Электронный таймер

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам к авторскому свидетельств(57) Использование: изобретение относитсяк импульсной технике и позволяет умень(19 ББ (11) 1817642 (13) А 1(51) 6 Н 03 К 17/28 23/64 шить время, необходимое для задания временной устав ки, и повысить полноту контроля. Сущность изобретения; электронный таймер содержит исполнительный ключ (1), генератор импульсов (2), делитель частоты (3), реверсивный счетчик (4), переключающий вентиль (5), схему обнуления (6), два элемента И (7, 12) элемент ИЛИ (8), цифровой индикатор (9), двоичный счетчик (10), мультиплексор (11), шину 13 запуска. 1 ил,Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах автоматики и вычислительной техники,Известны цифровые часы, содержащие декадный делитель частоты, многопозиционный переключатель положений, счетчик, первый и второй элементы И, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и кнопку. Первый и второй неподвижные контакты кнопки соединены с первыми входами, соответственно, первого и второго элементов И и через соответственно, первый и второй резисторы с шиной питания, Подвижный контакт переключателя соединен с общей шиной. Вход и декадные выходы делителя соединены с соответствующими неподвижными контактами многопозиционного переключателя положений, подвижный контакт которого соединен с вторым входом первого элемента И, Второй вход второго элемента И соединен с выходом последней декады делителя частоты, Выходы первого и второго элементов И соединены с соответствующими входами элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход которого соединен с входом счетчика,Недостатком известного устройства является наличие многопозиционного переключателя положений, что существенно затрудняет его мин иатюризацию, Кроме того, работа счетчика только на суммирование импульсов не позволяет совмещать процесс задания временной уставки и процесс контроля счетчика,Наиболее близким по технической сущности к заявленному объекту является электронный таймер, содержащий исполнительный ключ, генератор импульсов, делатель частоты, реверсивный счетчик, переключающий вентиль, схему обнуления, элемент И, элемент ИЛИ, цифровой индикатор и датчик нулевого состояния. Выход исполнительного ключа соединен с управляющим входом переключающего вентиля и с первым входом элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом схемы обнуления, Выход генератора импульсов соединен с входом делителя частоты, первый выход которого соединен с первым информационным входом переключающего вентиля, а второй выход -с вторым информационным входом переключающего вентиля. Выходы реверсивного счетчика подключены к входам цифрового индикатора и к входам датчика нулевого состояния, выход которого соединен с вторым входом элемента И и с выходом устройства. Вход обнуления реверсивного счетчика соединен с выходом элемента ИЛИ, входы сложения и вычитания (счетные входы) соединены, соответственно, с первым и вторым выходами пер еключающегося вентиля. Вход схемы обнуления подключен к выходу исполнительного ключа. Исполнительный ключ содержит кнопку и резистор. Сдин вывод кнопки соединен с общей шиной, а. второй - с выходом исполнительного ключа и через резистор с шиной пита ия.Недостатками данно 1 о устройства являются большое время, необходимое для задания больших временных установок, и недостаточная полнота контроля, так как в процессе задания временной установки реверсивный счетчик работает только в режиме сложения импульсов, а работоспособность указанного счетчика в реверсивном режиме, в котором будет осуществляться отработка заданной временной у ставки, в процессе задания не проверяется.Целью изобретения является уменьшение времени, необходимого для задания временной уставки, и повышение полноты контроля,Поставленная цель достигается тем, что в электронный таймер, содержащий генератор импульсов, выход которого подключен ко входу делителя частоты, первый выход которого соединен с первым информационным входом переключателя вентиля, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика, выходы которого соединены со входами цифрового индикатора, и исполнительный ключ, выход которого соединен с управляющим входом пересекающегося вентиля и первым входом элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом схемы обнуления, введены двоичный счетчик, мультиплексор, дополнительный элемент И и шина запуска, реверсивный счетчик снабжен входом управления реверсом, а исполнительный ключ - дополнительным выходом, при этом вход управления реверсом реверсивного счетчика соединен с выходом дополнительного элемента И, первый вход которого соединен с шиной запуска, а второй вход соединен с выходом первого разряда двоичного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом исполнительного ключа, вход обнуления - с входом обнуления реверсивного счетчика и выходом схемы обнуления, а выходы поразрядно соединены с адресными входами мультиплексора, первый информационный вход которого соединен с общей шиной, 1817642остальные информационные входы соединены с выходами соответствующих младших разрядов делителя частоты, выход - со вторым информационным входом переключающего вентиля, второй вход элемента И соединен с дополнительным выходом исполнительного ключа, выход элемента ИЛИ соединен с входом обнуления младших разрядов делителя частоты, вход обнуления старших разрядов которого соединен с шиной запуска.Кроме того, исполнительный ключ содержит КБ-триггер на элементах И-НЕ, первый и второй резисторы и кнопку, нормально замкнутый и нормально разомкнутый неподвижные контакты которой соединены, соответственно, с Б- и К-входами Ы-триггера и через, соответственно, первый и второй резисторы с шиной питания, а подвижный контакт соединен с общей шиной, инверсный выход КБ-триггера и нормально замкнутый неподвижный контакт кнопки являются, соответственно, выходом и дополнительным выходом исполнительного ключа, Кроме того, переключающий вентиль содержит первый и второй элементы ИЛИ-НЕ, первые входы которых являются, соответственно, первым и вторым информационными входами переключающего вентиля, второй вход второго элемента ИЛИ-НЕ является управляющим входом переключающего вентиля, которой вход первого элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ, а выход первого элемента ИЛИ-НЕ является выходом переключающего вентиля.Указанная совокупность существенных признаков позволяет уменьшить время, необходимое для задания временной уставки, за счет того, что большая часть временной установки задается на повышенной частоте путем подключения счетного входа реверсивного счетчика через переключающий вентиль и мультиплексор к высокочастотным выходам делителя частоты в начале процесса задания временной установки. Кроме того, указанная совокупность существенных признаков позволяет повысить полноту контроля за счет того, что в процессе задания временной установки проверяется не только работоспособность разрядов реверсивного счетчика, которые будут участвовать в отработке задаваемой уставки, но и в работе реверсивного счетчика в реверсивном режиме, в котором будет обрабатываться задаваемая временная уставка. Это осуществляется путем управления режимом работы реверсивного счетчика в процессе задания временной уставки сигналов с выхода первого разряда двоичного счетчика,Не обнаружены известные технические решения, содержащие отличительные от прототипа существенные признаки. Это позволяет сделать вывод о соответствии заявленного решения критерию "существенные отличия"На чертеже приведена схема электронного таймера.Электронный таймер содержит исполнительный ключ 1, генератор 2 импульсов, делитель 3 частоты, реверсивный счетчик 4, переключающий вентиль 5, схему б обнуления, элемент 7 И, элемент 8 ИЛИ, цифровой индикатор 9, двоичный счетчик 10, мультиплексор 11, дополнительный элемент 12 И и шину 13 запуска, Первый выход исполнительного ключа 1 соединен с управляющим входом переключающего вентиля 5 и с первым выходом элемента 7 И, выход которого соединен с первым входом элемента 8 ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом схемы б обнуления. Выход генератора 2 импульсов соединен с входом делителя 3 частоты, первый выход которого соединен с первым информационным входом переключающего вентиля 5, выход которого соединен со счетным входом реверсивного счетчика 4, выходы которого соединены со входами цифрового индикатора 9. Вход управления реверсом реверсивного счетчика 4 соединен с выходом дополнительного элемента 12 И, первый вход которого соединен с шиной 13 запуска, а второй вход соединен с выходом первого разряда двоичного счетчика 10, счетный вход которого соединен с первым выходом исполнительного ключа 1, вход обнуления соединен с входом обнуления реверсивного счетчика 4 и выходом схемы 6 обнуления, а выходы поразрядно соединены с адресными входами мультиплексора 11. Первый информационный вход мультиплексора 11 соединен с общей шиной, второй, третий и четвертый информационные входы соединены с выходами, соответственно, десятого, двенадцатого и четырнадцатого разрядов делителя 3 частоты, а пятый, шестой, седьмой и восьмой информационные входы соединены с выходом шестнадцатого разряда делителя 3 частоты. Выход мультиплексора 11 соединен с вторым информационным входом переключающего вентиля 5. Второй вход элемента 7 И соединен с вторым выходом исполнительного ключа 1. Выход элемента 8 ИЛИ соединен с входом обнуления младших разрядов делителя 3 частоты, с первого до шестнадцатого разряда включительно, Вход обнуления старших разрядов делителя 3 частоты, с семнадцатогодо последнего разряда включительно, соединен с шиной 13 запуска,Исполнительный ключ содержит КБ-триггер 14 на элементах И-НЕ, первый 15 и второй 16 резисторы и кнопку 17, Нормально замкнутый и нормально разомкнутый неподвижные контакты кнопки 17 соединены, соответственно, с Б- и К-входами КБ-трщтера 14 и через, соответственно, первый 15 и второй 16 резисторы - с шиной питаыя 18, а подвижный контакт соединен с общей шиной, Инверсный выход КБ-триггера 14 и нормально замкнутый неподвижный контакт кнопки 17 являются, соответственно, выходом и дополнительным выходом исполнительного ключа 1. Переключающий вентиль 5 содержит первый 19 и второй 20 элементы ИЛИ-НЕ, первые входы которых являются, соответственно, первым и вторым информационными входами переключающего вентиля 5. Второй вход второго элемента ИЛИ-НЕ 20 является управляющим входом переключающего вентиля 5, Второй вход первого элемента ИЛИ-НЕ 19 соединен с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ 20, а выход первого элемента ИЛИ-НЕ 19 является выходом переключающего вентиля 5. Шина 13 запуска соединена с прямым выходом КБ-триггера 14 исполнительного ключа 1.Двоичный счетчик 10 и делитель частоты 3 выполнен на микросхемах 564 ИЕ 10, Реверсивный счетчик 4 выполнен на микросхемах 564 ИЕ 14. Мультиплексор 11 выполнен на микросхеме 564 КП 2. Логические элементы И 7 и 12 и ИЛИ 8 выполнена на элементах микросхем, соответственно, 564 ЛА 7 и 564 ЛЕ 5 и инверторах из микросхемы 564 ЛН 2. Логические элементы ИЛИНЕ 19 и 20 выполнены на элементах микросхемы 564 ЛЕ 5. 2 Б-триггер 14 выполнен на элементах микросхемы 564 ЛА 7. В качестве кнопки 17 использована кнопки Пкн 105, В качестве резисторов 15 и 16 использованы резисторы 2 С-ЗЗН,125-100 кОм+5 ф 4, В качестве схемы обнуления 6 использовано устройство для установки логических элементов в исходное состояние (см, авторское свидетельство СССР Х 718923, кл. Н 03 К 17/28, "Устройство для установки логических элементов в исходное состояние", Г.И.Шишкин, опубликовано 28.02,80, БИ Х 8), выполненное на транзисторах 2 Т 313 Б и-р-и- типа. Генератор импульсов 2 выполнен по схеме мультивибратора (см. кн. Е,А.Зедьдин, "Цифровые интегральные микросхемы в информационно-измерительной аппаратуре", Л., Энергоатомиздат, Ленингр, отделение, 1986 г стр, 275, рис. 14 - 14, б), и настроен на частоту 16 Гц, Блок индикации выполнен на основе микросхем 564 ИД и семисегментных индикаторов ЗЛС 339 А. Электронный таймер может быть выполнен на основе других серий микросхемы, например, серий К 561, 134, К 155.Электронный таймер работает следующим образом, При включении питания схема обнуления 6 формирует импульс положительной полярности, который устанавливает в исходное состояние двоичный 10 и реверсивный 4 счетчики, и младшие разряды делителя частоты 3. КБ-триггер 14 находится в нулевом состоянии, Устав ка задается нажатием на кнопку 17 исполнительного ключа 1, При первом нажатии на кнопку 17 на счетном входе двоичного счетчика 10 формируется отрицательный перепад напряжения, по которому двоичный счетчик 10 переключается из нулевого в первое состояние. Переключающий вентиль 5 подключает к счетному входу реверсивного счетчика 4 выход мультиплексора 11, на котором присутствуют импульсы с частотой следования 8 Гц, Под воздействием указанных импульсов реверсивный счетчик 4 изменяет свое состояние в прямом направлении, так как на входе управления реверсом присутствует логический сигнал высокого уровня, поступающий с выхода первого разряда двоичного счетчика 10 через дополнительный элемент 12 И. Состояния реверсивного счетчика 4 отображаются на цифровом индикаторе 9. Пока кнопка 17 нажата, КБ-триггер 14 находится в единичном состоянии. На шину 13 запуска поступает логический сигнал высокого уровня, который удерживает старшие разряды делителя частоты 3 в исходном состоянии. При отпускании кнопки 17 КБ-триггер 14 переключается в нулевое состояние, переключающий вентиль 5 подключает к счетному входу реверсивного счетчика 4 первый выход делителя частоты 3, а на шину 13 запуска поступает логический сигнал низкого уровня, который, разблокируя старшие разряды делителя частоты 3, запускает электронный таймер на отработку заданной уставки. При этом реверсивный счетчик 4 останавливается, так как импульсы с частотой следования 8 Гц прекращает поступать на его счетный вход, а первый импульс с первого выхода делителя частоты 3 поступает через период следования выходных импульсов делителя частоты 3, который в рассматриваемом примере равен 1 мин, На цифровом индикаторе 9 высвечивается величина набранной уставки. Если набранная уставка соответствует заданной величине, дополниФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 9 1 тельных нажатий на кнопку 17 не требуется, Но, так как задание уставки при первом нажатии на кнопку 17 проводится на повышенной частоте, то оператор может не успеть отпустить кнопку 17 в нужный момент времени (8 Гц),что соответствует периоду изменения состояний реверсивного счетчика 4, равному 0,125 сек, а реальная величина времени реакции оператора равна 0,2 - 0,5 сек). В этом случае необходимо повторное нажатие на кнопку 17,При этом двоичный счетчик 10 устанавливается во второе состояние, при котором присутствует логический сигнал низкого уровня, поступающий через дополнительный элемент 12 И на вход управления реверсом реверсивного счетчика 4, на счетный вход которого поступают импульсы с частотой следования 4 Гц, изменяющие состояния реверсивного счетчика 4 в обратном направлении, При третьем нажатии на кнопку 17 реверсивный счетчик 4 изменяет состояния в прямом направлении с частотой 2 Гц, при четвертом нажатии - в инверсном направлении с частотой 1 Гц, и так далее, пока не 1. Электронный таймер, содержащий генератор импульсов, выход которого подключен к входу делителя частоты, первый выход которого соединен с первым информационным входом переключающего вентиля, выход которого соединен с счетным входом реверсивного счетчика, выходы которого соединены с входами цифрового индикатора, и исполнительный ключ, выход которого соединен с управляющим входом переключающего вентиля и первым входом элемента И, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом схемы обнуления, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени, необходимого для задания временной уставки, и повышения полноты контроля, в него введены двоичный счетчик, мультиплексор, дополнительный элемент И и шина запуска, реверсивный счетчик снабжен входом управления реверсом, а исполнительный ключ - дополнительным выходом, при этом вход управления реверсом реверсивного счетчика соединен с выходом дополнительного элемента И, первый вход которого соединен с шиной запуска, а второй вход соединен с выходом первого разряда двоичного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом исполнительного ключа, вход обнуления - с входом обнуления реверсивного счетчика и выходом 817642 1 О будет набрана заданная величина установки. Начало отработки заданной уставки совпадает с моментом отпускания кнопки 17 после последнего нажатия. Таким образом, основная часть уставки задается на повышенной частоте, что сокращает время задания больших устав о к, а "доводка" задаваемой уставки до заданного значения осуществляется на низкой частоте, при которой период изменения состояний реверсивного счетчика 4, отображаемых на цифровом индикаторе 9, превышает время реакции оператора, что позволяет установить точное значение задаваемой уставки. При этом повышается полнота контроля электронного таймера, так как, в отличие от прототипа, в процессе задания уставки проверяется работа реверсивного счетчика 4 в реверсивном режиме, в котором будет отрабатываться задаваемая устав ка.На предприятии разработан и испытан лабораторный макет электронного таймера, испытания которого подтвердили работоспособность заявляемого устройства и его практическую ценность. схемы обнуления, а выходы поразрядно соединены с адресными входами мультиплексора, первый информационный вход которого соединен с общей шиной, остальные информационные входы соединены с выходами соответствующих младших разрядов делителя частоты, выход - с вторым информационным входом переключающего вентиля, второй вход элемента И соединен с дополнительным выходом исполнительного ключа, выход элемента ИЛИ соединен с входом обнуления младших разрядов делителя частоты, вход обнуления старших разрядов которого соединен с шиной запуска.2, Таймер по п,1, отличающийся тем, что исполнительный ключ содержит КБ-триггер на элементах И - НЕ, первый и второй резисторы и кнопку, размыкающий и замыкающий контакты которой соединены соответственно с 3- и К-входами Ы-триггера и через соответственно первый и второй резисторы - с шиной питания, а переключающий контакт соединен с общей шиной, инверсный выход КБ-триггера и размыкающий контакт кнопки являются соответственно выходом и дополнительным выходом исполнительного ключа,3. Таймер по п,1, отличающийся тем, что переключающий вентиль содержит первый и второй элементы ИЛИ - НЕ, первые входы которых являются соответственнопервым и вторым информационными входами переключающего вентиля, второй вход второго элемента ИЛИ - НЕ является управляющим входом переключающего вентиля, второй вход первого элемента ИЛИ - НЕ Заказ Й,.л Подписное ВНИИПИ, Рег. ЛР Хя 040720 113834, ГСП, Москва, Раушская наб.,4/51817642 12соединен с выходом второго элемента ИЛИ - НЕ, а выход первого элемента ИЛИ - НЕ является выходом переключающего вентиля.