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无线电电子与电气工程百科全书 用于自动设备管理的时钟。 无线电电子电气工程百科全书
无线电电子与电气工程百科全书 / 时钟、定时器、继电器、负载开关 为了在家庭以及生产中自动控制各种家用电器或无线电设备的操作，有时需要有时间设定机。 例如，当您在城市工作时，这样的设备可以根据给定的程序控制夏季小屋中植物的浇水。 使用具有石英频率稳定功能的数字时钟可以轻松实现循环定时器。 使用现成的工业数字时钟来制造控制机并不方便，因为它们的输出信号被设计为以动态模式控制指示器，这使得连接控制单元变得困难。 在已发布的电子手表制造设计中，最常使用 70 年代专门为此目的开发的第 176 系列 MOS 微电路。 目前，它们已经过时并且有显着的缺点：
所提出的器件主要采用 561 系列 CMOS 芯片制成，没有所有这些缺点。 尽管该电路包含更多芯片并且更复杂，但它在较低的电源电压下运行，并且还允许更高的时钟精度。 电路提供当前时间（小时和分钟）和星期几的指示。 有秒脉冲指示，也可以在加速模式下控制程序的运行（每日循环）。 该装置的主电源为220V。在待机模式下，时钟电路消耗微电流，保证在主电源关闭的情况下，可以通过备用电池（电池）长期工作。 考虑到手表中 LED 指示灯和控制它们的微电路消耗的能量最多，这些元件的连接方式是在发生电源故障时它们会断电，只有 CMOS 微电路由电池供电。 手表中 LED 指示灯的使用使您即使在弱光下也能清晰地看到时间。 该版本的设备允许您通过两个通道控制功率高达 10 kW（电流 5 A）的网络负载。 通过连接额外的存储芯片，通道数量可以轻松增加到 10 个。 此外，在安装过程中，电路可以根据需要执行的任务轻松改变其特性，例如，所有通道或其中一个通道可以以每周为周期运行（对于周末，如果两个通道都运行，请写下您的控制程序）最高有效位的输入是 A11 和 A12 存储芯片，连接到工作日计数器的输出 - DD9)。 设置所需时间间隔的分辨率为 2 分钟（如果使用每周周期，则为 10 分钟）。 自动机的框图如图 1.47 所示。 XNUMX。
为了便于表述，有条件地将设备分为以下几个节点：
微小脉冲形成器(A1)是在微电路DD1.1、DD2上制成的。 通过 ZQ1 石英谐振器将频率稳定在 32768 Hz。 为了保证仪表DD2在降低的电源电压下稳定工作，主振荡器制作在外部元件DD1.1上。 DD2 芯片内部的计数器对频率进行分频，直到形成微小脉冲。 分钟脉冲从输出 DD2/10 发送到分频系数为 60（分）DD3 和 24（小时）DD5、DD6 的计数器（图 1.49）。
逻辑元件 DD4 和 DD7 通过输入 R 在正确的时间将计数器重置为零，从而为计数器提供必要的分频比。按下“设置”按钮 (SB1) 还会为所有计数器生成一个复位脉冲，并且从元素 DD1 / 11，脉冲的前沿设置到计数器 DD5、DD6 初始编号 22-00（当输出 DD5/1、DD6/1 出现脉冲时，输入 D1 处设置的二进制代码...微电路的 D4 被记录）。 设备制造过程中的初始设置时间可以通过任何对您来说最方便的数字来选择（通过二进制代码中的跳线）。 只需一个按钮即可设置时间，可以简化电路。 再次按下同一按钮时，会切换星期几，因为脉冲通过元件 DD1.4 发送到日计数器 DD9/14 的输入端，如图 1.50 所示。 XNUMX。 当生成脉冲来切换星期计数器时，电容器 C 消除了按钮触点的弹跳。
当使用输出 DD1/2 的增加频率时，开关 SA6 允许您在加速模式（“加速”位置）下检查时钟和安装的控制程序的运行情况。 指示单元电路由二进制代码解码器（DD10 ... DD13）组成，将其转换为控制基于 LED 的数字指示器操作所需的七段代码。 上图。 1.51 显示了输入信号与指示器段的对应关系。
电阻矩阵 D1 ... D4 限制通过指示器 LED 的电流，二极管 VD1、VD2 和微电路 DD13.1-DD13.2 的元件在数小时内提供高阶猝灭信号的形成，当两个输入DD10 的电平为零（DD0/10 上的 log.“4”时，指示灯不会亮起）。 因此，HG1指示器中的F段可以省略。 HL1 LED 以 1 Hz 的频率闪烁，而 HL2...HL8 LED 中只有一个会亮起，对应于一周中的某一天（DD14 微电路的元件允许您提供 LED 所需的电流）辉光）。 在用于减少电源电流消耗的电路中，脉冲被提供给指示器DD11.4...DD13.4的剩余输入，但是由于视觉惯性，这并不明显。 用于设置时间间隔的节点，图 1.52 537 组装在 XNUMX 系列的随机存取存储器芯片 (RAM) 上。它们采用 CMOS 技术制造，可确保电路在独立电源下长期运行（只要有电源，它们就会保留存储器的内容）力量）。 存储芯片的数量可以增加到所需的控制通道数量。
由于两个负载控制通道的设计类似，因此我们以其中一个负载控制通道为例来考虑操作。 该方案允许将信息单独记录到每个存储芯片中。 该存储芯片的操作如表所示。 1.4. 表 1.4。 537RU2芯片的真值表
其中 x 是逻辑信号的任何值，即日志。 “0”或日志。 “一”。 地址 A0...A11 的输入接收来自小时和分钟计数器输出的二进制代码，如有必要，还接收星期几的输出。 要在通道 1 (DD15) 中录制所需的节目，必须执行以下步骤： 1) 将开关SA1设置到周期的“加速”位置——在这种情况下，计数器DD3/2的输入端的信号由DD2/6提供，手表大约在12分钟内完成一个每日周期； 2) 打开“-AP”开关，通道1为SA4——此时O-U芯片在DI输入处工作在状态记录模式（log.“0”）； 3) 您需要等待时钟指示打开负载所需的时间，此时打开SA2（“PR1”）-负载应工作的时间间隔（log.“1”为记录）； 4）完成整个周期的记录后，将开关SA4返回到原来的位置（读数模式），并按照规定的时间间隔通过时钟检查继电器K1的操作情况； 5）将所有开关恢复到原来的位置（如图所示）并使用SB1按钮设置星期几和准确时间。 现在，在微电路（DD0 / 15）的输出 D7 处将有一个日志级别。 仅在所需的时间间隔内为“1”。 该信号打开晶体管 VT1，继电器 K1 被激活，通过其触点 K1.1 打开 XS1 插座上的负载。 该电路还提供使用三位开关 SA6 和 SA7 随时手动控制打开负载的功能，如图 1.52 所示。 9。 LED HL10、HLXNUMX 是相应通道中负载激活的指示灯。 为了从网络为设备供电，根据图 1.53 所示的电路制作电源。 XNUMX。
变压器T1适合统一制作，如TPP255-127 / 220-50或TPP255-220-50，但也可以采用文献给出的计算方法独立制作，例如L20，第167页。电路中的消耗为 4,8 V，在 0,35 V 电路中为 0,55 ... 30 A - 取决于继电器的数量，两个通常不超过 120 mA。 用于设备自动控制的时钟 1-147.jpg 为了获得高精度的时钟，使用了稳压器（DA1）。 也可以按照图 4.3 电源部分所示的图进行组装。 8. 电容C9和C7靠近逻辑芯片，CXNUMX安装在稳定器端子旁边（最好使用氧化钽电容）。 1 节 D-4 或 D-0,115D 型电池适合作为备用电源 (G0.26)。 当主电源关闭时，二极管VD13可防止元件通过稳定器电路放电。 在正常模式下，电池通过它充电。 SA8开关用于防止手表长时间关闭时电池完全放电。 根据表向微电路引脚供电。 1.5。 表 1.5。 微电路上的电源电压
用于组装手表的印刷电路板尚未开发出来。 安装在通用面包板上进行（如果它能够安装任何微电路 - 具有平面和传统引脚排列，那就更好了）。 在结构上，节点A1和A2方便地放置在通过3针连接器（例如RP 32-15型）连接到显示单元A32的一块板上。 电池经过固定，以便易于操作，因为每年需要清除元件表面突出的斑块。 如果您使用 561 系列具有平面引脚排列的类似芯片而不是 564 系列，则可以减小电路板和整个设备的尺寸，但它们要昂贵得多。 任何类型的电阻器都适合组装该设备。 电阻器组件 D1...D4 可以替换为阻值为 100...120 欧姆、功率为 0,125...0,25 W 的传统电阻器。 电容C1、C2必须有小TKE（M47、M75）； C型K10-17； 氧化物C4 ... C8 - K53-1。 ZQ1 石英谐振器适合任何类型 - 它们用途广泛，因为它们是专为手表而生产的。 二极管VD1、VD2适合任何脉冲； 整流二极管 VD3...VD12 可以是电流至少为 1 A 的任何类型，但最好使用 KD257 或 KD258（该电路名称中的最后一个字母可以是任何字母），因为它们具有非常有用的特性：如果电路出现故障，过载时，二极管会破裂并断开电路，充当保险丝，即使在紧急情况下也使此类电源安全。 LED HL1...HL10 最适合使用 KIPD05A 系列（B、C - 具有不同的发光颜色） - 它们在约 1 mA 的电流下发出非常明亮的光。 数字指示器 HG1...HG4 可由 ALS321B 或 ALS324B 使用，但与图中所示的高度 (8 mm) 相比，它们的数字高度 (18 mm) 较低。 DA1芯片必须安装在散热器上。 内存芯片DD15、DD16更换为537RU6。 继电器 K1、K2 在波兰制造，但许多其他继电器适用于 24...27 V 的工作绕组电压，并允许电流通过 5 A 的触点。微动开关 SA1...SA5 类型 PD9-2 或PD9-1； SA6、SA7——PD21-3型。 最初检查电路的运行情况时，最好使用实验室电源为其供电，并监控电流消耗。 正确安装设备包括在电源输出端安装 4,8 V 电压并检查存储器中记录的程序的运行情况。 为了获得高精度的时钟，您还需要使用频率计和电容器 C1 来微调自振荡器的频率。 频率可以在 DD2/13 输出处控制 - 它应对应于 32768,0 Hz。 可以在没有频率计的情况下，通过监视电视上秒针时钟的偏差一个多月来微调自振器，但这需要相当长的时间。 无需使用 SB1 按钮即可设置任意时间。 为此，您需要将开关SA1设置到“加速”位置，并等待指示器显示所需的数值，将开关返回到正常位置。 但这种设置时间的方法不太准确，因为在这种情况下第二脉冲计数器可以具有任意数值。
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