采用并/串输入串行输出集成电路75HC166将按钮信息传给单片机。
图1、图3中，温敏电阻Rt和非门F1、F2、F3、电阻R6-R8和电容C组成测温电路，它实质上是一种振荡器，其振荡频率与温敏电阻Rt的阻值有关，而温敏电阻Rt的阻值又与其周围气温有关，其振荡信号送给单片机，单片机根据该频率便可计算出现场气温，并将此气温值送显示器显示。这里还把测温电阻当做火警传感器，单片机利用它对现场气温进行监视，当气温超高或温度升高过快时，单片机会判断为发生火灾，并发出火灾警报。单片机测温属于公知技术或其他专利(ZL00203171X灵敏型感温火灾报警装置)已公开的技术，此不赘述。
本新型的语音单元，主要包含语音形成电路和音频放大电路，其中语音形成电路可选用各种现成的集成电路，如报时电路、音乐芯片和数字式语音集成电路(本文中将它们统称为语音电路)，音频放大电路也可采用现成集成电路如TDA2030等，当然，这里还应包括耦合、滤波等常用器件和电路。为了进一步方便用户，提供语音报各地方时间是有实用意义的，为此，本新型中有一个实施方案是采用可以分段录音的语音集成电路，单片机与语音集成电路之间用具有控制各段录音进行组合的连线进行连接，当用户按压地方时按钮后，单片机就通过这些连线对语音集成电路进行操作，使其播出该“重要国、市”的地方时间。图1、图3中MUIC是一片语音集成电路，实施例选用ISD系列产品，AN为其一组地址和指令输入线(其数量视串行或并行输入而异，并行输入的输入线数又与语音芯片的容量有关)，RESY为语音电路复位端，CS为其片选端，AMP为音频功放电路，根据预先输入到单片机中的程序，单片机定时输出控制和地址指令给语音单元，控制语音单元发出各种语音信号(包括音乐或语言，也可用来报各“重要地市”的地方时间)，这些语音信号被音频放大电路放大后，驱动扬声器发出语音。
图1和图3中的三极管Q6、Q7、电阻R9-R11、二级管N1和继电器J构成定时控制电路，根据预先输入到单片机中的程序，单片机定时输出控制指令使继电器J吸合或断开，从而控制受控电器(如电铃)定时动作。
从本新型使用场合看，在本装置中增设报警、报客功能是很有用的。图1和图3设计方案就有无线防盗报警功能，为此，本世界钟中安装了防盗或防火报警电路，其配套的防盗传感器可以选用红外传感器(热释传感器)、“雷达传感器”(微波探测器)或门磁传感器(磁铁——干簧管传感器)……等，如果传感器被设计成与主机分离的独立体(门磁传感器非这样不可)，其与主机的联系，可采用二种方法1、用无线电联系，2、传感器的信号通过信号线及主机上的输入信号端子与主机相连。
图1实施例中防盗报警信号的接收采用无线电技术，其中无线接收解码板RE连同电阻R1-R5、三极管Q1-Q5构成本世界钟的无线信号接收单元。其中的RE是一块接收无线红外传感器、无线门磁传感器及无线遥控器发出信息的无线接收解码板，该板一般用作四通道接收板，A、B、C、D为其四通道输出端，E为其公共脉冲信号输出端。由传感器或遥控器发出编了码的无线电信号，该信号的编码如果与接收解码板的编码一致，在通信范围内，这些无线电信号将被本接收解码板的天线TX接收，经本板的无线信号接收器接收、放大和解码后，接收解码板的对应通道的输出端A、B、C或D就会输出一个高电平信号，同时，该板接收到任何一个编码相同信号时，E端就会送出一个脉冲信号(实施例中用作单片机的中断信号)，这些信号传给单片机的对应信号输入端，单片机收到这些信号后，立即启动相应的程序。无线电编码发射和接收的原理和方法，属公知技术，报刊上曾多次介绍过，上述器件市面上亦可买到，如广东中山电子厂有供货。实施例中A、B、C、D四路是这样分配的A路对应手持无线遥控器的“开”按钮，B路对应手持无线遥控器的“关”按钮，C路对应无线红外传感器、无线门磁传感器等的现场异常报警信号，D可用作时间调整按钮。单片机的程序是这样处理这三种信号的接收端ON收到A端信号，立即进入警戒状态；接收端OFF收到B端信号，立即退出警戒状态；在已经进入警戒状态下，如果接收端INZ收到C端信号，立即启动报警程序进行报警。报警的方式可选用音乐报警——直接控制音乐电路播出音乐；也可给警笛控制端一个信号，启动警笛进行报警，图1、图3中的警笛JD是带有振荡电路的有源信响器，三极管Q8、Q9、电阻R12-R14为其控制电路)，必要时，可启动电话芯片进行电话报警——单片机依次对电话拨号芯片进行操作，拨出主人预设的电话。在宾馆、酒家等场合使用本世界钟时，音乐报警实际上可作为“报客”，特别是把音乐变成欢迎客人的礼貌用语如“欢迎光临”等后，报客效果更好。利用本新型拥有定时控制功能的优势，可以编进定时进入或退出警戒状态的程序，图1、图3中的按钮k1或k2就是供编制定时控制程序用的，具体的编程方法属公知技术。
对于图3所示共用显示器的世界钟，对应每个“重要国、市”，都应设置一个“地方时按钮”，它们可集中并排设置，也可分别设置在对应的“重要地市”的中心，图4实施例采用后者，而且，“地方时按钮”就装在“重要国、市”的位置中心，此外，这些“地方时按钮”都做成“发光按钮”。“发光按钮”的作法有1.按钮手柄的顶端外型作成耐看的艺术造型(如球形)，并将按钮手柄作成透明或半透明(使用透明或半透明材料制作，或使它们表面粗糙)，每个按钮旁边再设置一个发光管LED，用来照亮对应的按钮手柄；2.每个“地方时按钮”AN上面装有一个可以按动的按钮帽ANM，该按钮帽可将手指的按压力传给对应的按钮AN(见图5)，用前速方法将按钮帽作成透明或半透明，并同样在每个“地方时按钮”旁边设置一个发光管LED来照亮按钮帽；3. 发光按钮”的另一种做法是按钮帽或按钮手柄的头就是一个发光管，该发光管与电路板的连接用软导线或通过专用的滑动导电机构。我们把上述发光管、按钮和半透明按钮帽或按钮手柄的组合体或其等效的能使其按钮顶端发光的结构物称为“发光按钮”。本设计可使每个“重要国、市”处只看到一个发光体，看不见按钮，使图面简捷、清晰，而每个发光体又具有按钮的功能，使用极方便。
图4是根据图3原理设计的一种世界钟实施例，采用球形造型，在一个空心球体的球形表面上，用印刷、粘贴、腐蚀或雕刻等办法制作世界地图，再在各“重要国、市”中心安装一套“发光按钮”。该球体可绕一个旋转轴旋转，该旋转轴可作成从头到尾的实体轴，也可中间断开，而两个“轴头”Z由弧形杆件G连接起来，如图6所示，旋转体与静止的轴之间的接合处装有若干对导电环H1、H2和导电刷S1、S2，导电环和其配对的导电刷之间可相互滑动，以保证球体可旋转，又借助导电刷的弹性保持导电环和导电刷的紧密接触，以利导电，以便用来将球体内的电路及其按钮等元器件和球体外的电路及其元器件连接起来，导电环、刷的数量取决于电路设计和结构设计，导电环装在轴上，导电刷就装在球体上，反过来也可。图6b是上述结合处导电环的一种结构的剖面图“轴头”Z由弧形杆件G连接起来，“轴头”Z的尖端顶住球体二极处的V形锥孔中心，起了轴承的作用，导电环H1、H2装在“轴头”上，导电刷S1、S2是一片弹性良好的黄铜片，装在可旋转球体的V形锥孔上。这种结构的世界钟，其主电路板可装在球体内，也可装在机座JZ内，其显示器可如图5装在球体附近，也可装在机座JZ的面上。
本新型还有一种实施方案，就是把本新型与电话机组装成一体，在电话机上直接可调显“重要国、市”的时间，这将使给异国打电话的用户更感方便。这种“组装”可保持各自独立，也可电路上连成一个整体，利用本新型实现电话机自动进入或退出“免打扰状态”，利用电话机进行报警。
权利要求1.一种世界钟，由计时电路、时间显示器、驱动电路和操作按钮构成，其特征为1.1有一块制有世界地图的平板表面或一个制有世界地图的球形表面或圆柱表面；1.2在地图上每个需要显示其地方时间的“重要国、市”安装一套“地方时间”显示器；或者，在世界钟上安装一套共用的“地方时间”显示器，对应于每个“重要国市”各安装一个“地方时按钮”，在每个“重要国、市”的位置中心安装一个发光标志；1.3有一个单片机系统，通过驱动电路将单片机与地方时间显示器相连接；1.4其形状是一种放在桌上或地上的台式结构物，或是一块完整的面板上集成各显示器件和地图的挂钟。
2.根据权利要求1所述世界钟，其特征是将单片机系统、地方时间显示器、驱动电路及各“重要国、市”对应的发光标志集成焊装在一块电路板上。
3.根据权利要求1所述世界钟，其特征是每一个需要显示其地方时间的地名旁边安装时间显示器。
4.根据权利要求1所述世界钟，其特征是显示地方时间的显示器旁边安装一个显示星期几的显示器。
5.根据权利要求1所述世界钟，其特征是在每个需要显示其地方时间的国家或城市位置中心安装一个“发光按钮”。
6.根据权利要求5所述世界钟，其特征是地方时按钮与发光器件装在一起构成“发光按钮”，“发光按钮”有一个透明或半透明的手柄或按钮帽，在按钮旁边设置一个照亮该手柄或按钮帽的发光器件。
7.根据权利要求1所述世界钟，其特征是单片机与语音单元相连，语音单元由语音形成电路和音频放大电路组成。
8.根据权利要求1所述世界钟，其特征是温敏电阻和电容组成测温电路，单片机与测温电路和温度显示器相连。
9.根据权利要求1所述世界钟，其特征是单片机的信号输入端与传感器信号接收端相连。
10.根据权利要求1所述世界钟，其特征是与电话机机件组合成一体。
专利摘要本新型公开了一种能显示世界各主要国家和城市的地方时间的多功能世界钟在一块面板或球形表面上制作世界地图，图上标出拟显示其地方时间的国家和城市，在这些国家和城市中心设立发光标志，同时，世界钟上安装了用来显示各地方时间的显示器；用单片机计算出上述国家和城市的地方时间，并通过驱动电路将它们显示出来。本世界钟可以解决世界性的电信联系中需要知道对方的时间问题。本装置中还引进定时播放音乐、红外报客、温度显示和防盗报警等功能，可为宾馆、机场、电信部门提供多种服务；本装置可作成一种工艺装饰品。
文档编号G04G99/00GK2529284SQ01221008
公开日2003年1月1日 申请日期2001年4月4日 优先权日2001年4月4日
发明者徐日沾 申请人:福建龙岩智电科技开发联营公司