专利名称：智能化可编程定时控制器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的智能化可编程定时控制器是一种对用电设备实现定时通断控制的智能化装置。
已有的以数字钟作时间显示的定时器，多数通过内部硬件电路连接成为具有固定时刻记忆的功能，增设控制时刻点数则意味着硬件电路的繁度和造价的激增。或者，有一类定时器是通过拨盘开关组来预设单点时刻记忆，连续多点记忆则无能为力。或者改进一步的是通过内设的只读储存器所固化的时间表进化多点不可更改的循环时刻控制。其最大不足就是定时时刻不能由用户随时读设定和变动，所以应用上存在局限性。至于有些用户可编记忆的定时器，但其开关按键及指示灯繁多，操作步序繁杂，或者出现工作可靠性等方面的问题，用户亦感到使用不便。本实用新型所提供的智能化可编程定时控制器是针对上述诸问题而采取的一种独特设计，赋予用户24小时内任一分钟可编时刻记忆的智能化功能，实现对用电设备的定时通断控制。用户可通过单键功能实现简单明了的操作，全部操作和响应均由声音实现听觉指示。
本实用新型所提供的智能化可编程定时控制器的电原理方框图如
图1所示，石英晶振时基电路向时钟电路提供精确的走时时基，时钟电路的输出信号驱动LED(发光二极管)时间显示屏发光。时钟电路输出的时刻点笔划同时经笔划编址逻辑电路编址，对存储器的地址线进行直接寻址，实现时刻点记忆。单键功能逻辑电路产生编程、检验、校钟、消除等功能，分别对时钟电路及存储器进行功能控制。存储器记忆的时刻点，其数据信息输出被送至定时状态变换电路，产生通电或断电的逻辑控制信号，推动定时控制的执行电路实现对外用电设备供电的控制。单键功能操作以及定时状态变换电路等输出反应均由功能监听电路作出声响指示，使得用户明了正在进行何种操作、按键操作是否生效以及表明定时控制器正在执行何种功能。全机由稳压电源进行交流供电，备用电池在交流电中断时保持定时控制器的时基及记忆工作正常。备用电池电压降到一定值时，由电池自动监测电路推动监听电路发出声响信号，提醒更换电池。交流供电中断时，由供电状态指示电路间歇向指示灯供电以便指明当前状态及节省电池电能。
以下结合附图对本实用新型作进一步的详细描述图1为智能化可编程定时控制器电原理框图。
图2为智能化可编程定时控制器电路原理图。
参照图2，IC配合晶振CY构成晶振时基，产生出标准时基信号送至时钟集成电IC1的35脚。IC1的十小时位输出端b4，小时位输出端a3～f3，十分钟位输出端a2～f2，分钟位输出端a1～f1，上午和下午标志的输出AM和PM分别送到LED显示屏，进行各自时刻显示。显示屏阴极电路设置有两种结构模式可供选择一种为通过电阻IR21接地的固定显示式；另一种在P点处插入由晶体管TR8实现的通断控制，在交流供电中断时，使显示消失，节省电池能耗。
本设计选择1分钟作为定时控制的时刻间隔点，在24小时循环时间内，对上午和下午12小时共1440个相应时刻点的输出笔划进行最简化设计后，构成图中所示的由IC(A)，IC(B)，IC(C)，IC(D)，IC(E)和IC(F)组成的笔划编址组合逻辑，对存储器IC3的地址线A0～A10直接寻址以便存储各时刻点的信息。鉴于MOS电IC1输出级内部的结构关系，直接跟组合逻辑进行电平匹配则会导致工作可靠性方面发生矛盾，所以本设计在编址组合逻辑的输入端设置“下拉电阻”，并设置IC2供电电压V2与组合逻辑的供电电压V3之间的合适差额，以满足电平转换的条件，实现逻辑工作的可靠性。
时钟电路IC1自身设有的外围调节功能通常为校钟用的快校键K1，慢校键K2，秒显示键K3和闹时刻显示档位X。然而，为了能使得用户以单键操作方式把需定时的时刻点编入存储器IC3，本实用新型特设通电键K4，断电键K5和消除键K6，由IC(L)、IC(M)、IC(N)几IC(H4)相结合来实现。具体就是三个键平时保持开路状态，假如要对某时刻点以“通电”方式进行编程，只要单独按动K4键，组合功能逻辑就会使IC3的D1端出现高电平而D2端为低电平，与此同时，WE端变为低电平，处于“写入”状态。若需以“断电”方式进行编程，只要按动K5键，D2端则呈高电平而D1端变为低电平。同样WE端变成“写入”状态。相反，如果要清除掉已记录的时刻点，只要将清除键K6按下，数椐端D1和D2则同时变为零电平，而WE'端变成“写入”状态，完成消除记忆的工作。如此，通过机内巧妙的逻辑组合，用户就能从外部以单键方式实现相应工作。为使得用户觉察出各次按下的键是否起作用，或是否接触良好，特选择跟三个键有关联反应的IC(H4)的输出脉冲作为监听信号送到发声系统，以声响作为反应指示。每按键时均能听到响声或均应以听到响声为准。
单键功能逻辑电路的另一部分是由步检键K7和IC(J)等组成，专为快速检验其编程结果而设点。其作用是K7键按动一次，显示屏的显示便快速向前变化，遇到第一个编程时刻点时，立即停止变化并停留在该时刻点上。K7再按动一次，待搜索到第二个编程时刻点时又停留下来，余类推。该功能由IC(J1)、IC(J2)及后续IC(A4)三者组成的R－S式触发器实现。但其特点是能由脉冲上升沿实现电路状态快速转换。转换脉冲来自步检键K7和来自定时状态变换电路IC(G5)或IC(G2)的输出。电容2C8～2C12和电阻2R10～2R14、二极管2D3～2D10以及IC(G3)、IC(G4)等作为触发脉冲的微分、整形及抗干扰等功用，确保步检过程的电路工作反应准确无误，不受电气骚动的影响。
定时状态变换电路由IC(G)把来自IC(3)两路数据口的定时时刻点脉冲进行整形以及增强隔离抗扰度，经电子开关IC(I)送至由IC(K)组成的R－S触发器进行通断状态变换控制。IC(I1)和IC(I2)只有在三档拨动开关KB处于控挡位(J)时才接通，以免在编程和检验时脉冲会传输到定时执行电路产生动作。IC(I3)和IC(K2)组成上电自动置位电路给R－S触发器自动设置为“断电”的初态。晶体管TR3和发光二极管2D2等作为交流供电时的“通电”状态指示。
三档拨动开关KB的设立，使操作步序大为简化，同时起到防止对外产生误动作的制约功用。处于档位(1)(编程／检验)和档位(2)(校钟)时，J端使晶体管TR2基极不接通供电电压V2，从而使继电器JK的触点不能闭合，对外不产生控制作用。另外，KB处于档位(1)时，IC1的供电电压V2通过X触点加到31脚，显示屏显示的是闹时刻状态(编程和检验两种操作时所采用)。当KB处于挡位(2)时，V2跟X点亦即跟31脚断开，显示屏显示的是现时时刻，此时可进行校钟操作。如果编程并经过检验正确无误后，将KB拨到挡位(3)(启控)，则继电器JK的通断由来自晶体管TR1的基极脉冲控制，实现对外用电设备的控制。同时IC1的外设按键均因A点的断开而断电，这就防止了按键误触及时对现时时刻及编程点的破坏。本机的触点可直接控制一千伍百瓦内的外部用电负载。更重的负载可通过中间继电器来扩展。
本机设置的备用电池节数，已达IC1能正常工作的最小限度，选择V2的电压值高于电池E的合适差额，避免在交流供电的同时电池发生少量供电的浪费现象。隔离二极管4D3为防止在交流供电中断时电池E向三端集成稳压器7806反向供电的耗费。本机设有由IC(H3)组成的电平状态控制，可使交流供电中断时IC3处于待机工作状态，节省电池电能。当电池E的电压下降到一定值时，由电阻分压器5R1～5R3以及IC(H1)和IC(H2)组成的触发电路检测到该电压值后，经晶体管TR7倒相，推动发声系统在机内连续不断地发声(但不影响对外控制作用)，自动提醒撤换旧电池。供电状态指示电路由IC(O1)、IC(O2)和IC(N2)组成。IC(O)振荡受IC(N2)的控制。在交流电中断改由电池E供电时产生振荡脉冲，向断电指示灯4D7间歇供电，节省电池电能，并向用户指示出机器正常而现时只是处于交流电断电状态。
发声系统由晶体管TR4和TR5组成互补振荡，经TR6放大，推动喇叭SP发声。平时基流电阻3R15处于不供电状态，振荡停止。但是当定时状态变换电路中的IC(G5)输出端有“通电”信号，或者单键功能逻辑电路IC(H4)以及备用电池自动监测电路TR7的输出端有高电平信号送至3R15时，便振荡发声，起到伴音监听的作用。但IC(G5)输出的“通电”信号只是产生持续期为一分钟的声响，其后的“通电”状态一直由发光二极管2D2的灯光给予指示，不会对环境产生噪音干扰。
定时控制时刻的准确性、使用灵便性和工作可靠性是智能化可编程定时控制器的首要要求。本实用新型的特点正是利用走时精确的石英晶体为时间基准，以下检电阻及各种供电电压的合理设置，有效地解决了时钟电路输出与编址组合逻辑之间的电平匹配问题和逻辑工作可靠性问题。单键功能逻辑电路的设置，其操作均由声响作出反应以及备用电池电压自动由声音监视等措施，大大削减了用户操作的繁度，达到了操作简捷明了的目的。编程后的步检过程采用脉冲上升沿检测的触发电路和多种抗干扰措施，克服了检测过程中通常易发生的增漏现象，使检测响应准确无误，这在性能上尤关重要。定时状态变换电路中电子开关的设置，巧妙地解决了编程和检验时引起外控电路动作的牵制问题。定时时刻一经编入，外控时就可日夜循环使用。本设计除了具有编程、检验、消除、核钟、对外启控等功能外，还可以允许在外控期间的编程时刻点到达之前随时按动“通电”键或“断电”键实行临时紧急“通电”或“断电”控制。整机电路均考虑了各种节能措施，使得交流供电中断改由电池供电时耗电甚省。十分适用于用电设备由用户可变编程的定时通断控制的场合。
权利要求1.一种包括有操作显示面板的扁平长方体硬质塑料制外壳，以石英数字时钟为显示基础，由稳压电源与供电状态指示电路，备用电池自动监测电路，存储器电路和定时控制执行电路等组成的智能化可编程定时控制器，其特征在于数字显示输出端与存储器之间设置有笔划编址逻辑电路；存储器与定时控制扫行电路之间设置有定时状态变换电路，单键功能逻辑电路和功能监听电路。
2.根据权利要求1所述的智能化可编程定时控制器，其特征在于所说的笔划编址逻辑电路中，时钟电路IC1输出的十小时位笔划b4，小时位笔划a3－f3，上午AM，下午PM，标电以及下拉电阻等连接到最简组合逻辑IC(A)～IC(F)的输入端，其输出端连接存储器IC3的地址线A0～A10。
3.根据权利要求1所说的智能化可编程定时控制器，其特征在于所说的单键功能逻辑电路中，组合功能逻辑IC(L)～IC(N)的输入端连接功能按键K4～K7，以及电阻网络3R11～3R14，其输出端连接存储器IC3的数据线D1、D2和读写线WE；按键K6，K7又分别连接触发逻辑电路IC(J1)和IC(J2)的输入端，其输出经IC(A4)连接到时钟电路IC的34脚。
4.根据权利要求1所说的智能化可编程定时控制器，其特征在于所说的定时状态变换电路中，其中一路由IC3的数据口D1连接IC(G6)的输入端，输出端途经IC(I1)，IC(K1)；另一路由IC3的数据口D2连接IC(G1)的输入端，输出端途经IC(I2)，IC(I3)，最后输出经IC(K4)送至定时控制执行电路的晶体管IR1的输入端；另外，两路状态IC(G5)和IC(G2)的输出端又分别连接触发逻辑电路IC(J2)中的电容2C8和2C9以及连接功能监听电路中的的二极管2D4。
5.根据权利要求1所说的智能化可编程定时控制器，其特征在于所说的功能监听电路中，由晶体管TR4和TR5组成互补振荡电路，从电阻3R17取信号送给晶体管TR再送至喇叭SP，TR4的基极由3R15分别经二极管2D4，3D1，5D1接至定时状态变换电路IC(G5)，单键功能逻辑电路IC(H4)以及备用电池自动监测电路TR7的输出端。
6.根据权利要求1所说的智能化可编程定时控制器，其特征在于所说的备用电池自动监测电路中，电池E经5R1～5R3分压接到由IC(H1)和IC(H2)组成的施密特触发器，经晶体管TR7连接到功能监听电路中的3R15。
专利摘要本实用新型所述的智能化定时控制器，具有用户可编程功能。以石英数字时钟为显示基础，由稳压电源与供电状态指示电路，备用电池自动监测电路，存储器电路和定时控制执行电路等组成的智能化可编程定时控制器，主要特点是数字显示输出端与存储器之间设置有笔划编址逻辑电路；存储器与定时控制扫行电路之间设置有定时状态变换电路，单键功能逻辑电路和功能监听电路。
文档编号G04C23/00GK2074471SQ9020584
公开日1991年4月3日 申请日期1990年5月2日 优先权日1990年5月2日
发明者林土胜 申请人:林土胜