方便实用的万用时间控制器

我们设计制作的这种通用型的万用时间控制器，具有4路独立的时间控制输出，可同时控制4路不同的负载，每路最大控制时间点为1440点，采用发光二极管显示器，显示时、分和秒。走时误差每天小于1秒钟，它线路简单，操作容易，方便实用，稳定可靠，适用于工业生产中的一些自动化过程控制，学校、机关的自动打铃以及家庭之中。

电路由时基计时、译码显示、时间存储与控制等部分组成，如图1所示。

时基计时部分由CD4060、CD4024、CD4040、CD4082四块集成电路构成。CD4060是14级二进制串行计数器／分频器，外接32768Hz的晶振构成振荡回路后，在Q14端可获得2Hz的方波信号，再经过7级二进制计数器CD4024的120分频，产生基本的计时脉冲信号——分脉冲，即

此分脉冲信号分为两路，一路作为12级二进制计数器CD4040的时钟信号，使其Q1～Q10输出二进制表示的实时信息，由于Q1～Q10分别与RAM2114的A0～A9相连，因此Q1～Q10同时也作为地址信息送入2114中，使RAM2114的单元地址随着实时信息的输入逐一增加，即每一个时钟信号对应于一个RAM地址单元，这样RAM2114就能无误地进行工作。CD4040是采用脉冲下沿触发的，为能与显示同步，加了一级反相器。

分脉冲信号的另一路送到计数译码驱动器CD4026的CP端使之计数，并将译码输出送到发光二极管显示器LC5012进行时间显示，显示器有四位，即时个位。十位和分个位、十位，由于分十位的计数只需计到6就要使本位复位，同时产生向时个位的进位信号，因此将数码6的特征段e和b通过一个“与门”后去触发时个位的CP端共复位分十位。LED的各显示段如图1所示。

秒信号是从CD4024的Q1端取出1Hz信号后经电阻限流，再接到LC5012①的DP端用小数点显示。

时间存储与控制部分主要由2只RAM2114和4个二极管“与门”构成。2114是四位数据端口，它有10根地址线，最大存储容量为1024，一天24小时，共计1440分钟，为了实现对每一分钟的定时控制要求，使用了2只2114，当CD4040计数在0～1023时，其011端为“0”电平，选中CS1-端，使2114①工作；计数大于1024时，Q11变为“1”，反相后，选中CS2-端，使2114②工作，这样，2114①与2114②的地址就是连续的。2114②只需计到416（即CD4040计数到1440，也就是24小时）时，通过与门产生一个“1”电平信号去复位时钟显示和CD4040计数器，以便重新开始循环计数和显示。

2只2114的R／W脚并联在一起，通过一只电阻与+5V电源连接，未按下SB键时，R／W脚为“1”电平，由CD4040的Q11脚选中的2114工作于“读”状态，其数据线I／O向外部输出信号，此时不管SA1～SA4扳向1或是0位置，均不会影响I／O口的输出情况；按下SB键时，R／W脚为“0”电平，选中的2114工作于“写”状态，其数据线I／O接收外部信号，外部信号分为“1”和“0”两种情况，通过改变SA1～SA4开关的位置，可使输入到RAM有关I／O口的信息是“1”或是“0”，例如SA1扳至1，则输入I／O1为“1”，反之则为“0”。

2只2114的相应数据口通过一只二极管“与门”向外部送出，没有选中的2114其数据线相当于“1”电平，因此与门的输出由工作的2114数据线决定，当某根I／O输出“1”时，与门输出也为“1”，此时三极管导通，发光二极管点燃，集电极电位由高变低，输出一个负脉冲触发信号；当某根I／O输出“0”时，“与门”输出也为“0”，此时三极管截止，发光二极管不亮，集电极保持高电平，无负脉冲发出。

设置控制时间时，分别按下快校、慢校键，使显示器上出现要设置的控制时间数值，此时在相应的RAM2114中即得到一个与该控制时间对应的地址信息，选择一个通道（如选择第一通道），即可在这一通道将该控制时间记录存储下来。操作过程为：将SA1扳至1端，按下SB键，工作的2114即将第一通道数据线上的“1”信息写入存储单元之中。这样，当一系列控制时间输入到RAM后，时间控制器就能在走到某个控制时间时准确地发出一个负脉冲信号，利用它方便地去触发控制各种设备工作。

当显示器上显示的运行时间与控制时间一致时，有关通道只给出一个负脉冲。实际应用中，一般可将负载分为开关型及单稳型。如电铃为单稳型负载，可采取图2线路，它将输入的负脉冲信号变换为一个延时的正脉冲方波，正脉冲延时时间可调，由RC数值确定，这样即可保证在控制时间到达后，电铃的响声只在要求的时间范围之内。例如用图中数值时，延时的正脉冲约为6s。

开关型的负载，可用触发器与负载进行过渡连接，使得每一个控制时间到达发出一个负脉冲，触发器的输出状态改变一次，以完成对负载的开关操作（见图3）。电源部分见图4，变压器功率约为2W，如果需要断电保护数据，可增加虚线部分，当市电突然断电时备用电池自动接入。

开机后，首先应将RAM单元清零，否则2114各存储单元内容为随机状态。先将SA1～SA4均扳至0端，按下SB键不动，使RAM处于“写”状态，然后分别按下快校、慢校键，使显示器上显示的数字不断递增，直至回到初始显示数字为止，这样就将24小时时间所对应的所有RAM单元的内容均变成了“0”电平。

第二步可输入控制时间，可以选择一两个控制时间，然后逐个输入。如果只使用一路通道，只需将该通道的开关（如SA1）板至1位置；如果同时使用两路通道，可将对应的开关（如SA1、SA2）都扳至1位置，然后分别按下快校、慢校键，调到显示器显示的控制时间时，按一下SB键，SB键抬起后，相应通道的发光二极管发光，这就设置好了一个控制时间。

按照上述方法，也可以取消已设置的控制时间，只需将有关通道开关扳至0位置，其它操作同上。 (解永勃 裴巍)