简单的程序控制电铃

简单的程序控制电铃，能够按一定作息时间自动响铃，可供学校上下课打铃用。它的电路如图所示。这个装置应用了多谐振荡器、单稳态延时电路、二进位计数器和二极管译码器等电路，可以结合教学进行实验制作。

BG\(_{1}\)和BG2组成一多谐振荡器，周期约为0.1秒，BG\(_{3}\)和BG4组成一延时十分钟的单稳态延时电路。开启电源开关后，单稳态电路处于稳定状态，BG\(_{3}\)截止，BG4导通饱和，其集电极电位接近于0伏，二极管D\(_{1}\)02在端呈高电位。当BG2由截止变为饱和时，二极管D\(_{1}\)01的左端也呈高电位。因此，由二极管D101和D\(_{1}\)02组成的与门即打开，输出一个正脉冲给BG4的基极，迫使BG\(_{4}\)截止，BG3导通饱和。这时由于BG\(_{4}\)的截止，D102左端呈低电位，故在输出一个脉冲之后与门立即关闭，待延时十分钟后，单稳态电路自行恢复到稳定状态，BG\(_{4}\)由截止又变为饱和，与门重新打开，第二个正脉冲才得以输出。全天24小时，就以十分钟为单位，变为一串脉冲。

BG\(_{7}\)～BG18构成一个二进位计数器。当BG\(_{3}\)由截止变为饱和时，计数器中的BG7和BG\(_{8}\)的基极就有一正脉冲输入，计数器就将这一串正脉冲变为一列二进制代码：00000,000001,00001,000011,000100,000101，……。如果第一次响铃时间是07：20，那么每一个代码对应的时间就如右表所列。

由于这一列二进制代码并不都需要用于响铃，所以使用了由D\(_{1}\)～D84构成的二极管译码器，将需要响铃的二进制代码选出。图中选出的是对应于07：20（预备）、000000，07：30（第一节上课）、000001，08：20（第一节下课）、 000110，08：30（第二节上课）、000111，……（如图所示）等14个代码。当计数器处于译码器中选出的任一个状态时（例如000001状态），由二极管D\(_{85}\)～D98所构成的二极管或门中相应的二极管D\(_{86}\)的左边即是高电位，Q点亦被钳制在高电位。由于在计数器中的BG7和BG\(_{8}\)接受正脉冲的同时，由BG5和BG\(_{8}\)构成的单稳态电路也接受了同样的正脉冲，BG6由截止变为导通，S点由低电位变为高电位。此时由D\(_{99}\)和D100组成的二极管与门即打开，F点由原来的低电位被钳制到高电位。因此就有正脉冲输入到BG\(_{19}\)的基极。BG19和BG\(_{2}\)0是一个延时7秒钟的单稳态电路，由于正脉冲的输入，电路翻转，BG20由截止变为饱和，高灵敏继电器J线圈中亦有电流流过，继电器吸合，电铃电源接通，铃响7秒钟，单稳态电路自动恢复到稳态，BG\(_{2}\)0截止，电铃开关断开，铃响停止，等待下一次正脉冲的到来。

为了保证译码器中选用的每个状态都有正脉冲输入到BG\(_{19}\)的基极，设置了BG5和BG\(_{6}\)组成的单稳态延时电路及D99和D\(_{1}\)00构成的与门电路。单稳态的延时时间为0.7秒钟。当一个正脉冲过后，在0.7秒钟之内，单稳态恢复到稳态，BG8由饱和变为截止，S点呈低电位，F点亦被钳在低电位，当下一个脉冲到来时，保证F点电位总是由低变高，BG\(_{19}\)基极就能有正脉冲输入，从而得到翻转。

每天早晨到了第一次打铃的时间，例如07：20，工作人员首先揿下计数器置零按钮，然后打开电源开关，使计数器从000000状态开始工作，响第一次铃。铃响过后，抬起置零按钮，以后就不须看管，直到下午最后一次铃响过后，关闭电源开关。

图中译码器部分，为了便于说明，把所有状态都画出来了。实际制作时，有不少状态可以合并简化，从而能大大减少译码器中二极管的数量。

此装置响铃的准确性关键在于延时十分钟的单稳态电路的延时时间，因为这个时间稍有误差，这个误差就会随着时间的延长而积累。我们是在BG\(_{4}\)的基极用了一只300千欧可变电位器与1.6兆欧电阻串联，用调整电位器的阻值来消除误差，但还会受到电源电压不稳定等的影响。此外各学校的作息时间每年要随季节变化几次，每次变动时，二极管译码电路中的二极管接线位置要作相应的更改。这两部分电路还需要进一步改进。（张振中）