專(zhuān)利名稱(chēng)：無(wú)限時(shí)數(shù)計(jì)控器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于一種計(jì)數(shù)、計(jì)時(shí)控制裝置。
背景技術(shù)：
時(shí)間、數(shù)字計(jì)量和控制儀表是人們生活、生產(chǎn)和科研等各個(gè)領(lǐng)域中必不可少的工具。目前，這類(lèi)儀表的功能單一，或量程有限，或精度低，或成本高，或使用不便。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種量程大、功能多的無(wú)限時(shí)數(shù)計(jì)控器。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為一種無(wú)限時(shí)數(shù)計(jì)控器，它由工作電源、時(shí)鐘電路、電子開(kāi)關(guān)、延時(shí)電路、計(jì)算器、防自關(guān)機(jī)振蕩電路組成，時(shí)鐘電路的時(shí)鐘信號(hào)輸出端通過(guò)電子開(kāi)關(guān)一路接計(jì)算器的信號(hào)輸入端，另一路通過(guò)延時(shí)電路接計(jì)算器的記憶信號(hào)輸入端，計(jì)數(shù)源信號(hào)接異或門(mén)輸入端，異或門(mén)輸出端接單穩(wěn)態(tài)電路輸入端，單穩(wěn)態(tài)電路輸出端通過(guò)電子開(kāi)關(guān)一路接計(jì)算器計(jì)數(shù)信號(hào)輸入端，另一路通過(guò)延時(shí)電路接計(jì)算器的記憶信號(hào)輸入端，計(jì)算器的取負(fù)波形輸出端通過(guò)定值取樣電路接異或門(mén)輸入端，異或門(mén)的輸出端一路接報(bào)警驅(qū)動(dòng)電路，另一路接另一異或門(mén)輸入端，該異或門(mén)的輸出端接電子開(kāi)關(guān)，防自關(guān)機(jī)振蕩電路的輸出端通過(guò)異或門(mén)接計(jì)算器的記憶信號(hào)輸入端。
所述的時(shí)鐘電路采用CT-2時(shí)鐘芯片，其兩輸出端分別接二極管D6、D7的正極，二極管D6、D7的負(fù)極相連接作為時(shí)鐘信號(hào)輸出端。
延時(shí)電路采用四或非門(mén)集成電路IC3，其中兩個(gè)或非門(mén)與外接電阻R2、電容C4組成積分型單穩(wěn)態(tài)電路，另外兩個(gè)或非門(mén)與外接電阻R3、電容C5組成微分型單穩(wěn)態(tài)電路，積分型單穩(wěn)態(tài)電路的輸出端接微分型單穩(wěn)態(tài)電路的輸入端。
所述的防自關(guān)機(jī)振蕩電路和單穩(wěn)態(tài)電路采用NE556集成電路，其輸入端接有串聯(lián)的電阻R16、R17和電容C13。
所述的電子開(kāi)關(guān)采用集成電路IC6。
所述的定值取樣電路由電阻R10、R11、電容C10、三極管T4、二極管D9、電阻R13、電容C6、C9組成，電阻R10、R11的一端分別接計(jì)算器的兩個(gè)取負(fù)波形輸出端，另一端并聯(lián)后接三極管T4基極，并經(jīng)電容C10接地，三極管T4的集電極一路經(jīng)電阻R12接異或門(mén)Y3輸入端，另一路經(jīng)二極管D9接異或門(mén)Y3的另一輸入端，異或門(mén)Y3的兩輸入端之間接有電容C9，異或門(mén)Y3的輸出端一路接三極管T1的基極，另一路接異或門(mén)Y4的輸入端，異或門(mén)Y4的輸出端接電子開(kāi)關(guān)G4的控制端，三極管T1的集電極接控制繼電器J1。
所述的電源包括電池和交直流變換電路兩部分。
電路中設(shè)有電動(dòng)和手動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。
本實(shí)用新型可用于正倒計(jì)時(shí)、定時(shí)控制如計(jì)時(shí)器、延時(shí)繼電器等，可用于計(jì)數(shù)、定數(shù)控制如計(jì)數(shù)器、定數(shù)控制器等，還可做為計(jì)算器使用，精度高，測(cè)量范圍大，無(wú)量程轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，不存在量程轉(zhuǎn)換誤差。本實(shí)用新型可隨時(shí)存儲(chǔ)結(jié)果，即使關(guān)斷電源，仍可保留結(jié)果數(shù)據(jù)。可廣泛應(yīng)用于廠礦、企事業(yè)的生產(chǎn)、教學(xué)、科研辦公等各個(gè)領(lǐng)域及日常生活中。例如，在廠礦的機(jī)電自動(dòng)系統(tǒng)中，用于精確的任意計(jì)時(shí)、定時(shí)控制，計(jì)數(shù)、定數(shù)控制，在教學(xué)、科研實(shí)驗(yàn)中，用于自動(dòng)計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)測(cè)量，時(shí)控、數(shù)控、測(cè)頻等，在企事業(yè)和家庭生活中，用于定時(shí)控制各種辦公電器和家用電器，也可作為鬧鐘使用。本實(shí)用新型具有手動(dòng)、電動(dòng)兩種工作狀態(tài)，使用方便靈活。


附圖所示為本實(shí)用新型的電路原理示意圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型無(wú)限時(shí)數(shù)計(jì)控器由工作電源、時(shí)鐘電路、電子開(kāi)關(guān)、延時(shí)電路、計(jì)算器、防自關(guān)機(jī)振蕩電路組成，時(shí)鐘電路的時(shí)鐘信號(hào)輸出端通過(guò)電子開(kāi)關(guān)一路接計(jì)算器的信號(hào)輸入端，另一路通過(guò)延時(shí)電路接計(jì)算器的記憶信號(hào)輸入端，計(jì)數(shù)源信號(hào)接異或門(mén)輸入端，異或門(mén)輸出端接單穩(wěn)態(tài)電路輸入端，單穩(wěn)態(tài)電路輸出端通過(guò)電子開(kāi)關(guān)一路接計(jì)算器計(jì)數(shù)信號(hào)輸入端，另一路通過(guò)延時(shí)電路接計(jì)算器的記憶信號(hào)輸入端，計(jì)算器的取負(fù)波形輸出端通過(guò)定值取樣電路接異或門(mén)輸入端，異或門(mén)的輸出端一路接報(bào)警驅(qū)動(dòng)電路，另一路接另一異或門(mén)輸入端，該異或門(mén)的輸出端接電子開(kāi)關(guān)，防自關(guān)機(jī)振蕩電路的輸出端通過(guò)異或門(mén)接計(jì)算器的記憶信號(hào)輸入端。
在上述電路中，時(shí)鐘電路采用CT-2時(shí)鐘芯片，其兩輸出端分別接二極管D6、D7的正極，二極管D6、D7的負(fù)極相連接作為時(shí)鐘信號(hào)輸出端。以時(shí)鐘芯片產(chǎn)生的脈沖作為時(shí)基信號(hào)。時(shí)鐘芯片選用CT-2，它有3、4腳兩路輸出，用D6、D7取出合成，同時(shí)又對(duì)兩輸出端相互隔離。
因計(jì)算器CZ的按鍵都有優(yōu)先權(quán)，即一個(gè)鍵接通時(shí)，其他鍵再接通無(wú)效。為了把計(jì)算器的每個(gè)運(yùn)算結(jié)果都及時(shí)記錄保持，必需在計(jì)時(shí)或計(jì)數(shù)脈沖過(guò)后，及時(shí)有個(gè)脈沖控制計(jì)算器的記憶開(kāi)關(guān)。計(jì)時(shí)或計(jì)數(shù)脈沖延時(shí)作為這種控制記憶脈沖是最理想的。延時(shí)電路采用四或非門(mén)集成電路IC3(CD4001B)，其中H1、H2兩個(gè)或非門(mén)與外接電阻R2、電容C4組成一級(jí)積分型單穩(wěn)態(tài)或稱(chēng)波形展寬電路，其脈寬決定于R2C4。另外兩個(gè)或非門(mén)H3、H4與外接電阻R3、電容C5組成一級(jí)微分型單穩(wěn)態(tài)電路，其輸出脈寬取決于R3C5。積分型單穩(wěn)態(tài)電路的輸出端接微分型單穩(wěn)態(tài)電路的輸入端。
因計(jì)算器有自關(guān)機(jī)功能，在實(shí)際計(jì)數(shù)或計(jì)時(shí)操作中，時(shí)間間隔可能會(huì)超過(guò)一定時(shí)間。當(dāng)自關(guān)機(jī)后，計(jì)算器的輸入數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)丟失。所以在小于規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，必需有一個(gè)脈沖對(duì)計(jì)算器進(jìn)行一次操作。該脈沖源取自多諧振蕩器，為防止它對(duì)計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)產(chǎn)生干擾，要求它在正常計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)時(shí)停止振蕩。圖中IC5是一塊NE556時(shí)基電路，其輸入端接有串聯(lián)的電阻R16、R17和電容C13。其中1～6腳組成多諧振蕩器，振蕩頻率取決于(R16+R17)C13，在正常計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)工作時(shí)，因G2電子開(kāi)關(guān)不斷把C13短路，所以它不能產(chǎn)生振蕩，不會(huì)影響正常工作。當(dāng)計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)停止后，每隔一定時(shí)間可產(chǎn)生一個(gè)脈沖，由5腳輸出。
IC6(CD4016B或CD4066)是四個(gè)雙向電子模擬開(kāi)關(guān)，控制端高電平有效。電路中用各種正脈沖及直脈電壓控制電子開(kāi)關(guān)。G4是報(bào)警控制開(kāi)關(guān)，作為信號(hào)總開(kāi)關(guān)。IC4是四個(gè)異或門(mén)電路，采用CC7040B、MC14070BCP或CD4030B，其中Y3在計(jì)算器取負(fù)波形輸出端即5、6端輸出負(fù)號(hào)時(shí)，進(jìn)行波形比較，輸出控制信號(hào)。Y1門(mén)作計(jì)數(shù)輸入門(mén)與IC5的單穩(wěn)態(tài)電路配合，組成計(jì)數(shù)輸入電路。Y2作防自關(guān)機(jī)反相門(mén)，控制記憶信號(hào)。Y4作報(bào)警控制門(mén)。
定值取樣電路由電阻R10、R11、電容C10、三極管T4、二極管D9、電阻R13、電容C6、C9組成，電阻R10、R11的一端分別接計(jì)算器的兩個(gè)取負(fù)波形輸出端，另一端并聯(lián)后接三極管T4基極，并經(jīng)電容C10接地，三極管T4的集電極一路經(jīng)電阻R12接異或門(mén)Y3輸入端，另一路經(jīng)二極管D9接異或門(mén)Y3的另一輸入端，異或門(mén)Y3的兩輸入端之間接有電容C9，異或門(mén)Y3的輸出端一路接三極管T1的基極，另一路接異或門(mén)Y4的輸入端，異或門(mén)Y4的輸出端接電子開(kāi)關(guān)G4的控制端，三極管T1的集電極接控制繼電器。用計(jì)算器做連減法，如定時(shí)為10秒，可設(shè)置為9-1，當(dāng)連減結(jié)果出現(xiàn)-1時(shí)，在計(jì)算器CZ的6腳和5腳上有3V直流電壓。兩腳經(jīng)R10、R11限流，使T4恰為飽和狀態(tài)。R10、R11也起隔離作用，阻值越大，對(duì)計(jì)算器影響越小，但要保證T4處于飽和狀態(tài)。當(dāng)計(jì)算器正常工作時(shí)，5、6腳輸出的波經(jīng)R10、R11疊加得±1.5V的脈沖波，經(jīng)T4整流放大，輸出正脈沖，再經(jīng)D9整流，C6濾波，得1.6～2.4V的直流電壓，送入異或門(mén)Y3的6腳，Y3輸出為低電平，不會(huì)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)、報(bào)警，且LED燈亮。當(dāng)計(jì)算器出現(xiàn)-X時(shí)(即十位上為負(fù))，其5、6腳波形疊加，產(chǎn)生正1V的方波，使T4仍處于飽和狀態(tài)，T4輸出低電平，作為驅(qū)動(dòng)、報(bào)警信號(hào)。同時(shí)LED燈滅。另一路使Y4輸出低電平，G4截止。C10可清除計(jì)算器的干擾尖脈沖，R13給C6提供放電支路。
手動(dòng)計(jì)時(shí)的工作過(guò)程如下因電池是和計(jì)算器的電源固定，所以打開(kāi)計(jì)算器開(kāi)關(guān)就可使用，在計(jì)算器上設(shè)置1+。若K2置于計(jì)時(shí)，K3置于手動(dòng)，當(dāng)K1置于開(kāi)狀態(tài)后，各電路的電源被接通。在計(jì)算器正常工作時(shí)，IC4的Y3輸出低電平，一路使Y4輸出高電平，則IC6的G4導(dǎo)通，另一路使T1截止，不會(huì)驅(qū)動(dòng)報(bào)警，第三路使LED燈亮，作電源指示。因?yàn)楫?dāng)K3置于手動(dòng)時(shí)，G1截止，G3導(dǎo)通。所以在K2置于計(jì)時(shí)后，IC2產(chǎn)生的脈沖經(jīng)D6、D7合成秒脈沖送入K2-2，經(jīng)G4、G3開(kāi)關(guān)，一路經(jīng)C8、R8微分電路(使脈沖變窄，不影響記憶)送入T3，使T3導(dǎo)通，計(jì)算器計(jì)數(shù)。另一路送入IC3的1腳，經(jīng)延時(shí)后，在11腳上輸出一個(gè)延時(shí)脈沖，經(jīng)R9使T2導(dǎo)通，計(jì)算器作一次記憶。第三路送入G2，使G2導(dǎo)通一次，給C13放電。若兩個(gè)脈沖的時(shí)間間隔小于一定時(shí)間，C13上的電壓很低，IC5多諧振蕩器不會(huì)振蕩，其5腳保持低電位，不產(chǎn)生記憶脈沖，就不會(huì)影響計(jì)數(shù)。
當(dāng)K1斷開(kāi)時(shí)，電路失電，計(jì)算器處于待機(jī)狀態(tài)，但最后的一次運(yùn)算結(jié)果被記憶。當(dāng)K1再接通時(shí)，重復(fù)以上過(guò)程，計(jì)算器繼續(xù)進(jìn)行連加計(jì)算。
手動(dòng)定時(shí)的工作過(guò)程如下定時(shí)工作過(guò)程是用計(jì)算器作連減計(jì)算，例如在計(jì)算器上設(shè)置X-1。每當(dāng)輸入1個(gè)秒脈沖時(shí)，X就被減1。當(dāng)X變?yōu)?1時(shí)，產(chǎn)生報(bào)警，計(jì)時(shí)自動(dòng)停止。當(dāng)出現(xiàn)-1時(shí)，T4輸出為0，使IC4的Y3輸出高電位。一路使Y1輸出高電位，LED燈滅。另一路使Y4輸出低電位，G4截止，斷開(kāi)計(jì)數(shù)脈沖，停止計(jì)數(shù)。第三路經(jīng)R4使T1導(dǎo)通，產(chǎn)生報(bào)警。若繼電器J1接上電源，其動(dòng)作產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)。連減(定時(shí))工作過(guò)程與連加(計(jì)時(shí))工作過(guò)程完全相同。
在報(bào)警狀態(tài)下，因G4截止，G2截止，則IC5的多諧振蕩器工作，約每70秒鐘5腳輸出一個(gè)正脈沖，經(jīng)Y2、R9、T2，使計(jì)算器作一次記憶操作，就可防止自關(guān)機(jī)。
電動(dòng)計(jì)時(shí)和定時(shí)工作過(guò)程如下當(dāng)K3置于電動(dòng)位置時(shí)，G3門(mén)截止。當(dāng)交流電源沒(méi)接通時(shí)，G1門(mén)截止，此狀態(tài)下秒脈沖不能送入電路，計(jì)算器處于待機(jī)狀態(tài)。當(dāng)交流電接通后，變壓、整流后的直流電壓經(jīng)R18、R19分壓，把G1門(mén)打開(kāi)。在不出現(xiàn)-1的情況下，G4門(mén)被打開(kāi)。所以秒脈沖能通過(guò)G4、G1門(mén)。計(jì)時(shí)、定時(shí)工作過(guò)程和手動(dòng)情況完全相同。當(dāng)切斷交流電時(shí)，G1門(mén)被關(guān)閉，計(jì)時(shí)、定時(shí)停止。在電動(dòng)狀態(tài)下，因J1有電源，所以當(dāng)出現(xiàn)-1時(shí)，J1動(dòng)作，輸出端子的常開(kāi)、常閉觸點(diǎn)動(dòng)作，輸出短路或開(kāi)路控制信號(hào)。
計(jì)數(shù)、定數(shù)的工作過(guò)程和計(jì)時(shí)、定時(shí)的差別僅在于信號(hào)源的不同。當(dāng)K2置于計(jì)數(shù)時(shí)，IC2失電，IC5的另一半8～13腳組成單穩(wěn)態(tài)電路。當(dāng)有計(jì)數(shù)正脈沖加入輸入端子SR時(shí)，IC4的Y1門(mén)輸出低電平，經(jīng)C7觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路。使IC5的9腳輸出一方波脈沖，經(jīng)K2-2送入電路。以后的工作過(guò)程和計(jì)時(shí)、定時(shí)工作完全相同。
權(quán)利要求1.一種無(wú)限時(shí)數(shù)計(jì)控器，其特征在于，它由工作電源、時(shí)鐘電路、電子開(kāi)關(guān)、延時(shí)電路、計(jì)算器、防自關(guān)機(jī)振蕩電路組成，時(shí)鐘電路的時(shí)鐘信號(hào)輸出端通過(guò)電子開(kāi)關(guān)一路接計(jì)算器的信號(hào)輸入端，另一路通過(guò)延時(shí)電路接計(jì)算器的記憶信號(hào)輸入端，計(jì)數(shù)源信號(hào)接異或門(mén)輸入端，異或門(mén)輸出端接單穩(wěn)態(tài)電路輸入端，單穩(wěn)態(tài)電路輸出端通過(guò)電子開(kāi)關(guān)一路接計(jì)算器計(jì)數(shù)信號(hào)輸入端，另一路通過(guò)延時(shí)電路接計(jì)算器的記憶信號(hào)輸入端，計(jì)算器的取負(fù)波形輸出端通過(guò)定值取樣電路接異或門(mén)輸入端，異或門(mén)的輸出端一路接報(bào)警驅(qū)動(dòng)電路，另一路接另一異或門(mén)輸入端，該異或門(mén)的輸出端接電子開(kāi)關(guān)，防自關(guān)機(jī)振蕩電路的輸出端通過(guò)異或門(mén)接計(jì)算器的記憶信號(hào)輸入端。
2.如權(quán)利要求1所述的計(jì)控器，其特征在于，所述的時(shí)鐘電路采用CT-2時(shí)鐘芯片，其兩輸出端分別接二極管D6、D7的正極，二極管D6、D7的負(fù)極相連接作為時(shí)鐘信號(hào)輸出端。
3.如權(quán)利要求1所述的計(jì)控器，其特征在于，延時(shí)電路采用四或非門(mén)集成電路IC3，其中兩個(gè)或非門(mén)與外接電阻R2、電容C4組成積分型單穩(wěn)態(tài)電路，另外兩個(gè)或非門(mén)與外接電阻R3、電容C5組成微分型單穩(wěn)態(tài)電路，積分型單穩(wěn)態(tài)電路的輸出端接微分型單穩(wěn)態(tài)電路的輸入端。
4.如權(quán)利要求1所述的計(jì)控器，其特征在于，所述的防自關(guān)機(jī)振蕩電路和單穩(wěn)態(tài)電路采用NE556集成電路，其輸入端接有串聯(lián)的電阻R16、R17和電容C13。
5.如權(quán)利要求1所述的計(jì)控器，其特征在于，所述的電子開(kāi)關(guān)采用集成電路IC6。
6.如權(quán)利要求1所述的計(jì)控器，其特征在于，所述的定值取樣電路由電阻R10、R11、電容C10、三極管T4、二極管D9、電阻R13、電容C6、C9組成，電阻R10、R11的一端分別接計(jì)算器的兩個(gè)取負(fù)波形輸出端，另一端并聯(lián)后接三極管T4基極，并經(jīng)電容C10接地，三極管T4的集電極一路經(jīng)電阻R12接異或門(mén)Y3輸入端，另一路經(jīng)二極管D9接異或門(mén)Y3的另一輸入端，異或門(mén)Y3的兩輸入端之間接有電容C9，異或門(mén)Y3的輸出端一路接三極管T1的基極，另一路接異或門(mén)Y4的輸入端，異或門(mén)Y4的輸出端接電子開(kāi)關(guān)G4的控制端，三極管T1的集電極接控制繼電器J1。
7.如權(quán)利要求1所述的計(jì)控器，其特征在于，所述的電源包括電池和交直流變換電路兩部分。
8.如權(quán)利要求1所述的計(jì)控器，其特征在于，電路中設(shè)有電動(dòng)和手動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種無(wú)限時(shí)數(shù)計(jì)控器，時(shí)鐘電路的時(shí)鐘信號(hào)輸出端通過(guò)電子開(kāi)關(guān)一路接計(jì)算器的信號(hào)輸入端，另一路通過(guò)延時(shí)電路接計(jì)算器的記憶信號(hào)輸入端，計(jì)數(shù)源信號(hào)接異或門(mén)輸入端，異或門(mén)輸出端接單穩(wěn)態(tài)電路輸入端，單穩(wěn)態(tài)電路輸出端通過(guò)電子開(kāi)關(guān)一路接計(jì)算器計(jì)數(shù)信號(hào)輸入端，另一路通過(guò)延時(shí)電路接計(jì)算器的記憶信號(hào)輸入端，計(jì)算器的取負(fù)波形輸出端通過(guò)定值取樣電路接異或門(mén)輸入端，異或門(mén)的輸出端一路接報(bào)警驅(qū)動(dòng)電路，另一路接另一異或門(mén)輸入端，該異或門(mén)的輸出端接電子開(kāi)關(guān)，防自關(guān)機(jī)振蕩電路的輸出端通過(guò)異或門(mén)接計(jì)算器的記憶信號(hào)輸入端。本實(shí)用新型可用于正倒計(jì)時(shí)、定時(shí)控制、計(jì)數(shù)、定數(shù)控制，精度高，測(cè)量范圍大，無(wú)量程轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，不存在量程轉(zhuǎn)換誤差。
文檔編號(hào)G06F1/26GK2670987SQ20042001003
公開(kāi)日2005年1月12日 申請(qǐng)日期2004年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月8日
發(fā)明者薛金柱, 劉紀(jì)寧 申請(qǐng)人:薛金柱, 劉紀(jì)寧