专利名称：可编程时间继电器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种可编程时间继电器。
在各种工业设备、生产线、供配电系统、交通运输、甚至日常生活中都广泛需要使用时间继电器，来完成延时控制和时序控制。目前常用的有电磁式、气囊阻尼式、钟表机械式和半导体式时间继电器。但这些时间继电器功能单一，要么接通延时，要么就是断开延时，加上其长短延时调节范围小，因此要完成多种控制，往往要用多个时间继电器，如绕线型异步电动机起动控制，在电动机转子电路中采用4级或3级起动电阻按时间顺序切换，就需采用4只或3只时间继电器，造成安装面积大，成本费用高；另外其精度低，一般为±10％，而且不能进行编程，也不能进行定时与计数控制，而使适用场合受到了限制；其次现有时间继电器外形为非模数化，不能安装于标准的导轨上，也不适合用于模数化的终端电器中，给用户选用带来诸多不便。
本实用新型的目的是设计一种可编程时间继电器，它相当于4个时间继电器的智能组合。它精度高，可达0.01秒，延时范围大，为0.1秒～一周，所以不仅完全可取代现有的时间继电器，还可进行定时控制，计数控制，可进行编程，可取代部分小型可编程控器，从而达到缩小安装体积，降低成本，提高性能的功效。
本实用新型的目的是在输出继电器基础上，通过采用单片微机、地址锁存器、外部数据存贮器、程序存贮器、8D锁存器、与门、反相器、七段译码器、或非门单元、光电耦合放大器、显示器、八位并行输出串行移位寄存器、键盘、各种按键和地址译码器、及编程来加以实现的，上述元器件分别组装于三块印刷线路板上。
以下结合附图给出实施例，并加以详细说明。
图1为本实用新型电路图。
图2为本实用新型结构和外形的正视图。
图3为本实用新型结构和外形的俯视图。
图4为本实用新型结构和外形的侧剖视图。
图5为本实用新型的附件图。
图1中，1为单片微机(选用8051系列，也可用8048、8098系列)；2为地址锁存器(选用74LS373芯片)；3为外部数据存贮器(选用6116芯片)；4为程序存贮器(选用2732芯片)；5、6为8D锁存器(分别用74LS377与74LS373芯片)；7、17、18为“与门”；8、15为反相器(由三片6反相器74LS04构成)；9、16为BCD七段译码器；10为或非门单元，11～14为光电耦合放大器，作为4路光电隔离输入；19～26为显示器；27为八位并行输出串行移位寄存器(用74LS164芯片)；28为键盘；29～32为输出继电器；33为复位按键；34为程序显示按键；35为输出继电器接通时间值设定按键；36为输出继电器断电时间值设定按键；37为地址译码器(选用3～8多路解调器74LS138芯片)。
图2中，38为电池盒(内装6伏电池)；39为显示板(安装显示器)；40为上盖；41为按键板(放置键盘)；49为接线端子。
图3中，48为安装件；50为底座，51为安装件上的槽口。
图4中，42、43、46为印刷电路板；44为输出继电器(实际就是电路图中的29～32)；45为电源变压器；47为外壳(全塑料制成)。
图5中52为安装脚。
实施例所用芯片选自中南工业大学出版社出的“最新世界TTL数字集成电路手册及互换手册”。
本实用新型由带单片微机的三块印刷电路板、4个输出继电器、电源变压器、显示器、键盘、外壳、底座、上盖、电池盒、接线端子和4只安装件组成，并还带有4个安装脚。
上述各图中19～26、27、28、33～36元器件安装于第一块印刷电路板上；11～14、29～32、45安装于第二块印刷电路板上；1～10、15、16安装于第三块印刷电路板上。
图1中，单片微机1的双向输入／输出口P0.0～P0.7端接到地址锁存器2的输入端1D～8D；微机1的地址锁存允许端ALE接到2的数据打入信号端G；微机1的P2.0～P2.2端分别接至外部数据存贮器3的地址线A8～A10和程序存贮器4的A8～A10；微机1的P2.3分别接至3的CE端和4的A11端；微机1的P2.4端接至4的A12端；微机1的写脉冲输出端WR与3的写选通端WE相连接，而1的读脉冲输出端RD与3的数据输出选通线OE相连接，同时和与门7的输入端相连接，与门7的另一输入端接至地址译码器37的输出端Y3；微机1的外部程序存贮器选通端PSEN接至4的数据输出选通线OE。
单片微机1的双向输入／输出口P1.0～P1.3分别与4个输出继电器29～32的输入端相连；微机1的串行输入口RXD／P3.0与移位寄存器27的串行输入端SI相连接，其串行输出口TXD／P3.1与27的时钟脉冲输入端CK相连接，27的输出端Q0～Q7作为输入矩阵的列线；＋5伏经过电阻与微机1的P1.4和P1.5输入端之间的二根连线构成输入矩阵的行线，键盘28上安的16个按键就跨接在各行线和列线之间。
单片微机1的双向输入／输出口的P2.5～P2.7分别接至地址译码器37的输入端A、B、C，译码器37将这三个输入端的二进制数分介为8个状态输出端Y0～Y7，Y0接至与门17的输入端，Y1接至与门18的输入端，而17与18的另一输入端并联接至微机1的WR端，Y2接至8D锁存器5的工作控制端E，Y3接至与门7的输入端，与门7的输出端接至8D锁存器6的工作控制端E，Y4～Y7端不用。
单片微机1的双向输入／输出口P0.0～P0.3又与BCD七段译码器9和16的输入端A、B、C、D相接，BCD七段译码器9和16的输出a、b、c、d、e、f、g分别接到反相器8和15的输入端，反相器8的七个输出端与显示器(发光数码管)20、22、24和26的各发光段的阳级并联，反相器15的七个输出端与显示器(发光数码管)19、21、23和25的各发光段的阳极并联。
地址锁存器2的输出端1～8D分别接至外部数据存贮器3的地址线A0～A7及程序存贮器4的地址线A0～A7。
＋5伏电源经电阻接到复位按键33上，按键33的右端接电源零线，33的左端接到微机1的复位端RESET，当按键33闭合时，就使微机复位；＋5伏电源经电阻接到程序显示按键34上，程序显示按键34、输出继电器接通时间值设定按键35和输出继电器断电时间值设定按键36的左端分别与单片微机1的中断口INTI、双向输入／输出口的P1.6和P1.7端相连接。
本可编程时间继电器有4个外部起动输入信号X1～X4经过光电耦合放大器11～14分别接到8D锁存器6的输入端1D～4D以及或非门单元10的输入端1、3、9、12；或非门单元10的输出端8与微机1的中断控制端INTO相连；8D锁存器6的输出端D0～D7接至微机1的P0.0～P0.7端；8D锁存器5的输出端Q0接至显示器19～26中的25和26公共阴极，Q1接至23和24的公共阴极，Q2接至21和22的公共阴极，Q3接至19和20的公共阴极。
本实用新型中，单片微机是核心，当它在访问外部数据存贮器3和程序存贮器4时，它是分时多路转换的地址和数据总线。高位地址由P2.0～P2.4输出，指令由Po口输入，程序和数据由键盘28输入，键盘通过移位寄存器27接至单片微机的串行输入口(RXD／P3.0)，时钟端(CK)接至串行输出口(TXD／P3.1)。微机1的地址锁存允许端ALE为高电平时，Po口输出的地址信息有效，而打入地址锁存器2，当ALE为低电平时，写信号端WR有效，将Po口的输出数据写入相应的RAM单元。
起动输入信号X1～x4经过光电耦合放大器分别送至或非门10和带三态门的8D锁存器6的输入端。当X1～X4中某一个为高电平时，或非门10就输出低电平，引起单片微机中断，在“读”周期时就将8D锁存器6的状态读入数据口，P0.1～P0.7输入端口就能判断是那一路起动信号来。
单片微机1的输入／输出口P1.0～P1.3通过光电耦合放大器驱动输出继电器29～32，平时P1.0～P1.3输出高电平，继电器不动作，当起动脉冲输入后，单片微机中定时器的累加值如和用户设定的继电器接通时刻相一致，则P1.0～P1.3的对应端输出低电平，经过光电耦合放大器使对应的继电器吸合；到了用户设定的继电器释放时刻，P1.0～P1.3的对应端又恢复高电平，继电器释放。就这样使四个输出继电器能按预先设定的时间工作程序接通和断电。通过内部程序的安排，也可以使最后一个继电器动作作为起动信号输入，而使继电器可周期循环工作。
显示器可采用液晶显示器或LED数码管，可以显示天数、时数、分钟数、秒钟数及十分之一秒数，也可显示程序，BCD七段译码器9、16，反相器8、15，和地址译码器37构成LED数码管的译码电路，当七段译码器的地址由单片微机选定后，在“写”操作周期时，便将确定的BCD码数据送入其内，与此同时8D锁存器5的输出端Q0～Q3分别逐次出现高电平，而使8个LED数码管实现动态显示。
本实用新型的外形与尺寸是按照IEC629和715标准设计，从而可以安装在标准的导轨上；另外还设计了一种图3所示的安装脚52和安装件48，安装件通过螺钉固定在底座上(4个)，安装件具有槽口。将安装脚卡入安装件的槽口中，使本时间继电器也能安装在普通的设备板上。
上述输出继电器也可改用双向可控硅。
本实用新型的技术指标为输入电交流50或60Hz，220V；输入控制信号4路开关量信号(接点或逻辑电平)；输出2～4路继电器接点输出，每一继电器为一付转换接点10A；断开功率交流电路660VA；直流电路280W；本实用新型具有六种功能可作4只接通延时继电器用；作4只断开延时继电器用；作为总数不超过4只的接通延时继电器与断开延时继电器的组合；可作4路输出的时间程序控制器用，并可循环执行规定的时间程序；可按标准时间循环工作(如作为学校、工厂作息时间报时控制用)；可作计数控制器用，计算输入脉冲数，并在达到规定次数时输出控制信号。
权利要求1.一种可编程时间继电器，它包含有电源变压器45、电池盒38、上盖40、接线端子49、底座50和外壳47，其特征在于还包含有单片微机1、地址锁存器2、外部数据存贮器3、程序存贮器4、8D锁存器5和6、与门7和17及18、反相器8和15、BCD七段译码器9和16、或非门单元10、光电耦合放大器11～14、显示器19～26、八位并行输出串行移位寄存器27、键盘28、输出继电器29～32、复位按键33、程序显示按键34、输出继电器接通时间值设定按键35、输出继电器断电时间值设定按键36和地址译码器37，标号为19～26、27、28、33～36的元器件安装于第一块印刷电路板上，11～14、29～32、45安装于第二块印刷电路板上，1～10、15、16安装于第三块印刷电路板上，单片微机1的双向输入/输出口P0.0～P0.7分别与标号为2、3、4、5、6、9、16元器件的有关端子相连接；P1.0～P1.3与输出继电器29～32的输入端相连；P2.0～P2.4分别与3、4的有关端子相连；P2.5～P2.7与地址译码器相接；其串行输入/输出口RXD/TXD与移位寄存器27的串行输入和时钟脉冲输入相连；微机1的写脉冲输出端WR与3的写选通端WE相连；1的读脉冲输出端RD与3的数据输出选通线OE相连，并和与门7相连；微机1的中断控制端INTO和或非门单元10的输出端相连；微机1的外部程序存贮器选通端PSEN与4的数据输出选通线OE相连；微机1的中断口DNTI及双向输入/输出口P1.6～P1.7分别与按键34、35、36相连；2又分别与3、4的有关端子相连。
2.根据权利要求1所述的可编程时间继电器，其特征在于单片微机1可选用8048系列、或8051系列，或8098系列。
3.根据权利要求1或2所述的可编程时间继电器，其特征在于还包含有安装件48和安装脚52，安装件48具有槽口51，安装件48利用螺钉固定在底座50上，安装脚52卡入槽口51中，使可编程时间继电器能安装于普通设备板上。
专利摘要本实用新型涉及可编程时间继电器。它由带单片微机的三块印刷电路板、4个输出继电器、电源变压器、显示器、键盘、外壳、底座、上盖、电池盒、接线端子和安装件组成，并带有4个附件。由于采用单片微机及编程，从而使本实用新型相当于4只时间继电器，并具有断开延时、接通延时、断开和接通延时组合、按时序控制、定时和计数控制等功能。
文档编号H03K17/28GK2130012SQ9221572
公开日1993年4月14日 申请日期1992年6月18日 优先权日1992年6月18日
发明者厉无咎, 葛德秋, 叶毅生 申请人:厉无咎