高精度時間繼電器及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子器件技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高精度時間繼電器及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中各大廠商生產(chǎn)的時間繼電器大多都基于日本富士電機(jī)株式會社研發(fā)的電子式時間繼電器ST3P改進(jìn)而來，這種電子式時間繼電器屬于RC振蕩式時間繼電器，要實現(xiàn)不同的延時規(guī)格需要用不同容量的延時電容來粗調(diào)，粗調(diào)后還需要人工對延時精度進(jìn)行微調(diào)。因此電子式時間繼電器的延時一致性較差，電子元件及電子組件板不能實現(xiàn)多規(guī)格延時的通用，生產(chǎn)過程繁瑣，生產(chǎn)效率低下。
[0003]為了適應(yīng)用戶對時間繼電器的低成本、高可靠性、高精確性等要求以及提高生產(chǎn)廠商的生產(chǎn)效率、成品率，對電子式時間繼電器進(jìn)行重新設(shè)計具有重要的實用意義和商業(yè)價值。
[0004]因此，針對上述技術(shù)問題，有必要提供一種高精度時間繼電器及其控制方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種高精度時間繼電器及其控制方法，該時間繼電器包括多種延時型號規(guī)格，每種型號規(guī)格又分為多種不同的延時范圍，延時范圍通過一個或多個撥碼開關(guān)進(jìn)行切換。該時間繼電器不僅延時精確、結(jié)構(gòu)簡單，且通用性更強(qiáng)。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例提供的技術(shù)方案如下:
一種高精度時間繼電器，所述時間繼電器依次包括電源回路、計時回路、輸出回路、以及與計時回路相連的延時規(guī)格設(shè)定回路、延時范圍設(shè)定回路和顯示回路，其中:
所述電源回路用于將輸入電壓降壓整流后為其他回路供電；
所述計時回路包括單片機(jī)及與單片機(jī)相連的電位器DWl，單片機(jī)包括外部時鐘、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)存儲器、及運算比較器，單片機(jī)讀取延時規(guī)格設(shè)定回路和延時范圍設(shè)定回路的檢測信號來確定時間繼電器的延時規(guī)格和延時范圍，然后外部電位器DWl對工作電壓進(jìn)行分壓，A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端對電位器DWl的分壓比進(jìn)行采樣和A/D轉(zhuǎn)換，再通過運算比較器將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號與數(shù)據(jù)存儲器中的分壓比數(shù)據(jù)進(jìn)行運算比較，得出具體的時間延時信號；所述輸出回路包括瞬動繼電器，輸出回路讀取計時回路中的時間延時信號，若讀取到延時結(jié)束的信號則控制瞬動繼電器動作；
所述延時規(guī)格設(shè)定回路包括若干與單片機(jī)數(shù)據(jù)端口相連的第一按鍵，以實現(xiàn)若干不同延時規(guī)格的時間繼電器；
所述延時范圍設(shè)定回路包括若干與單片機(jī)數(shù)據(jù)端口相連的第二按鍵，以實現(xiàn)單個延時規(guī)格下不同延時范圍的時間繼電器；
所述顯示回路包括電源工作狀態(tài)指示和時間繼電器轉(zhuǎn)換狀態(tài)指示。
[0007]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述延時規(guī)格設(shè)定回路包括三個分別與單片機(jī)數(shù)據(jù)端口相連的第一按鍵，通過000、001、010、011、100、101、110七種不同檢測信號以實現(xiàn)七種延時規(guī)格。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述延時范圍設(shè)定回路包括兩個分別與單片機(jī)數(shù)據(jù)端口相連的第二按鍵，通過00、01、10、11四種不同檢測信號以實現(xiàn)單個延時規(guī)格下時間繼電器的四種不同延時范圍。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電源回路用于將220V的交流電降壓整流為5.1V的直流電后輸出。
[0010]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電源回路依次包括第一降壓電阻、整流二極管D3、第一濾波電容Cl、第二降壓電阻、第二濾波電容C2、穩(wěn)壓二極管D4及第三濾波電容D3。
[0011]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一降壓電阻包括電阻R1~R4，R1與R2及R3與R4并聯(lián)后相串聯(lián)，所述第二降壓電阻包括電阻R5和R6，R5和R6并聯(lián)設(shè)置。
[0012]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述計時回路包括與單片機(jī)相連的外部振蕩電路，夕卜部振蕩電路包括與單片機(jī)輸入端口和輸出端口相連的電容C4和C5、以及并聯(lián)設(shè)置于輸入端口和輸出端口之間的晶振Yl。
[0013]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電位器DWl的滑動端并聯(lián)電容C7接地，電容C7為濾波電容。
[0014]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述電源工作狀態(tài)指示由電阻R7和發(fā)光二極管D5組成，時間繼電器轉(zhuǎn)換狀態(tài)指示由電阻R8和發(fā)光二極管D6組成，時間繼電器轉(zhuǎn)換狀態(tài)指示與一個或多個單片機(jī)的輸出端口相連。
[0015]相應(yīng)地，一種高精度時間繼電器的控制方法，所述控制方法包括:
獲取時間繼電器的延時規(guī)格；
獲取時間繼電器當(dāng)前延時規(guī)格下的延時范圍；
獲取電位器的電壓分壓比，運算比較得到時間繼電器的延時時間；
對延時設(shè)定時間按規(guī)定的頻率做減I運算，將減I運算后的數(shù)值與“O”比較，若不相等則繼續(xù)做減I運算，若相等則輸出控制信號控制瞬動繼電器動作。
[0016]本發(fā)明的有益效果是:
由于采用單片機(jī)和電位器分壓比方式替代一般的RC振蕩式時間整定，因此減小了阻容元器件的離散性對延時精度和延時一致性差的影響，為生產(chǎn)商進(jìn)行整機(jī)生產(chǎn)時實現(xiàn)電子組件板的通用性，延時時間精度不需要人工調(diào)整，提高了延時的精確度，準(zhǔn)確性和一致性，從而大幅提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0017]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明中記載的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0018]圖1為本發(fā)明時間繼電器的模塊示意圖；
圖2為本發(fā)明一【具體實施方式】中時間繼電器的電路原理圖；
圖3為本發(fā)明一【具體實施方式】中電源回路和輸出回路的電路原理圖； 圖4為本發(fā)明一【具體實施方式】中計時回路、延時規(guī)格設(shè)定回路、延時范圍設(shè)定回路及顯示回路的電路原理圖；
圖5為本發(fā)明一【具體實施方式】中時間繼電器的控制方法流程圖。
【具體實施方式】
[0019]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0020]參圖1所示，本發(fā)明的高精度時間繼電器依次包括電源回路10、計時回路20、輸出回路30、以及與計時回路20相連的延時規(guī)格設(shè)定回路40、延時范圍設(shè)定回路50和顯示回路60，其中:
電源回路10用于將輸入電壓降壓整流后為其他回路供電；
計時回路20包括單片機(jī)及與單片機(jī)相連的電位器DWl，單片機(jī)包括外部時鐘、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)存儲器、及運算比較器，單片機(jī)讀取延時規(guī)格設(shè)定回路和延時范圍設(shè)定回路的檢測信號來確定時間繼電器的延時規(guī)格和延時范圍，然后外部電位器DWl對工作電壓進(jìn)行分壓，A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端對電位器DWl的分壓比進(jìn)行采樣和A/D轉(zhuǎn)換，再通過運算比較器將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號與數(shù)據(jù)存儲器中的分壓比數(shù)據(jù)進(jìn)行運算比較，得出具體的時間延時信號；
輸出回路30包括瞬動繼電器，輸出回路讀取計時回路中的時間延時信號，若讀取到延時結(jié)束的信號則控制瞬動繼電器動作；
延時規(guī)格設(shè)定回路40包括若干與單片機(jī)數(shù)據(jù)端口相連的第一按鍵，以實現(xiàn)若干不同延時規(guī)格的時間繼電器；
延時范圍設(shè)定回路50包括若干與單片機(jī)數(shù)據(jù)端口相連的第二按鍵，以實現(xiàn)單個延時規(guī)格下不同延時范圍的時間繼電器；
顯示回路60包括電源工作狀態(tài)指示和時間繼電器轉(zhuǎn)換狀態(tài)指示。
[0021 ]優(yōu)選地，在本發(fā)明的一【具體實施方式】中:
電源回路10是將輸入的220V交流電壓通過降壓整流為5.1V直流電壓給其它回路供電；顯示回路60是將時間繼電器的工作狀態(tài)通過指示燈實時的顯示給用戶；延時規(guī)格設(shè)定回路40是單片機(jī)的三組不同的數(shù)據(jù)端口通過000、001、010、011、100、101、110七種不同檢測信號來實現(xiàn)A~G七種延時規(guī)格的時間繼電器，去掉了延時電容，從而實現(xiàn)電子組件板的通用，降低了物料的庫存；
延時范圍設(shè)定回路50是單片機(jī)的兩組不同的數(shù)據(jù)端口通過00、01、10、11四種不同檢測信號來實現(xiàn)單個延時規(guī)格下時間繼電器的四種不同延時范圍的選擇，去掉了微調(diào)電位器，因此不需要人工對具體的延時精度進(jìn)行微調(diào)，從而提高了延時精度的準(zhǔn)確性和延時的一致性和生產(chǎn)效率；
計時回路20包括單片機(jī)Tl及與單片機(jī)相連的電位器DWl，單片機(jī)包括外部時鐘、A/D轉(zhuǎn)換器、數(shù)據(jù)存儲器、運算比較器，該回路與電位器DWl相連，單片機(jī)Tl首先讀取延時規(guī)格設(shè)定回路和延時范圍設(shè)定回路的檢測信號來確定時間繼電器的延時規(guī)格和延時范圍，然后外部電位器對5.1V工作電壓進(jìn)行分壓，A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端對電位器的分壓比進(jìn)行米樣和A/D轉(zhuǎn)換，再通過運算比較器將轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號與數(shù)據(jù)存儲器中的分壓比數(shù)據(jù)進(jìn)行運算比較，得出具體的延時設(shè)定時間；
輸出回路30讀取計時回路中的時間延時信號，若讀取到延時結(jié)束的信號則控制瞬動繼電器動作。
[0022]以下圖2?圖4對本發(fā)明一【具體實施方式】中的時間繼電器為例進(jìn)行具體說明。
[0023]參圖2、圖3所示，本實施方式中的電源回路10采用交流220V輸入，經(jīng)R1~R4四個電阻降壓后，采用二極管D3進(jìn)行整流，電容Cl對整流后的電