用汇编语言编程的计算机
下面介绍一种通过汇编语言进行编程的计算机。该计算机通过按键输入汇编语言程序，通过数字电路判断汇编语句的因果关系，并实现相关保存到寄存器，像端口输出信号，从端口读取信号的功能。计算机通过按键将汇编程序按行分别输入到按键寄存器1，按键寄存器2…等等。例如，第一行汇编程序通过按键输入到第一行寄存器，第二行汇编程序通过按键输入到第二行寄存器中，一次类推，每个寄存器里面存储一行汇编程序。每个按键上面接上扫描脉冲，扫面脉冲的频率由石英振荡器产生，经过分频后形成周期0.1秒的方波信号。当有按键按下时，信号经过按键进入电路，经过倍频电路放大进入RS触发器。因为RS触发器有记忆功能，几个RS触发器串联就会将按键的脉冲信号变为高电平，这使与门导通，将按键编码器生成的按键二进制编码存储到按键寄存器。每行汇编程序，对应一个判断逻辑的数字电路。这个数字电路按照这条汇编程序的要求去进行对电路的判断。例如，MOV AX,09H，这条汇编语句输入到第3条按键寄存器，电路从第三条按键寄存器里面读取这条汇编语句，电路便将09H这个数据移动到AX寄存器。例如，IN AX,01，这条汇编语句输入到第9条按键寄存器，电路从第三条按键寄存器里面读取这条汇编语句，电路便将09H这个数据移动到AX寄存器。例如，IN AX,01，这条汇编语句输入到第9条按键寄存器，电路从第9条按键寄存器里面读取这条汇编语句，电路便从01端口读取信号，并将信号保存到AX寄存器。例如NEXT1,这条汇编语句输入到第10条按键寄存器。电路从第10条按键寄存器里面读取这条汇编语句，电路执行NEXT1后面的程序，同时将NEXT1后面的语句保存到NEXT1寄存器里面，当需要调用时，重新执行NEXT1寄存器里面的程序。例如CALL NEXT1,这条汇编语句输入到第12条按键寄存器。电路从第12条按键寄存器里面读取这条汇编语句，电路重新执行NEXT1寄存器里面的程序。例如INT TYPE A,这条汇编语句输入到第25条按键寄存器。最后电路将按键输入的程序和运行结果显示到液晶屏上，这个液晶屏和电子表的数字液晶屏类似，每个字母是由很多段液晶组成，当这个字母的编码送到液晶屏驱动电路时，这个字母的液晶段就会发亮，显示这个字母。
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该计算机采用汇编语言判断电路，处理程序，当输入一段汇编语言时，进行逻辑判断并输出结果。例如：MOV AX,56H;执行后，AX=56H。当按键扫描电路第一段输出MOV时，将寄存器AX,BX,CX等和按键第二段输出的数据比较，如果相同输出高电平，并将但见第三路输出的数据送到该寄存器保存。它由各种语句判断电路组成，根据不同汇编语句判断并执行这些语句。
DSEG SEGMENT 数据定义段开始，第一行
DAT DW 36 定义常量DW=36，第二行
I DW 1 定义变量I的初始值为1，第三行
L DW 1 定义变量L的初始值为1，第四行
DSEG ENDS 数据定义段结束，第五行
START 程序段开始，第六行
PUSH BX BX寄存器清空，第七行
MOV BX,4 将常量4送入寄存器BX，第八行
PUSH AX AX寄存器清空，第九行
MOV AX,DAT 将DAT寄存器里面的数据移动到寄存器AX，第十行
DSQ: DSQ程序段开始, 第十一行
INT TYPE A 调用A中断，第十二行
TIME A,1000S 定时器A打开，计时1000秒，第十三行
IN 05,EX 从EX寄存器向05端口输出数据，第十四行
TIME A,STOP 当经过1000S以后，定时器A关闭，第十五行
IRET TYPEA A中断停止，第十六行
INT TYPE B 调用B中断，第十七行
TIME B,2000S 定时器B打开，计时2000秒，第十八行
OUT FX,03 从寄存器FX向03端口发送数据，第十九行
TIME B,STOP 当经过2000S以后，定时器B关闭，第二十行
IRET TYPEB B中断停止，第二十一行
NEXT1: 程序段NEXT1，第二十二行
FOR I<1000 当I小于10000时，执行下面的程序，第二十三行
ADD I,1 变量I加1，第二十四行
ADD BX,I 寄存器BX里面的数据加上I的数据，第二十五行
CMP AX,BX 比较寄存器AX和寄存器BX里面的数据的大小，第二十六行
JGE NEXT2 如果BX的数据大于AX的数据，跳转到NEXT2，第二十七行
XCHG AX,BX 同时交换AX和BX里面的数据，第二十八行
NEXT2: 程序段NEXT2，第二十九行
MUL AX,5 AX寄存器里面的数据乘以5，第三十行
IF 当下列条件满足时，第三十一行
INPUT “SHU RU SHU JU” 从键盘输入 “SHU RU SHU JU”，第三十二行
THEN 执行，第三十三行
OUTPUT “DINGSHIQI KAI” 让显示器显示 “DINGSHIQI KAI”，第三十四行
CMP AX,1000 比较寄存器AX和1000的大小，第三十五行
JGE NEXT1 如果AX的数据大于1000，跳转到NEXT2，第三十六行
NEXT3: 程序段NEXT3，第三十七行
MOV DX,BX 将寄存器BX的内容移动到寄存器DX，第三十八行
CALL DSQ 执行DSQ程序段，第三十九行
RET 结束循环，第四十行
START END 程序结束，第四十一行
例如：用键盘输入上述程序，键盘扫描电路按每行输出一条指令，当按键扫描电路输出DESG SEGMENT时，程序进行执行阶段。
该计算器首先通过晶振产生32768HZ的谐振方波信号，再经过分频电路将这个方波信号的频率降低为100HZ,，即周期为0.01秒，再将这个100HZ的信号接入到按键的公共端，按键共有60个，它们的一端接到一起，另外一端分别接到倍频器上。相当于这些按键并联在一起，当某个按键被按下时，100HZ的信号就会接入到倍频器上，经过倍频后，频率变为1HZ。为什么按键上面的频率是100HZ，这是因为100HZ的频率，周期是1毫秒，通常使用者按下按键的时间在1毫秒左右，所以，只有这个频率的信号才会在按下按键时输入到后级电路中。键值编码电路由二进制编码电路组成，当有按键按下时，对应的按键输出端输出对应的按键编码。每个按键的输出端接上或门，或门两两相接，最后输出一个或门，当有任何计算按键按下时，或门输出高电平，这个或门在和每个按键的输出端接上与门，这些与门在两两之间接上或门，最后一个或门接上按键寄存器。当第一个按键按下时，按键输出按键代码到按键寄存器的第一个存储器，当第二个按键按下时，按键输出按键代码到按键寄存器的第二个存储器，当第三个按键按下时，按键输出按键代码到按键寄存器的第三个存储器，这样以此类推，按键将按键键值按顺序输入到按键寄存器，里面保存起来。按键寄存器连接到计算机的CPU的IO端口，当有按键寄存器里面的字符组成一个汇编语言，语句时，CPU执行相应的操作。例如:当按键输入MOV AH,0,计算机CPU就将0移动到AH寄存器里面。
下面内容可参见《全国计算机等级考试三级教程PC技术》，张福炎主编，高等教育出版社2002年出版。
当RS触发器的输入端R,S都是1时，触发器保持输出端没有变化。利用这个特点，当按键输入高电平1时，电路输出高电平1给存储器，当按键断开输入低电平0时，RS触发器仍然给存储器输入1，当清零键按下时，RS触发器的S端输入0，触发器给存储器输入0，存储器清零。
当有按键按下时RS触发器Q输出1， Q 输出0，按下清零键以后，RS触发器Q端输出0， Q 端输出0。将寄存器1，寄存器2，寄存器3…等等里面的数据和键盘输入的数据比较，但两者数据相同时输出该数据到第一路输出，第二路输出…等等各路输出。
当开始输入时，按清零键，计算机按键输入为0.此时，开始输入字符，将字符输入到寄存器1。
当输入3个或4个字符，按下空格键以后，将后面的按键输入到寄存器2。
当输入3个或4个字符，按下，键以后，将后面的按键输入到寄存器3。
当输入3个或4个字符，按下回车键以后，将后面的按键输入到寄存器4。
计算机CPU结构图
将寄存器1，寄存器2，寄存器3…等等里面的数据和键盘输入的数据比较，但两者数据相同时输出该数据到第一路输出，第二路输出…等等各路输出。当寄存器1有输出时，将寄存器1的输出到第一段输出。当寄存器2有输出时，将寄存器2的输出到第二路输出。
按键扫描电路，扫描按键寄存器，当按键寄存器有数据时，便将数据输入到语句判断电路。
语句判断电路查询按键扫描电路输入的按键，当符合一条汇编语句时，执行这条汇编语句。
语句执行电路，按照语句判断的输出，执行这条语句，输出到CPU端口并执行。
第一部分汇编语言判断电路
当按键第一路输出MOV和下面的MOV按键二进制编码相同时，同或门输出高电平，同或门后级的与门导通，检测第二路按键输入。
当按键扫描电路第二路输出和AL的字母按键编码相同时，同或门输出高电平，它后级的与
门导通，将按键扫描电路的输出的数据输入到寄存器AL中保存。
当按键扫描电路第一段输出MOV时，将寄存器AX,BX,CX等和按键第二段输出的数据比较，如果相同输出高电平，并将但见第三路输出的数据送到该寄存器保存。
当按键第一路输出XCHG和下面的XCHG按键二进制编码相同时，同或门输出高电平，同或门后级的与门导通，检测第二路按键输入。
经过和按键输出的第二路代码进行判断后，经第二路代码寄存器的数据存储到存储器A。再将存储器A中的数据保存到存储器B。经过判断后将存储器B中的数据输送到按键的输出的第三路存储器CL。
经过和按键输出的第三路代码进行判断后，经第三路代码寄存器的数据存储到存储器C
再将存储器C中的数据保存到存储器D。
经过判断后将存储器D中的数据输送到按键的输出的第二路存储器AL。
IN指令判断电路
当按键输入的第一路数据和AX寄存器的二进制编码相同时，将输入的端口的数据保存到AX寄存器，当按键输入的第三路二进制数据和02端口的二进制编码相同时，将02端口的数据输送到寄存器AX中保存。各个寄存器的末端两两接上或门，只有当某个寄存器有输出时，数据才会保存到这个寄存器。各个端口的数据输入的末端两两之间接上或门，只有当某个端口有输入数据时，才会将这个数据保存到寄存器。每个端口的前端是电压测量电路，后端是傅里叶变换电路，将模拟信号变为数字信号，请输送到计算机中。
例如：IN AX,02 ;从端口02输入一个字到AX
IN两个字母的按键二进制编码，从端口输入数据指令IN。当按键第一路输出IN时，同或门输出高电平，检测第二路按键输入。注意：或门两两相连，只要有一个输出端是高电平，或门就会输出高电平
OUT指令判断电路
例如：OUT 05,CX ;从寄存器CX向端口05输出数据，
MOV CX,01010101，将数据01010101移动到寄存器AX，这时AX寄存器像端口5输出占空比50%的方波，
MOV CX,01110111，这时AX寄存器像端口5输出占空比25%的方波。
OUT三个字母的按键二进制编码，向端口输出数据指令OUT，当按键第一路输出OUT时，同或门输出高电平，检测第二路按键输入。
OUTBX指令判断电路
OUTBX ZX,100KHZ,向端口05输出频率100HZ的正弦波
OUTBX SJ,100KHZ,向端口05输出频率300HZ的三角波
OUTBX FB,200KHZ,向端口05输出频率200HZ的方波
OUTBX五个字母的按键二进制编码，向端口输出波形和频率指令OUTBX，
当按键第一路输出OUTBX时，同或门输出高电平，检测第二路按键输入，
INT中断指令判断电路
INT TYPEA，执行这个指令后，开始中断程序TYPEA
INT三个字母的按键二进制编码，当按键第一路输出INT时，同或门输出高电平，检测第二路按键输入，用中断寄存器保存键盘输出的中断程序，并利用中断执行电路不断执行终端寄存器里面的程序。用INTA寄存器保存键盘输入的程序，当需要调用时重新执行这些程序。
IRET四个字母的按键二进制编码, 当按键第一路输出IRET时，同或门输出高电平，检测第二路按键输入.
TIME A指令判断电路
TIME A,1000S，执行这个指令后，定时器A计时1000S，
当开始输入时，按清零键，计算机按键输入为0.此时，开始输入字符，将字符输入到寄存器1。经过两个异或门和一个或门以后输出高电平111111111，这使后面的与门输出按键的数值到寄存器1。将寄存器1，寄存器2，寄存器3…等等里面的数据和键盘输入的数据比较，但两者数据相同时输出该数据到第一路输出，第二路输出…等等各路输出。
第二部分AD采样电路
计算机测量电压电路图
计算机测量电流电路图
计算机测量频率电路图
产生各种不同的频率，和输入信号的频率相互比较，如果两者的频率相同输出该频率
电压比较电路图
不断调节电压信号源输出的电压值，, 当电压信号源输出的电压值和端口01输入的电压值相等时，减法器输出0, 或门输出0，非门输出1，与门导通，将此时电压信号源的电压值保存到电压信号源寄存器, 电压寄存器里面的电压值就是端口01输入的电压值。
电流比较电路图
不断调节电流信号源输出的电流值，，当电流信号源输出的电流值和端口01输入的电流值相等时，减法器输出0，或门输出0，非门输出1，与门导通，将此时电流信号源的电流值保存到电流信号源寄存器，电流寄存器里面的电流值就是端口01输入的电流值。。
计算机测量电压相位电路图
电压除以时间等于相位角的正切值，
如图1所示，正弦波M点的相位a等于该点的电压除以时间的反正切
计算机测量电流相位电路图
电流除以时间等于相位角的正切值，如图2所示，正弦波M点的相位a等于该点的电流除以时间的反正切。
频率比较电路图
当输入信号的频率和基准频率相同时，JK触发器导通，经过3个JK触发器翻转后，输出高电平，，与门导通，这时将基准频率保存到基准频率寄存器当中，基准频率就等于端口01输入的信号频率。
计算机输出杂波电路图
调节基准频率的大小，控制与门开关的时间，就会向外输出不同频率的杂波信号
计算机输出杂波电路图
计算机输出杂波电路图
计算机输出杂波电路图
第三部分液晶显示器
下面内容可参见《电子手表维修知识》，陈嘉明，周明德编，黄月秋校，广东科技出版社1981年出版
二、液晶显示器
二、液晶显示器
1.LCD的种类
LCD是一种有机结晶体，它介于液体和晶体之间，外界温度的变化，可使它向晶体和液体转化。液晶有很多种类，根据其分子排列形态和构造，可大致分为：近晶相、向列相、胆甾相三种。这三大类液晶，由于它们的晶格构造不同，它的光学性质也不同。由于向列相液晶对外力（如电场、磁场、声波等）是敏感的，特别是它能产生多种光电效应。因此，无论在电子表和计算机中一般都采用向列相液晶显示器。在向列相液晶中，还可以分为动态散射型(简称DSM)、场效应扭曲向列型（简称FE），畸变排列型（简称DAP）以及电场定向排列型和参数型。但可用于电子表，目前只有动态散射型（DSM）和扭绞型（FE），其他几种仍处于探索和开发阶段。早期电子表使用DSM型，其显字为洁白色。FE型显字为黑色，实践证明，FE型液晶比DSM型效果要好得多。通过下表对比，我们可以判断，所以目前都采用粗曲向列型(FE）。
表2，DSM型特点
液晶结构简单，驱动电压高（1030伏），消耗电流大（10.1毫瓦/平方厘米），显示对比不
4
太好，工作寿命短10 小时
FE型特点
液晶结构较复杂，驱动电压较低（2~10伏），消耗电流小（1毫瓦/平方厘米），显示对比很
4
好，工作寿命较长2*10 小时
2.LCD的组成
LCD(FE)显示器是由上偏光板、上玻璃板、透明字划电极、液晶体、透明公共电极、下玻璃板、下偏光板、反光板组成（见图1-21).LCD的玻璃板采用硼硅玻璃板，制作中要对LCD进行配向处理，即对公共电极和字划电极进行特殊处理，以使液晶分子的排列互成90度。
制字形可分为光刻法和印刷法两种，其中印刷法比较简单，制作中使字体略为倾斜，以使观看能舒适些。字划电极分为七段，有七条引出线。公共电极为负极的，有一条引出线（如图1-22）。
注入液晶后的封合，对LCD寿命的影响很大。有采用金属封口和环氧树脂封合及玻璃封合等不同方法。偏光板采用高分子材料的塑料膜，放在碘溶液中浸渍，慢慢的拉出。这样，在塑料膜上就形成了碘的披膜。然后干燥，最后按要求的外形落料即成为偏光板。塑料膜的透明度要求很高。
3.LCD的寿命
LCD的确切寿命无法说明，它因制造工艺的不同和使用不同等原因而异。理论上的寿命可达十年，但一般为保险起见，各个厂家一般只说可用五年。经实践发现，一般LCD的失效与偏光板有很大关系，因为偏光板的抗湿性很差，当液晶板受潮后，偏光板劣化，则LCD失效。同时LCD还受温度的制约，一般温度范围在-10℃~60℃之间，温度过高过低，对LCD均有影响。紫外线的长期照射对液晶也有影响。因此，要提高液晶显示器的寿命，就要在提高液晶纯度，改进偏光板材料等方面下功夫。当然，使用者也应加强保护，以延长手表寿命。
4.液晶的驱动
LCD用直流驱动，效果不好，而且寿命很好，故一般采用交流驱动。作为电子表，一般驱动LCD采用频率32赫兹的交流电压，选用32赫兹的频率是由液晶反映速度决定的。如果频率低（低于25赫兹），LCD显示的字就会发生闪动，频率过高，LCD的反应速度跟不上，看不到一个准确时间，所以一般采用32赫兹的交流电压驱动LCD。
5.液晶板的工作原理
由于在制作LCD时对它进行了定向处理，所以，当把液晶注入到液晶盒中时，液晶分子便按所处理的方向排列（见图1-21），从上玻璃板到下玻璃板的液晶分子刚好被扭转了90度。上偏光板与上玻璃板的处理方向相同，而下偏光板则与下玻璃板处理方向相同，这样上偏光板只允许与其处理方向一致的振动光通过，因此，当在字划电极和公共电极之间没有施加电压时，光线以水平方向进入上偏光板及玻璃后被液晶扭转了90度，又以垂直方向穿过下玻璃板及偏光板落在反射板上，反射板又将光线反射回去，这样我们看到的LCD为透明无显示的。而当在字划电极与公共电极之间施加下，液晶分子便改变了原来的排列顺序，而变成与电场方向一致的垂直排列，这时以水平方向射入的光线，穿过上偏光板与玻璃板，不能被液晶扭转90度变成与下玻璃板处理方向一致的光通过落到反射板上，只能停止在下偏光板上。这时，我们看到的LCD（在通电的部分）便为黑色，由于C=MOS按照特定的逻辑给字划电极供电，所以，我们便能够得到一组标准时间的程式数字显示。原理如图1-25.
2.LCD的质量特性。
（1）LCD易受外界水分等污染，所以封口必须良好，否则会因泄露而变黑。
（2）LCD会因紫外线的照射而劣化，故不宜长时间暴晒在阳光下，保存要用黑纸包好，放在避光之地。
（3）偏光板易因湿气而脱落而劣化，要干燥保存。
（4）LCD因电场而起作用，故冬天会使LCD暂时变黑，要采用防静电措施。
（5）直流电会使LCD劣化，要用交流电驱动。
（6）LCD因制造者不同而有不同的反应时间，反应时间在走马式的显示中非常重要。
（7）高温会使劣化LCD，存放地温度不超过60℃。
（8）工作中要带手指套。
（9）LCD的耗电量约0.5毫安。
三、石英晶体振子
1.负载电容要与电路配合。
负载电容（振荡电容）是影响振荡频率的，故必须符合产品说明书的要求，石英晶体又要与C=MOS配合，否则会有间歇振动或停振现象。
2，机械振动过强会造成晶体的暂时或长期破坏，影响精度。
3.在石英晶体的焊接中，注意不要用温度过高的电烙铁；焊接时间也不要过长，焊接时过热会使晶体永久破坏，石英晶体在电路中用符号来表示。
四、电容器
LCD电子表中一般使用34个固定小型磁介电容器，其中两个砖红色分别为稳压用电容器和升压用电容器，其容量在0.020.1微法范围内。同石英表指针式手表一样，还有一个白色的为振荡器槽路电容器，容量在十几到二十几微微法范围内，和一个供调快慢用的微调电容器，它的容量在5~55微微法范围内调节，它们的作用分别如下：
1.升压电容器。由于数字表采用LCD指示时间，但驱动LCD的电压要3伏，而手表使用电池的电压才1.55伏，因此单凭电池电压是不能驱动LCD的，需要用介质电容与C-MOS组成升压电路，以提高电压驱动LCD工作。如果没有升压电容器，则LCD显示暗淡，视野不好。
2.稳压电容器。LCD有一个特点要交流驱动，在电子表中驱动LCD的是一个32赫兹的交变电压，如果没有稳压电容器，LCD显示的字划是闪动的。因此要用稳压电容器与C-MOS组成稳压电容器，使输给LCD的电压变得平稳些，这一点是靠电容的充放电作用完成的。
3.振荡电容。振荡电容又名补偿电容，是对石英晶体的振动频率加以补偿。以致频率适应微调电容的调整范围，这一点与机械表的游丝定长是极为相似的。
4.微调电容。在电子表中，它起调整频率的作用，通过其容量的变化，来改变石英振子的振荡频率。达到调整快慢的目的，从而保证表有较高的走时精度。升压电容、稳压电容和振荡电容在使用中不分正负极性。微调电容的动片必须接地，否则在调整时会出现机上调好，一松手就会改变的现象。电容器在电路图中用 的符号表示，微调电容用
符号表示。
五、照明灯泡
为了在夜间或黑暗处读取时间，LCD数字表附加了照明装置。这个照明装置采用1.5伏直径1毫米左右的微型灯泡。它的电耗约为10毫安左右，其寿命一般为20~24小时。如果按每天点灯5秒钟，最低使用寿命为40年左右（灯泡寿命）。照明灯泡的效果与照明效果关系很大，灯过低（指灯在基板上的位置），不易看清时间，过高浪费光度，一般高度与LCD玻璃板相近即可。使用时照明灯不分正反。在电路中，灯泡一般用 表示。
六、导电橡胶连接器
导电橡胶连接器在电子表中起联接LCD与C-MOS引线的作用，为长条形，它由两种橡胶组成（如图1-24）。
透明部分是绝缘的，黑色部分含碳（C）为导体，电流可以通过，这种黑色部分把LCD和C-MOS引线联通，使C-MOS的输出电压激发LCD工作。导电橡胶做成一阶一阶的是为了使LCD和与之对应的C-MOS引线每一个组都处于完全独立，互不干扰，保证LCD按C-MOS指令显示正确的数字表示时间。LCD应用导电橡胶连接器的优点是，当高压缩时为组件起了衬垫作用。它比常规连接方法生产减少大量劳动力消耗。由于它是以导电层和硅橡胶绝缘层相互间隔构成，所以又称之为斑纹导电橡胶连接器。它每层的厚度约为0.005英寸，为了实现可靠的连接，一般采用0.2到0.3毫米的压缩量。导电橡胶一般不易老化，清洗可用酒精或橡皮泥擦。导电橡胶的清洁与否，同LCD的正常显示关系极大，要特别注意。
七、电路基板与簧片和其它元器件的连接
目前，电子表的电路基板都普遍采用玻璃纤维印刷电路基板，和陶瓷印刷电路基板。C-MOS焊接后用环氧树脂封闭，振荡电容、升压电容、稳压电容器则采用银浆粘接，石英振子、微调电容、各个按钮簧片、照明灯泡、蜂鸣振荡线圈、三极管和电阻器均用锡焊。如果C-MOS损坏，则整个电路基板也就报废，因为C-MOS是不可单独更换的，而其他零部件则可以单独换接，电路基板的引线是镀金的。表中的按钮簧片外面镀金，焊接方便，同时不容易因氧化而造成接触不良。正极压簧为刚性材料冲压成型，外表没有镀层，受潮易生锈，影响使用，值得注意。
为了在较宽的温度范围内保证电子表的精度，就要对CMOS石英振荡电路进行温度补偿。补偿的办法一般是将振荡电路中的振荡电容作成温度补偿电容（可用某些磁性材料作介质的电容，它的温度特性和石英的相反），利用它的容量的变化来补偿由于温度变化而造成CMOS石英振荡电路频率的变化。图2-8中的虚线为经温度补偿后的石英谐振器的频率温度特性曲线。利用它的容量的变化来补偿由于温度变化而造成CMOS石英振荡电路频率的变化。图2-8中的虚线为经温度补偿后的石英谐振器的频率温度特性曲线。该曲线在较大的温度范围内比较平坦，这就改变了振荡电路的温度特性，提高了手表的走时精度。这种补偿方法可使表的走时日误差在±0.3秒内。注意事项：清洗去污时，不要长时间放在三氯乙烯溶液中，以免影响气密性。石英谐振器管壳的气密性不好而漏气，这将促使晶体片老化并增大晶体片的振动磨擦，从而引起振荡频率漂移，严重时会使CMOS石英振荡电路停振。因此管壳漏气会造成手表走时变慢甚至出现不显示故障。
三、导电橡胶的作用原理
数字式电子表中的导电橡胶，其主要作用是传递笔划电极的工作信号。各笔划电极的显示与否，都受CMOS集成电路输出信号的控制。以最常见的三位半液晶显示器“18：88“形式为例，它有24个笔划电极，加上电路基板上与它对应的CMOS控制信号的电极，总计48个细密的接点。如果采用锡焊方式来一一连接，即使工艺上能办到，也费工费时，成本昂贵。而采用导电橡胶连接，这种接触式弹性连接方法结构简单、成本较低、组装方便、防震，且有利于表芯的维修。
在表芯中，导电橡胶被装在电路基板和液晶显示器的对应电极之间。当这三个元件相互接触、对位和固定以后，各个笔划的控制信号就从电路基板接点平行传递到液晶显示器的电极接点上，从而使表出现日期和时间的正常数字显示。在装配时，只要顺次放好三元件，拧紧螺丝钉即可正常显示。理想的情况下，三元件完全对应连接，如图2-21所示。
二、液晶显示器的结构
目前在数字式电子表中应用最广泛的场效应扭曲型液晶显示器的结构如图2-22所示。它是由紫外线滤光片、液晶盒、上下偏光片及反光片等构件组成的。
液晶盒由上下两块玻璃板、液晶及封口材料组成。上玻璃板内侧制作有七段字划电极，电极材料是二氧化铟（或二氧化锡）薄膜。下玻璃板内侧制作有公共电极。这些电极的功用是使外界电场通过它们而加到液晶上去，从而使液晶分子的排列受到外界电场的控制。上、下两块玻璃板都进行了定向处理，两块玻璃板的定向方向互相垂直，因此充进液晶盒内的液晶分子的长轴在定向层的作用下就与玻璃平面平行，并使排列方向在上、下玻璃表面呈正交方向，这就使上、下两块玻璃板之间液晶分子的长轴形成了一种扭曲结构。封装时注意保证上、下电极图形重合，液晶盒周边的封口材料要求有良好的耐候性，并且不与液晶材料起反应，一般采用低融点玻璃、金属或环氧树脂进行封口。在液晶显示器表面加有一层紫外线滤光片，目的是不让紫外线照射液晶，从而延长液晶的寿命。上、下偏光片都是采用高分子材料的塑料膜在一定的工艺条件下加工而成的。自然界中的光线，按其光波振动方向可以分为自然光和偏振光，自然光是一种电磁波，具有横波特征，它的光波振动在各个方向上都有。而偏振光则不然，它仅有单一振动方向的光波。偏光片的作用就是只允许自然光中某一振动方向的光通过，从而使自然光通过它以后，成为沿一个方向振动的偏振光。液晶显示器有上、下两块偏光片，上偏光片被放置于液晶盒的上面，它将自然光变成水平方向的偏振光，下偏振光与上偏振光正交，放在液晶盒的下面，它只让垂直方向的偏振光通过而阻挡水平方向的偏振光。反光片的作用就是把到达反光片的光，按照原来的路线发射回去。
三、液晶显示器的工作原理
如前所述，液晶的分子长轴在液晶盒中形成了一种扭曲结构，当有一束水平偏振光通过这个扭曲液晶层时，其偏振方向将会沿着扭曲方向而旋转。液晶分子长轴90度的扭曲最终导致90度的旋光。当对两块玻璃板上的电极施加电压后，液晶分子就转变为垂直于上、下玻璃板表面排列，扭曲结构消失并导致旋光作用消失，这种电光效应称为扭曲效应。当液晶显示器未加电场时，到达上偏光片的自然光线经上偏光片变成水平偏振光，进入液晶盒后产生扭曲效应，被扭曲排列着的液晶分子扭转90度，变成了垂直方向的偏振光，由于该偏光片正好和下偏光片的偏振方向一致，因此可以顺利的透过下偏光片而射向反光片，被反光片发射后的偏振光，按照原来的光路顺利返回，反射回来的光进入人的眼睛时，液晶显示器就呈现透明状态而不显示字样如图2-23左半部分所示。当驱动电路把需要显示数字的信号电压加到液晶显示器的有关字划节段电极上时，液晶分子长轴带负电荷的一端靠向电场的正方向，带正电荷的一端靠向电场负方向。这样液晶分子就改变了原来的排列方向，而转变为玻璃板表面垂直（如图2=23右半部份所示），即扭曲结构被破坏，使液晶丧失了将上偏光板射进来的偏振光扭曲90度的能力，偏振光依然保持水平方向，因此无法穿过下偏光板，被下偏光板阻挡而到达不了反光片，字划就变得不透明（呈现黑色），所需要的时间数字便显示出来。
当电场撤除以后，该字划间的液晶分子又受到定向层表面力的作用而恢复到原来的排列，字划又变为透明。液晶显示器上的每一位数字由七段字划组成，如图2-24所示。如果在公共电极上加商32HZ，幅度3伏的方波信号，而在字划电极a,b,d,e,g段加上与公共电极反相的方波信号。此时，公共电极与这些电极之间就存在着绝对值为3伏的电压差，而在c,f上加与公共电极同相的方波信号，这就使a,b,d,e,g段字划变黑，而c,f段不变，于是显示器上便显示出2字
组成液晶的材料有近晶型液晶材料，例如：对氧化偶氮苯甲醚（CH3OC6H4(NO)=NC6H4OCH3)，
组成液晶的材料有胆甾相，例如：苯甲酸胆甾酶酯（C6H5COOC27H45)，
偏光片的结构组成
偏光片的基本结构包括：最中间的PVA(聚乙烯醇），两层TAC(三醋酸纤维素），PSA film(压敏胶），Release film(离型膜）Protective film(保护膜）。其中起到偏振作用的是PVA层，但是PVA极易水解，为了保护偏光膜的物理特性，因此在PVA的两侧各复合一层具有高光透过率、耐水性又有一定机械强度的TAC薄膜进行保护，这样就形成了偏光片原板。在普通TN型LCD偏光片生产中，根据不同的使用要求，需要在偏光片原板的一侧涂覆一定厚度的PSA,并复合上对PSA进行保护的隔离膜；而在另一侧要根据产品类型，分别复合保护膜、反射膜，半透半反胶层膜，由此形成偏光片成品。对STN型LCD偏光片产品，还要在PSA层一侧，根据客户的不同需要，按一定的补偿角度复合具有一定相位补偿值的位相差膜和保护膜，由此形成STN型LCD偏光片产品，这就是LCD偏光片的基本结构和作用原理。使用的压敏胶为耐高温防潮压敏胶，并对PVA进行特殊浸胶处理（燃料系列产品），所制成的偏光片即为宽温类型偏光片；在使用的压敏胶中加入阻止紫外线通过的成份，则可制成防紫外线偏光片；在透射原片上再复合上双折射光学补偿膜，则可制成STN用偏光片；在透射原片上在复合上光线转向膜，则可制成宽视角偏光片或窄视角偏光片；对使用的压敏胶、PVA膜或TAC膜着色，即为彩色偏光片。实际上随着新型的液晶显示器产品不断开发出来，偏光片的类型也越来越多。
下面的资料参见《石英电子手表原理及维修》刘令祥，谷宜德编著，江苏科学技术出版社1982年出版
银电池中又分为氧化银、过氧化银电池。在银电池中又因其所用的电解液不同又分为：氧化银钠电池、过氧化银钠电池；氧化银钾电池，过氧化银钾电池。其中氧化银和过氧化银钠电池内阻大（尤其在低温条件下），故只适用于小电流放电的指针式石英表和不带照明灯的液晶显示数字式石英表。氧化银和过氧化银钾电池内阻小，因此宜用于带微型照明灯的液晶显示和发光二极管显示的数字式石英表。要根据表的不同品种正确选用相应的电池品种，否则，氧化银钠电池用于带照明灯的液晶显示的数字式石英表上，一旦电池电压稍微低落或处于低温环境，一按照明灯就会使电池的电压明显下降，从而使表停止工作。当然，氧化银钾电池使用久后内阻也会增大，这时按照明灯也会使表停止工作。这属于正常现象，表明该换电池了。图2-28，2-29为直径11.5mm、厚5。3mm的氢氧化钠、氢氧化钾银电池内阻温度特性和闭路电压的温度特性，它直观的说明了这一点。
现在我们把这四种电池的化学成份和主要性能列于表2-3，
表2-3四种银电池性能对照表
名称 电压（V） 正极 负极 电解液 内阻 容量 适用范围
氧化银钠电池 1.55氧化银Ag2O锌Zn NaOH最大最小指针式，不带照明灯LCD石英电子表
氧化银电池 1.55氧化银Ag2O锌Zn KOH最大 最小 指针式，不带照明灯LCD石英电子表
过氧化银钠电池1.55过氧化银AgO锌Zn NaOH最大 最小指针式，不带照明灯LCD石英电子表
过氧化银钠电池1.55过氧化银AgO锌Zn KOH最大 最小指针式，不带照明灯LCD石英电子表
表用电池按其外形尺寸又可以分为多种品种，目前已系列化。我国表用电池的规格也按国际上公认的系列生产。在国内市场上流行的大都是氧化银电池，外形尺寸主要有Φ11.64.2m/m,Φ7.95.4m/m,Φ7.93.6m/m三种。上海、天津、北京、广州、烟台、苏州、沈阳等地生产的男指针式石英表，一般采用Φ11.64.2氧化银钠电池；女表采用Φ7.9*3.6氧化银钠电池。
二、电池的结构
氧化银电池的结构如图2-30所示，它是一种小型扣式密封性结构的电池。
1.负极性
负极盖即是电池壳的组成部分，又是电池负极输出端。一般采用弹性较好的Cu-ST-Ni三层复合金属带来制作负极盖。
2.负极活性物质（负极材料）
负极活性物质通常是以60目左右的高纯度的锌粉为主。这种高纯度锌粉5%左右的汞进行汞剂化生产汞剂粉，然后加压制成饼状作为负极活性物质。电解液使用NaOH或KOH碱溶液。
3.膈膜
膈膜是一种经过特殊加工的纤维素材料组成的复合膜。膈膜的作用，是保证把正极与负极物质严格分开，同时又要保证只让带电的离子，如OH-，顺利通过，而又不许银通过。它实际上是一种分子筛。.
4.正极活性物质（正极材料）
正极活性物质是在氧化银中加入5%以下的碳组成。由于这种粉末难以成型，故在其中加入粘合剂，经充分混合后按规定的量加压成型。
5.正极壳体
正极壳体由08F不锈钢带制成。即是电池的壳体的组成部分，又是电池的正极输出端。
6.密封圈
密封圈一般由尼龙一类材料注塑而成。密封圈的重要作用在于：一、把负极盖和正极壳体绝缘，不许发生相互短路；
二、把电池放电时产生的气体能通过密封圈排放出来，而电池内的碱液又不许外漏。因此，它必须具备透气不漏液的功能。
要做成性能优异的电池，不但对壳体材料、化学试剂等有严格的要求，而且对正负极活性物质的制备、配比、封口等工序要求也十分严格。稍有不当，电池的质量就受影响，电池的质量差，就直接影响石英电子表的质量。
图1-21液晶显示板组成结构图
两片长条状电极分别在液晶分子的上下表面，它们输出32HZ的交流电驱动液晶分子发光。. 上下两个长条状电极只有在拐角处才会相交，同时这个相交点会和中间的液晶分子形成回路，此时这个相交点液晶分子中有电流通过，液晶分子发光。例如，上图中在两个圆圈处，上下两个长条电极相交，注意，上长条形电极的列编码器连在左边，行编码器连接在下面，上长条形电极的列编码器连在右边，行编码器连接在上面，这样就造成上下电极里面的电流只有在拐点时相交. 32HZ交流电压的大小控制液晶发光的亮度，三种颜色的红绿黄偏光板只允许一种颜色通过，这样就形成了彩色图像. 电极采用Si单晶或二氧化铟，或二氧化锡，硅长条状状电极通过光刻工艺实现。二氧化铟，或二氧化锡长条电极通过蒸发或溅射工艺实现。.
计算机液晶显示器原理图
每路编码器输出的行信号对应一路振荡器，振荡器输出32hz的交流电驱动液晶,
每路编码器输出的列信号对应一路振荡器，振荡器输出32hz的交流电驱动液晶
荧光数字管与数码管显示不同之处，是它显示的数字是由若干阳极片组合而成的，如图54-31所示。
由于它是由八段线段排列组合以显示数字，有时也称之为八段显示。当灯丝加有电压，栅极接有20V正电压时，若阳极也接有20V正电压，则该阳极线段发亮，反之若阳极接零电平，则相应阳极熄灭。从上图可清楚地看出，要某一个数字如“5”亮，就必须使P1、P2、P3、P5、P6这几段阳极亮，而P4、P7、P8熄灭。这就要求，不仅在栅极商加有恒定20V直流电压，而且在P1、P2、P3、P5、P6这几段阳极上也加有20V直流电压，但在其余各段阳极上均接零电平。为了译码方便起见，可列出八段显示状态表（以“1”表示该段阳极接高电平20V，“0”表示接低电平0V）。如表5-4-10所示。
根据表5-4-10可以画出八段显示荧光数字管的译码电路（1248码），如图5-4-32(a)所示。而图5-4-32(b)则表示P1阳极段的电路，其中T2为一个简单“非”电路，T1是一个射极跟随器，当“或非”门1输出低电平时，T2管截止、T1管通导，从而其射极输出高电平P1阳极，使P1段发亮；而当“或非”门1输出高电平时，T2管通导、T1管截止，其加至P1阳极将是零电平，从而使P1段熄灭。
以上就是荧光数字管的译码显示原理及电路图，运用卡诺图方法，可使电路大为简化。例如，对于P1段，由图5-4-31(a)可见，对应0、2、3、5、6、7、8、9的各个数字，都要求P1段必须点亮，这就相应要求“或非”门输出低电平，亦即在这些数字状态时要求“或非”门至少有一个输出端为高电平，因此，可以画出使P1段点亮的“或非”门1输入段卡诺图，从而简化“或非”门的输入端逻辑，如图5-4-33所示。
这样，各个“或非”门输入端可直接由1248码十进制计数电路输出端 A 、A、 B 、B、 C 、C、 D 、D按简化的逻辑式来组合。当然，其译码方式有两种：一种是控制相应阳极段点亮；另一种是控制相应段熄灭。上面所讨论的是点亮式，
关于液晶分子的资料可参见《液晶器件手册》，日本学术振兴会第142委员会编，黄锡珉，黄辉光，李之熔矣，航空工业出版社1992年出版。
3.3.2钟表、计算器用液晶
最初液晶显示器（LCD）的应用是从钟表和计算器等显示信息比较少的数字显示领域开始的。这一事实的背景，即这不仅取决于LCD的技术水平，同时取决于集成电路IC技术和电路板、引线、部件总装等关连技术水平的同步，要注意这种发展历史的背景。液晶显示器件的应用研究，可认为1968年美国RCA研究组发表列液晶动态散射模式DSM的电光效应，在事实上就已经开始了。研究用的液晶化合物是负电各向异性的西夫碱类APAPA液晶，其化合物结构式如下。
向列相温度范围为83~110℃，室温下成结晶态，因此应用实验需要加热台。这成了走向应用的一个大问题。1969年德国Hotchst研究组把上述化合物的酯基团换成烷基的末端得到室温液晶。MBBA化合物是具有DSM要求的负介电各向异性的向列液晶的代表。
此化合物呈向列相的温度范围为22~47℃，同族的EBBA化合物
在3780℃温度区呈向列相，还有MBBA和EBBA的二元系低共熔混合物在-1060℃包含室温区的宽温度范围呈向列相，这些化合物主要用于DSM的实用化研究。1973年夏普公司使DSM-LCD的小型计算器商品化。这是最初批量生产的LCD应用商品。此LCD使用的液晶材料是把上述MBBA类混合液晶化合物作为基质，添加四烃基胺的混合液晶，添加剂是为了提供DSM效应需要的导电性。此DSM-LCD是场效应和离子电流效应的联合效应发生的结果，所以在原理上耗电量大于场效应模式；驱动电压有效值为7~9伏，比较高，驱动用CMOS-LSI的耐电压也有限度，为此正逐步转移到1971年提出的扭曲向列模式（TN型）的场效应显示模式。TN型用液晶是正介电各向异性向列液晶，当初的实验使用下式的化合物。
还有，以更低驱动电压和更大工作温度范围为目标开发了下列化合物。
前面的西夫碱类化合物曾经作为手表液晶材料提供实用，但为防止水解，LCD屏需要用低熔点玻璃封装。从可靠性、成本等问题考虑，已改换成能用便宜树脂为封装剂的、化学稳定的其他液晶材料。上面最后一个酯类化合物比较稳定，后来得到各方面的采用，现在仍作为便宜的正介电各向异性材料使用。TN-LCD实用化初期采用静态驱动法，因为钟表用的时、分只有4位数字显示，显示笔段数仅25条，有足够驱动余量。在计算器用显示时，8位数显示有70条笔段，为减少驱动电路和引线端子，宜采用1/3~1/4占空比的多路驱动法。当时，西夫碱类和酯类向列化合物，不能满足这种多路驱动所需的对比度和响应特性的要求，强烈希望开发新型液晶化合物。然而，在负介电各向异性液晶里渗入强正介电各向异性化合物，得到的混合液晶具有正介电各向异性，利用这种方法开发了适用于多路驱动的氧化偶氮混合液晶，并应用于计算器。实用的主要组分——氧化偶氮化合有
此种氧化偶氮化合物虽适用于多路驱动，但因吸收蓝紫外波长的光，且由此产生光化学反应，因此，使用时要在器件正面盖上黄色的吸收短波长的保护膜，由于保护膜引起显示面带颜色，因此在商品设计上受到限制，特别在手表显示上成为问题，在此商品领域，粘度大、不吸收可见光的酯类化合物已被采用，下式为其结构式
1973年HULL大学研究组报道了化学稳定、不吸收可见光，同时粘度较低的联苯类化合物
此化合物和同类化合物或上述酯类化物混合得到的混合液晶，在后来得到广泛应用。70年代后半期，LCD的应用领域不仅用于手表和计算器，还用于测试仪器和家用电气等，应用面的扩大，强列要求扩大液晶的温度范围和改善低温环境下的响应速度。这样从材料角度看，需要向列-各向同性相变温度（TNI)高、低粘度化合物。根据这些要求，对前者TNI高的化合物，采用液晶化合物中心骨架由二苯环改换成三个以上多环的方法，合成了各种化合物，而要满足低粘度的要求，核心骨架苯环改换成环己烷是有效的，这一措施是由HALL大学和MERCK研究组报道的、其代表化合物有
后来，又开发了所有环均为环己烷的液晶化合物
进一步把一端的氰基改换成烷基、烷氧基得到许多化合物，为扩大温度范围合成了许多上述多环体系。另一方面，将液晶分子核心环的碳原子部分置换成氮或氧原子得到了杂环化合物，其代表是嘧啶类液晶和二氧杂环已烷类液晶。
这些化合物均具有强正介电各向异性，用作低电压驱动的手表、计算器用TN-LCD的基质材料或添加剂。正如这些化合物那样，为得到正介电向异性，末端基为氰基是有效的，还有报道说氟元素也有效。
还有，为得到更强的正介电各向异性，开发了在末端基附近引入CN或-F基的化合物
各地分别报道了低粘度化合物的核心骨架桥键为——CH2CH2——的化合物
现在这些化合物和上述环己烷化合物一起被广泛应用。可是，环己烷类化合物的折射率各向异性一般都比较小，这样液晶厚度为几μm的TN-LCD屏带上了颜色，这是由于旋光散射现象引起的。为防止此种效应，要求屏的光程差大于光的波长。为此，需把折射率各向异性大的液晶材料作为添加剂，采用上述联苯化合物、嘧啶化合物和下式的二苯乙烷化合物。
现在，钟表、计算器等各种器件应用的TN-LCD液晶材料是由以上化合物作为基础材料，经各种各样组合合成的许多化合物组成的。再说，钟表、计算器用液晶材料与大容量显示的矩阵LCD用材料相比，在技术上容易得多，现在前者所用材料的选择标准是价格优先。表3.25列出此领域用的市售液晶材料，供参考。
3.34车载用液晶
1982年第一次把液晶显示元件应用到汽车上。在这期间各液晶生产厂家开发液晶材料，其性能有很大改善。特别是扩大了使用温度范围，以及通过改进粘度而得到快速响应。表3.26列出车载液晶显示器件所要求的特性和液晶物理性能。这些相互关系交叉连接在一起，例如，借设定△nd来决定对比度，但器件间隙d对响应特性和驱动电压的影响也很大。从物理性能角度，希望K33/K11小，η小，TSN低，TNI要高和ρ要大等。表3.27列出典型汽车用混合液晶——AL-1562(MERCK公司）的组分和各组分的作用。
一般，越是TNI高，低电压工作的组分越是△n增大，粘度就越大。新研究开发的材料，几乎在粘度不变的情况下改善了液晶特性。相反的，△n变小，就出现TSN变高、低温稳定性变差的趋势，因此正在研究改善这种性能。另外还开发了驱动电压对温度相依性小的液晶材料，广泛用作车载显示材料。要想作为车载实用混合液晶组分得到认可，必须确认它们的可靠性。表3.28表示现在使用的可靠性评价试验条件。表3.29表示各液晶厂家发表的混合液晶一览。其中有在低温低粘度组分中高蒸汽压的组分，也有液晶注入工艺中要注意的组分。今后车载液晶显示器除已有液晶特性经过改善的以外，将是可靠性好、响应快速、温度范围宽的STN液晶。
3.35液晶电视用液晶
(1)简单矩阵方式
(i)简单矩阵驱动用液晶
对液晶电视TV屏来说，高对比度、快速响应是最重要的指标，彩色TV时还要考虑色彩。但是，在简单矩阵驱动时，不可回避的问题是在工作模式上考虑视角问题。因此，要在时间分割快速驱动前提下，在限定视角条件下，在有限角度范围寻找最佳值。这时液晶材料应考虑的材料参数有：
(a)弹性常数K33/K11,(b)介电各向异性△ε/ε，?介电常数ε，(d)粘度η，(e)折射率各向异性△n，(f)相变温度TNI。其中(a)与视角特性、对比度，(b)与工作电压，?与彩色滤光膜在透明电极上面时的电学特性，(d)与响应时间，(e)与器件间隙d的积△nd、对比度，视角特性及屏带色，(f)与屏的最佳驱动可能温度范围等有密切关系。作为矩阵TV屏的一般规格，通常要考虑下列条件制定。(a)和(d)取值尽可能小。为能低电压驱动，(b)值要尽量大，但为提高特定扫描电极数时的对比度，(b)值要尽量小，因此要兼顾两者，选定合适的(b)值。为极力减小彩色滤光膜上的电压降，?值要尽量小。对(e)来说，设定△nd为1.10左右，在尽量压低视角和器件带颜色的情况下，提高对比度。(f)设定为-20~70℃，能在室外使用。上述液晶TV的必要条件是高对比度和快速响应，但容易得到宽视角的△nd=0.5条件，使简单矩阵很难得到高对比度而不能采用。因此必须在△nd=1.1左右的条件下得到快速响应。快速响应的标度是，在经验上响应时间要小于80ms，高于此值图像质量和辨认性明显下降。为满足此条件，液晶要求的规格是粘度为20cP; 器件间隙比平常的薄，为6~8μm；由△nd关系△n为0.15以上，这些是必要条件。一般粘度如K33/K11比是一种折衷关系，TV用液晶的必要条件是保证低粘度，同时得到陡度特性。简单矩阵TV用液晶可用市售的嘧啶或二笨乙炔作基质的混合物为例子，下面将从屏的现实特性角度，叙述对液晶材料要求的条件。着重统一叙述特性的公共常数-△n*d和偏振片交叉角Φ1，表3.30表示现用液晶的材料特性。
如上图1所示，英文字符类似数字，可以有很多段液晶分子构成，每段分子的编码为P1,P2,P3,P4,P5…等等，当这些编码点亮时，就会显示该英文字符。关于液晶分子的资料可参见《液晶的最新技术物性，材料，应用》日本松本正一，角田市良合编，化学工业出版社1991年出版。
第五部分存储器，加法器，计数器电路图
