专利名称：编码程控电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一般的控制系统及其功能单元。尤其涉及一种编码程控电路。
常规设计的编码程控制电路，包括时钟脉冲信号发生器、计数器、译码器、控制器、键盘和选通信号输出单元。时钟脉冲信号经计数器计数后送入译码器，译码器的另一端输入信号来自由键盘输入到存贮器的脉冲信号，键盘的另一路信号送至控制器，并由控制器控制计数器按时钟脉冲周期与来自存贮器的输入到译码器的信号进行译码，再由选通信号输出单元选出所需的编码信号去控制终端负载。当然，这种编码程控电路构成复杂，元器件多，可靠性相对下降。一般都按照固定的功能要求设计成专用的大规模集成电路。以弥补上述不足，如常见的电视机遥控器，这样仍不免存在成本高，难以普及应用的缺陷。
本发明的目的在于提出一种改进型的编码程控电路，使电路构成简化，而功能不变，在保证可靠性前提下。大大提高电路的性能价格比，促进编码程控电路的普及应用。
本发明的实质是采用十进制或其它进制约翰逊码计数器，即十进制或其它进制计数分配器为核心器件。它可以是大规模集成电路，也可以由分立元件制作的触发器计数单元组成。比较典型的是国产CMOS计数器CC4017。将其10个译码输出端Q0～Q9输出信号返回倒相作为输入信号，其负脉冲前沿用作清除端Cr清零。其后沿用作计数端CP完成计数器从0～9的计数过程，并在信号返回过程中通过开关闭合和断开过程作中间器件进行数字组合排列，实现程序编码。尤其是本发明利用进位输出端Qc的输出信号与译码输出端Q9输出信号经过与非门F1，积分延时展宽、整形后，同步加至与非门F2得到一个符合设定编码规则对应的选通输出信号。由选通信号输出单元产生宽脉冲信号，即启动脉冲作为启动终端负载的执行信号。
本发明由输入接口1，十进制约翰逊码计数器2(以下简称为计数器2)，RtCt充电电路，防误触发RC积分电路，反相器F0、与非门F1，积分延时和整形电路3，以与非门F2为输入级的选通信号输出单元4和直流电源5组成。
输入接口1由10只分别对应接至计数器2的10个译码输出端Q0～Q9的隔离二极管D0～D9和10个相互独立的有常开触点的开关K0～K9组成。开关K0～K9的一侧触点与隔离二极管D0～D9按照设定的编码规则连接，既可以用相应的10个1刀10掷开关ZK0～2K9置于隔离二极管D0～D9与开关K0～K9之间，随机地设定开关ZK0～ZK9的闭合位将它们连接，也可以用10组导线以一次性的固定位将它们连接。另一侧触点相互连接成公共接点组成输入接口1输出端。该输出端既接至反相器F0输入端，也接至与非门F1的一个输入端，输入接口1信号是开关K0～K9触点的转换。开关K0～K9可以选择通常的开关，如HK型霍尔开关，也可以用一般的AN型按钮开关。隔离二极管D0～D9可以采用CK44，也可以采用IN4001等，其作用是防止当K0～K9中任一开关闭合时产生相互影响。开关K0～K9中任一开关例如K2既可作为译码输出端Q2传输信号用，也同时作为其它译码输出端Q0、Q1或Q3～Q9中任一个传输信号用。将计数器2某几个译码输出端例如Q0、Q2、与Q4和某个开关例如K2的一侧触点相连接，通过其闭合、断开关系就可以实现编码。如果计数器2为其它进制约翰逊码计数器，输入接口1对应接至各译码输出端Qi的隔离二极管Di和有常开触点的开关Ki的数量作相应的变化。
十进制约翰逊码计数器2有10个译码输出端Q0～Q9和1个进位输出端QC，电源电压端VDD与Vss，计数端CP与EN，以及清除端Cr。电源电压端VDD接至直流电源5，另一电源电压端Vss和计数端EN接地，另一计数端CP经防误触发RC积分电路接至反相器F0输出端，清除端Cr经隔离二极管D也接至反相器F0输出端，RtCt充电电路的电阻Rt一端接至电源电压端VDD。另一端接至清除端Cr，电容Ct一端接至清除端Cr，另一端接地。
反相器F0，与非门F1、F2都是常用的CMOS门电路。优选型号为ZC4011。反相器F0输入端经电阻R0接地。与非门F1的一个输入端接至输入接口1输出端，而另一个输入端直接接至计数器2译码输出端Q9。其输出端接至积分延时和整形电路3。
当接通直流电源5时，计数器2译码输出端Q0处于高电平，其它译码输出端Q1～Q9都处于低电平直流电源5通过电阻Rt向电容Ct充电至电压Vc(Vc≈VDD)，充电时间常数τ≈RtCt，τ值根据需要设定，必须大于计数器2一个计数周期T。一般应用可以设定在1至数十秒钟。
在开关K0闭合之前，计数器2计数端CP无信号输入，反相器F0输入端通过R0接地，保持输入端为低电平，输出端为高电平。计数器2的清除端Cr也处于高电平。
闭合开关K0，译码输出端Q0高电平加至反相器F0输入端，其输出端由高电平变为低电平，相应产生的负脉冲信号通过隔离二极管D加至计数器2清除端Cr置0。由于隔离二极管D导通，电容Ct通过隔离二极管D和反相器F0放电，使计数器2清除端Cr置0，且维持时间τ。这个负脉冲信号还通过防误触发RC积分电路加至计数器2，并用其负脉冲后沿使计数端CP计数，计入第1个数。计数器2译码输出端Q0由高电平变为低电平，而译码输出端Q1由低电平变为高电平在第1个负脉冲过后，反相器F0输出端仍变为高电平，因为隔离二极管D截止，使计数器2清除端Cr仍保持低电平。
顺序闭合开关K1，译码输出端Q1高电平加至反相器F0输入端，其输出端再次变为低电平，而清除端Cr仍处于低电平，于是计数器2计数端CP计入第2个数。译码输出端Q1由高电平变为低电平，译码输出端Q2由低电平变为高电平。依此类推，直至译码输出端Q9由低电平变为高电平，通过开关K9闭合加至反相器F0输入端，再加至计数端CP计入第10个数，以完成一个计数周期T。计数周期T小于时间τ。
积分延时和整形电路3输入端接至与非门F1输出端，将计数器2译码输出端Q9输出信号经与非门F1倒相再延时展宽、整形，其输出与计数器2进位翰出端Qc输出信号同步分别加至与非门F2的两个输入端、它可以由若干个与非门和积分延时电路组成，也可以采用其它形式电路。
选通信号输出单元4以与非门F2为输入级，其一个输入端接至积分延时和整形电路3输出端，另一个输入端直接接至计数器2进位输出端Qc。与非门F2的输出信号应符合设定的编码规则。其输出信号再触发选通信号输出单元4产生宽脉冲信号，即启动脉冲信号作为启动终端负载的执行信号。
上面的说明仅限于在10个数字0～9全排列情况下设定的编码规则所对应的最后一个输出执行脉冲信号。实际上，可以从计数器2译码输出端Q0～Q9与进位输出端Qc中任一个输出端或几个输出端，在不同的时间按照设定的编码规则对应输出一个或几个执行脉冲信号。
本发明在应用时考虑到10个数字0～9的全排列最后必须有一路输出信号作为启动终端负载的执行信号，如果按照常规采用译码输出端Q9或Q0～Q9中任一个作执行信号输出端，控制数码仅为0～8，缺少9，以致不完整。因此，本发明采用计数器2进位输出端Qc作执行信号输出端。该进位输出端Qc的输出信号脉冲很宽，当译码输出端Q0～Q4分别处于高电平时，进位输出端Qc都处于高电平；当译码输出端Q5～Q9分别处于高电平时，进位输出端Qc都处于低电平。为此，在程序处理时，将译码输出端Q9输出信号通过开关K9闭合再返回一次，利用译码输出端Q9由高电平变为低电平，而进位输出端Qc由低电平变为高电平这个过程，将译码输出端Q9输出信号通过积分延时和整形电路3延时展宽与进位输出端Qc输出信号同步通过与非门F2产生一个负脉冲信号，再触发选通信号输出单元4产生启动终端负载的执行信号。从而保证控制数码0～9共10个数字的完整性。为实现译码输出端Q9输出信号即第9个脉冲通过开关K9准确延时返回，本发明在积分延时和整形电路3前设有与非门F1，其一个输入端直接接至计数器2译码输出端Q9，另一个输入端接至开关K0～k9常开触点的公共接点，即输入接口1输出端。当输入接口1的开关K0～K9中任意一个闭合时，与非门F1对应的这个输入端都为高电平，如果译码输出端Q9处于低电平，与非门F1输出端也为高电平，只有译码输出端Q9为高电平时，与非门F1输出端才为低电平，从而产生负脉冲信号，通过积分延时和整形电路3，其输出与进位输出端Qc输出信号同步分别加至与非门F2的两个输入端，获得启动终端负载的执行信号。
本发明的优点在于应用普通的计数器为核心器件，线路简单，价格便宜，可靠性高，应用范围较广，可以应用于高级保险柜密码装置，启动装置、安全报警装置、防盗装置以及其它要求程控的控制装置。
本发明有如下附图
图1为本发明的总体方框图；(图中隔离二极管D0～D9与开关K0～K9之间是用10组导线以一次性的固定位将它们连接)。
图2为本发明积分延时和整形电路3实施例方框图；图3为本发明选通信号输出单元4实施例电路图。
实施例对照图1～3，设定的10位数字编码为1990728390输入接口1的开关K0～K9为HK型霍尔开关；隔离二极管D0～D9为IN4001；隔离二极管D0负极接至开关K1一侧触点，隔离二极管D1、D2和D8负极都接至开关K9一侧触点，隔离二极管D3和D9负极都接至开关K0一侧触点，隔离二极管D4、D5、D6和D7负极分别对应接至开关K7、K2、K8和K3一侧触点，开关K1、K9、K0和K7、K2、K8、K3另一侧触点相互连接成公共接点组成输入接口1的输出端。隔离二极管D0～D9与开关K0～K9之间是用10组导线以一次性的固定位相连接。
计数器2采用10进制约翰逊码计数器CC4017；隔离二极管D为IN4001；电阻Rt360千欧，R2千欧，R01千欧；电容Ct47微法，C4700微微法。
反相器F0，与非门F1、F2，积分延时和整形电路3的与非门F3～F6为ZC4011。
选通信号输出单元4的集成电路IC为NE555，晶体三极管BG为3DG12，继电器J为JRX-13F。
直流电源5为12伏直流稳压电源。
权利要求
1.一种包括输入接口1、计数器2、防误触发RC积分电路、选通信号输出单元4和直流电源5的编码程控电路，其特征在于1.1计数器2为有10个译码输出端Q0～Q9和1个进位输出端Qc的十进制约翰逊码计数器，其计数端CP经防误触发RC积分电路接至反相器F0输出端，清除端Cr经隔离二极管D也接至反相器F0输出端，还设有在隔高二极管D导通时，电容Ct通过隔离二极管D和反相器F0放电使清除端Cr置O维持其值大于一个计数周期T的时间τ≈RtCt的RtCt充电电路，电阻Rt一端接至计数器2电源电压端VDD，另一端接至清除端Cr，电容Ct一端接至清除端Cr，另一端接地；1.2输入接口1由10只分别对应接至计数器2的10个译码输出端Q0～Q9的隔离二极管D0～D9和10个相互独立的有常开触点的开关K0～K9组成，开关K0～K9的一侧触点与隔离二极管D0～D9按照设定的编码规则连接，另一侧触点相互连接成公共接点组成输入接口1输出端，该输出端既接至与非门F1的一个输入端，也接至反相器F0输入端，与非门F1的另一个输入端直接接至计数器2译码输出端Q9，而输出端接至积分延时和整形电路3，反相器F0输入端还经电阻R0接地；1.3还设有输入端接至与非门F1输出端、将计数器2译码输出端Q9输出信号经与非门F1倒相再延时展宽、整形的积分延时和整形电路3，其输出端接至选通信号输出单元4输入级与非门F2的一个输入端；1.4选通信号输出单元4以与非门F2为输入级，其一个输入端接至积分延时和整形电路3输出端，另一个输入端直接接至计数器2进位输出端QC。
2.如权利要求1所述的编码程控电路。其特征在于计数器2还可以为其他进制约翰逊码计数器，输入接口1对应接至各译码输出端Qi的隔离二极管Ui和有常开触点的开关Ki的数量作相应的变化。
3.如权利要求1，2所述的编码程控电路，其特征在于计数器2可以是大规模集成电路，也可以由分立元件制作的触发器计数单元组成。
4.如权利要求1所述的编码程控电路，其特征在于积分延时和整形电路3可以由若干个与非门和积分延时电路组成，也可以采用其它形式电路。
全文摘要
一种采用约翰逊码计数器为核心器件的编码程控电路，将计数器输出信号返回倒相作为输入信号，并在信号返回过程中通过输入接口的开关闭合和断开进行数字组合排列，实现程序编码，还设有阻容充电电路以及积分延时和整形电路，具有线路简单，价格便宜，可靠性高，应用范围较广的优点。可以应用于高级保险柜密码装置、启动装置、安全报警装置、防盗装置以及其它要求程控的控制装置。
文档编号H03M7/28GK1049431SQ90107280
公开日1991年2月20日 申请日期1990年8月25日 优先权日1990年8月25日
发明者黄润清, 陈厚义, 张明珊 申请人:黄润清, 张明珊, 陈厚义