专利名称:随机编程电子定时器的制作方法
本发明是关于可编程电子定时器，特别是随机编程电子定时器的发明。
目前公知的可编程电子定时器，多数不能随机编程。而可随机编程的电子定时器，有的结构复杂，成本高昂；有的定时精度低；有的定时周期短；有的程序容量小；有的运用微机编程，使用不便。本发明的目的，是提供一种定时精度高，定时周期长，程序容量大，结构简单，成本低廉，使用方便，适用面宽的随机编程电子定时器。
本发明的解决 方案是用数字式电子钟表作计时装置，RAM作内存。用一个新型字段二进制码变换电路，把计时字段信号变换为内设RAM的二进制地址码。设置一套进行分秒定时，时分定时和日期定时的电路，通过键盘向RAM写入(或修改、擦除)指定时刻的控制程序。到点时，读出控制指令，实现时间程序控制。
本发明分秒定时的最短定时区间，为1秒钟或5秒钟，即每1或5秒钟有一个定时点。循环周期因计时装置的不同而异，通常为1或10分钟。时分定时的最短定时区间为1或5分钟，每1或5分钟有一个定时点，循环周期为24小时。日期定时根据计时装置和附加电路的不同，有的可和时分定时或分秒定时同时进行，有的只能分别进行。
只能分别进行分秒定时、时分定时和日期定时的定时器，其最长循环周期为一年。定时器定时状态的切换，使用电子钟表显示状态的切换装置。即把计时装置分别置为分秒显示。时分显示和日期显示状态，定时器就相应地进入分秒定时、时分定时和日期定时状态。
日期定时和时分定时或分秒定时並行的，最长循环周期为一星期或其他特定值。它有一个由日期计数电路、选中开关或符合电路、日期指示电路等组成的独立于RAM之外的日期定时电路。
本发明可进行ND(N为内设RAM的片数，D为RAM的字长)条通道的独立控制，或2ND条通道的组合控制；也可部分独立控制和部分组合控制兼具。每一条独立控制通道，都经由一个由
WE信号控制的“执行门”，保证在写入过程中没有信号输出，不会误控。每一条独立的电器控制通道，都经由一个用T触发器组成的电子开关，使定时器可以用指令象电气开关一样控制外部电器。组合控制通道建立在独立控制通道的基础上，所以也具有以上功能。
本发明对控制结果有声光指示。其定时报鸣音响的持续时间可调，且在报呜过程中可随时“止闹”。该功能由一个D触器组成的单稳态电路来完成。时间调整范围由WC值决定。CP端为“止闹”信号输入端。
本发明的进一步改进，是简化了字段二进制码变换电路。目前已知的字段二进制码变换，通常采用专用集成电路(如5C278等)。不仅价格昂贵，而且数字式电子钟表的全部字段信号，至少得译为13位二进制码，如图1所示。因而定时器至少必须采用8KRAM，使整机成本进一步增加。本发明的另一个目的，是提供一种结构简单，成本低廉，而且最多把全部字段信号译为12位二进制码，使内存最多只需4K RAM，进而降低整机成本的新型字段二进制码变换电路。
新型字段二进制码变换电路的解决方案是从数字式电子钟表的字段信号中，选取足以区分每位十进制数的最少字段信号(如表一所示)，再把其中部分字段信号，用简单而低 成本的电路，变换为位数最少的二进制码。其电路结构因功能的不同而有差异。
一种适用于最短定时区间为1分(秒)钟，每分(秒)钟有一个表 一
定时点的新型字段二进制码变换电路，其字段信号输入线为15条，二进制码输出线为12条。设置一个把分个位的五个最少字段信号，变换为四位二进制码的电路；一个把分十位的三个最少字段信号，直接作为三位二进制码输出的电路；一个把时个位和时十位(计时装置为12小时制的，包括上下午信号位)的七个最少字段信号，变换为五位二进制码的电路。时位变换的二进制码有1～2个重复，特设一个重复码修正电路，加以修正。当计时装置为数字式电子表时，还有一个接口电路，对液晶字段信号先行解调放大，再进行二进制码变换。为了简化操作，还设置一个上下午信号形成电路。
一种也适用于最短定时区间为1分(秒)钟，每分(秒)钟有一个定时点的新型字段二进制码变换电路，其字段信号输入线为15条，二进制码输出线为11条。其分个位和分十位的八个最少字段信号，变换为六位二进制码。变换电路采用PROM(EPROM、ROM或PLA)。其余部分的变换电路，和第一种方案同。
一种适用于最短定时区间为5分(秒)钟，逢分(秒)个位的0、5有定时点的新型字段二进制码变换电路，其字段信号输入线为13条，二进制码输出线为9条。设置一个把足以区分分个位0、5的三个最少字段信号，变换为一位二进制码的电路。其余部分的变换电路，和第一种方案同。
本发明可形成产品系列，且易于集成化。
图1是把电子钟DZ的LED字段，经四只5C278组成的变换电路BH，变换为A～M共13位二进制码的方框图。图中a1～g1……a4～g4为显示元件的字段，中间的“冒号”是秒显示点。
图2是新型字段二进制码变换电路的实施例之一。它使用24小时制电子钟。适用于最短定时区间为1分(秒)钟，每分(秒)钟有一个定时点的定时器。图中T1～T5用来进行组合变换。G1～G3R和T6～T8组成重复码修正电路。其中分个位的五个最少字段信号，变换为A～D四位二进制码，其逻辑表达式为A＝e4，B＝a4
b4，C＝g4
a4，D＝f4。分个位的三个最少字段信号，直接作为E～G三位二进制码输出E＝e3，F＝a3，G＝f3。时个位和时十位的七个最少字段信号，变换为H～L五位二进制码。其中H＝c1
c2，I＝a2
b2
，K＝f2，L＝a1，J＝g2
a2
。和图1相比，其字段信号输入从23线减至15线，二进制码输出从13位减为12位。而成本仅5～6元，不到图1电路的15％。本变换电路输出的二进制码不符合BCD码的顺序，但对定时器的工作无影响。
图3是新型字段二进制码变换电路的实施例之二。它使用12小时制电子钟。适用于最短定时区间为1分(秒)钟，每分(秒)钟有一个定时点的定时器。图中AM、PM为上下午显示点。和图2比较，只有由G1、G2、R和T6～T8组成的重复码修正电路有所不同，使I＝
，J＝
；而且有L＝AM的不同而已。
图6是用数字式电子表DB作计时装置的新型字段二进制码变换电路。也适用于最短时区间为1分钟(秒)，每分(秒)钟有一个定时点的定时器。它先由T1～T14组成的接口电路，对LCD字段信号进行解调、放大，再进行字段二进制码变换。图中DF是T触发器，和3y、G1、G2等组成上下午信号形成电路。M是上下午信号校正端。COM是LCD字段信号的公共端。
图5也是一个适用于最短定时区间为1分(秒)钟，每分(秒)钟有一个定时点的定时器的新型字段二进制码变换电路。它的字段信号输入线也是15条，但二进制码输出线只有11条。其分个位和分十位的八个最少字段信号，用256×6字位的PROM(也可用EPROM、ROM或PLA)，从00分～59分，按BCD码的顺序，变换为000000～111011的A～F六位二进制码。时个位和时十位的变换可采用图2、3或本例的方案。本例的重复码修正电路，使H＝
，I＝c1 ＋g2 a2。本电路的突出优点是全部字段信号只变换为A～K11位二进制码。使定时器只须配用2KRAM，进一步降低了全机成本。但变换电路本身的成本较高，且字码变换程序须先行固化。
图4是新型字段二进制码变换电路的实施例之五。它适用于最短定时区间为5分(秒)钟，即逢分(秒)个位的0和5有定时点的定时器。其字段信号输入线只有13条，二进制码输出线只有9条。图中的F1～F3、2y1、2y2和RS触发器DF，组成一个把分个位的三个最少字段信号，变换为1位二进制码的电路。分十位、时个位和时十位的变换，各自和图3、图5的方案同。使用本变换电路的定时器，其定时分辨率较低，但只须使用0.5KRAM，整机成本也较低。
图7是本发明的实施例之一。公知的数字式电子钟DZ，把字段信号送到LED显示屏和字段二进制码变换电路BH。BH输出A～L12位二进制码，作为4KRAM的地址码A0～A11。
WE是RAM的读写控制端。AN闭合时，RAM即处于“写入”状态。K1～K4为编程开关，闭合时RAM的相应数据线D0～D4即可写入“1”状态。2y1～2y4组成“执行门”，只在“读出”状态下允许D0～D3的信号输出。DF1～DF4是用T触发器组成的电子开关，用来锁存从2y1～2y4送来的控制指令。S1～S4可独立控制四路电器；也可用译码电路yM，把4线变成16线输出，进行16种组合控制。G1～G4为隔离二极管。R1～R5用于电荷泄放。R6～R9用于限流。C1R10提供开机清零信号。Dy是不间断电源。LD1～LD4用来指示各通道的工作情况。还可加设类似图8所示的报鸣电路。
当电子钟工作在时分显示状态时，本定时器即处于时分定时状态。这时最短定时区间为1分钟，每分钟有1个定时点，每个定时点可存取4个控制指令。24小时一个循环，全天有1440个定时点。当电子钟工作在分秒显示状态时，定时器即处于分秒定时状态。每秒钟一个定时点，1分钟或10分钟一个循环。当电子钟工作在日期显示状态时，定时器即处于日期定时状态。每天一个定时点，一年一个循环。三种定时状态只能分别进行。
例如要在某时分控制某个通道，只要用“调时”或“调闹”装置把电子钟调到该时刻，並令相应的编程开关闭合，按下AN，即可写入控制程序。到点时，即输出原存控制指令。要修改某时分的控制程序，只要在该时刻重新写入所需程序，原程序即被取代。要擦除某时分的控制程序，只要在该时刻写入“0000”即可。要擦除时分定时的全部程序，只要在写入“0000”的同时，令电子钟“快进”24小时就可。
图8是专用于存取一星期日程定时程序的实施例。它经C1R2从BH的L端取得日信号。JS、3H、3HF等组成日期计数电路，还用QD和LED2组成日期指示电路。SK是选中开关。A、N2是日期调整按钮。当3HF＝1时，JS自动加1，形成七进计数。JS的Q0、Q1、Q2信号，送到SK的A、B、C端。SK的七路输出对应于星期一至星期日，如表二所示。当AN1按下时，INH＝1，表 二
SK被封锁。RAM的D1～D7的信号，分别和SK的S1～S7配合，实现从星期一至星期日的日程定时。D0用于存取每天都用的程序。D触发器DF和G9、C2、W、R12等，组成持续时间可调的单稳态电路。持续时间的长短，由WC2值确定。AN3是“止闹”按钮，用来令报鸣声立刻中止。FM为蜂鸣电路，可用公知的任一形式。蜂鸣信号供yD放音，也可输出(SC)。QD可用50167等。
本例电路的分秒定时和时分定时只能分别进行，但各自都可和日期定时並行。本电路用于到点报鸣，也可从各2y端输出信号去控制电器。
图9实施例是图7和图8电路的综合。RAM的D0～D4五个通道用作独立的电器控制，D5～D7三个通道用作一星期日程的组合控制。T1是执行门。T2～T4组成符合电路。只有当D5～D7的日期定时指令，和JS的Q0～Q2的状态相符合，且
WE＝1时，4HF才输出高电位。2yDF和图7的2y及DF的功能同。yDFM和图8的DF、FM、AN3等的功能同。
如果把RAM的五个通道组合运用，把日期计数增至25，其它电路相应配合，即可组成循环周期为一个月的日期定时电路。其他特定的循环周期，也可仿此实现。
图10是用数字式电子表DB作计时装置的实施例。BH为图6所示电路。AN4为电子表工作状态(SET)切换按钮。K9可用来使电子表固定工作于日期显示状态。AN5是上下午校正按钮。其余电路可参照前述实施例，本图略。
本发明定时误差≤0.1秒。走时误差视所用数字式电子钟表的准确性而定。全部采用国产元器件时，不同型号产品的成本约80～150元。
本随机编程电子定时器，只要具有小学以上的文化程度，经过适当练习，就能正确使用。可在生活、生产、工作、国防等广阔领域，供个人、家庭、工厂、学校、机关、部队、商店、医院、车站、码头、机场、车船、旅馆、电台……等单位或场合，作各类电器自动控制、提示工作日程、播放作息信号等用。
权利要求
1.一个随机编程电子定时器，它采用数字式电子钟表作计时装置，RAM作内存。可通过键盘向RAM写入(或修改、擦除)指定时刻的控制程序。到点时，读出控制指令，实现时间程序控制。其特征是有一个新型字段二进制码变换电路。有一套进行分秒定时、时分定时和日期定时的电路。
2.一个如权利要求
1所述的随机编程电子定时器，最短定时区间为1分(秒)钟，每分(秒)钟一个定时点，其新型字段二进制码变换电路的特征是字段信号输入线15条，二进制码输出线12条。有一个把分个位的五个最少字段信号，变换为四位二进制码的电路。一个把分十位的三个最少字段信号，直接作为三位二进制码输出的电路；一个把时个位和时十位(12小时制的包括上下午信号位)的七个最少字段信号，变换为五位二进制码的电路，和一个重复码修正电路。当计时装置为数字式电子表时，还有一个液晶字段信号的解调放大电路，和一个上下午信号形成电路。
3.一个如权利要求
1所述的随机编程电子定时器，最短定时区间也为一分(秒)钟，每分(秒)钟一个定时点，其新型字段二进制码变换电路的特征是字段信号输入线15条，二进制码输出线11条。其分个位和分十位的八个最少字段信号，变换为六位二进制码。变换电路采用256×6字位的PROM(EPROM、ROM或PLA)。其余变换电路的特征，和权利要求
2同。
4.一个如权利要求
1所述的随机编程电子定时器，最短定时区间为5分(秒)钟，逢分(秒)个位的0、5有定时点，其新型字段二进制码变换电路的特征是字段信号输入线13条，二进制码输出线9条。它有一个把分个位的三个最少字段信号，变换为一位二进制码的电路，其余变换电路的特征，和权利要求
2同。
5.一个如权利要求
1所述的随机编程电子定时器，能分别进行时分定时、分秒定时和日期定时，最长循环周期为一年，其特征是把计时装置分别置为时分显示、分秒显示或日期显示状态，定时器就相应地进入时分定时、分秒定时或日期定时状态。定时器定时状态的切换，就用数字式电子钟表显示状态的切换装置。
6.一个如权利要求
1所述的随机编程电子定时器，日期定时可和时分定时或分秒定时並行，最长循环周期为一星期或其他特定值。其特征是由日期计数电路、选中开关或符合电路、日期指示电路等，组成日期定时电路。日期定时电路独立于RAM之外。
7.一个如权利要求
1所述的随机编程电子定时器，在写入过程中没有信号输出，不会误控；可以用指令象电气开关一样控制电器。其特征是每一条独立输出通道，都经由一个用
WE信号控制的执行门。每一条独立输出的电器控制通道，都经由一个用T触发器组成的电子开关。组合输出通道，也具有上述特征。
8.一个如权利要求
1所述的随机编程电子定时器，其定时报鸣音响的持续时间可调，在报鸣过程中可随时“止闹”。其特征是由D触发器组成一个持续时间可调的单稳态电路，时间调整范围由WC值决定。CP端为“止闹”信号输入端。
专利摘要
本实用新型采用数字式电子钟表作计时装置，RAM作内存。用一个新型字段二进制码变换电路，把计时字段信号变换为不多于12位的二进制地址码。有一套进行分秒定时、时分定时和日期定时的电路，可通过键盘向RAM写入(或修改、擦除)指定时刻的控制程序。最短定时区间为1秒或5秒钟，最长循环周期为一星期或一年。可进行ND条通道的独立控制，或2ND条通道的组合控制。
文档编号G04G15/00GK86204401SQ86204401
公开日1987年3月18日 申请日期1986年4月6日
发明者刘汪 申请人:刘汪导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan