数字石英表在监测系统中的应用

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在集中监测系统中,时钟是不可缺少的部分,无论是报表记录或报警记录都必须同时打印记录时的年、月、日、时、分。它的产生有多种方法,在我们研制的PN结冷库温度巡测记录仪中采用五功能数字式石英电子表,配合电平转换电路、字段/BCD编码器来产生月、日、时、分信号供打印记录用。(年信号由其它电路产生,这里不作介绍)。现介绍如下,其电路原理图见图1。

图1
图1 🔍原图 (1381×968)

我们知道,一般数字式石英电子表环氧玻璃纤维基板上装有电子表电路(我们采用北京八七八厂生产的RCL-C5001)、石英晶体、微调电容、固定电容等元件,其中电子表电路含有振荡、分频、计数、译码、驱动、逻辑功能转换等基本电路。晶体振荡器产生频率为32768赫的脉冲信号,经过十五级分频就可得到1赫的秒脉冲,再经六十分频产生“分”信号,又经六十分频产生“时”信号,再由十二分频以及二分频产生“日”信号,将“日”信号再三十一分频就可得到“月”信号,再经十二分频产生1~12月的信号。由于有大、小、平月,所以“月”信号需从“31”、“30”、“28”分频产生,因此电路中的计数器具有反馈网络。为了进行选择显示和时间校对,外接开关S\(_{1}\)、S2、通过电路内校正回路可改变计数器状况,并把所需要的显示内容送至液晶驱动器。电子表电路的二十四个输出端送出可供液晶屏显示的交流信号,输出端对应的笔划见图1所示。根据字段/BCD编码器的需要,我们引出除C\(_{1}\)、C2、C\(_{3}\)及COL以外的所有各段信号及公共电极BP的信号。

由于电子表电路带负载能力很小,而且它的高电平不能满足工作电压为5V的CMOS电路的要求,因此我们将上述20个输出信号通过电平转换电路转换,使之能够与工作电压为5V的CMOS电路可靠联接,每路信号的电平转换电路由两只晶体管(3DK2B,β>80)及两只电阻组成,图1中只画出其中的八路,其余的都相同。通过电平转换后的信号(K'除外)就可以按功位分别送入三块5C278字段/编码器,图1中只画出其中的一块。5C278电路(北京前门器件厂生产)可以将液晶、发光二极管、荧光管等显示器件的七段代码转换成BCD码,其中a'、b'、d'、e'、f'、g'为字段代码输入(根据5C278本身具有的功能,字段c省略)。BP'为编码输入控制端,当字段输入为液晶显示时,BP'端与液晶屏公共端相连;当字段输入为发光二极管、荧光管显示时,BP'按固定电平。0V端为全段熄灭信号端,当全段熄灭时呈高电平。Q\(_{3}\)0~Q33为BCD代码输出端。通过译码输出BCD码就可以送打印机供打印记录用。K'段信号则与BP'段信号送入一个异或门,当K段显示时,异或门输出高电平,当K段熄灭时,异或门输出低电平。这样电子表的四位数都转换成可供打印记录用的信号了。

由于同一块电子表电路既用来产生月、日信号,又用来产生时、分信号,因此增加了一组显示功能切换接点J\(_{1}\)-1与显示功能切换开关S1并联。需要打印记录时,由于受巡测仪上控制电路的控制,J\(_{1}\)-1导通一次,电子表瞬态显示月、日,将其打印记录下来,过若干秒后自动恢复正常的时、分显示、再将它打印记录下来,这样就完成了打印月、日、时、分的要求。

因为采用的是CMOS集成电路,因此在焊接和测试过程中,要求所有仪器仪表、电烙铁等应可靠接地。异或门5C630不用的多余输入端要接低电位。禁止在接通电源的情况下拆装CMOS片。(李伟利)