專利名稱：積分器系統(tǒng)的定時(shí)觸發(fā)模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬定時(shí)觸發(fā)模塊，更具體地說是積分器系統(tǒng)中的定時(shí)觸發(fā)裝置。
背景技術(shù)：
定時(shí)觸發(fā)模塊，適用于各種儀器。在中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所自行 研制的托克馬克裝置HT-7中，積分器是必不可少的測(cè)量?jī)x器，為了對(duì)積分器的 積分電容泄放，所以需要通過定時(shí)觸發(fā)模塊來控制積分器的工作狀態(tài)。
在不同的條件下，比如高參數(shù)或長(zhǎng)時(shí)間，等離子體的放電時(shí)間各不相同。 有的可能放電時(shí)間為幾秒，而長(zhǎng)脈沖放電時(shí)間可能達(dá)到幾百秒，需要積分器工 作的時(shí)間也隨之改變。為了獲得更高的工作效率，希望積分器的積分工作時(shí)間 精確可靠，并且可以外部設(shè)定。
目前國(guó)內(nèi)外普遍采用555定時(shí)電路和或者FPGA技術(shù)來實(shí)現(xiàn)積分器的定時(shí)功能。
555定時(shí)電路，成本低，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，但是定時(shí)誤差較大。采用FPGA技術(shù) 定時(shí)，定時(shí)準(zhǔn)確，但是成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種積分器系統(tǒng)的定時(shí)觸發(fā)裝置，定時(shí)準(zhǔn)確，觸發(fā)準(zhǔn) 確，延時(shí)小，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，便于復(fù)位，可以外部設(shè)定積分時(shí)間。 本發(fā)明的技術(shù)方案如下
一種積分器系統(tǒng)的定時(shí)觸發(fā)模塊，其特征在于包括有定時(shí)模塊、觸發(fā)模塊、 時(shí)間設(shè)置模塊、、顯示模塊、輸出放大模塊，定時(shí)模塊采用單片機(jī)，觸發(fā)模塊是 由三級(jí)管和電阻組成的反相器，時(shí)間設(shè)置模塊由多個(gè)按鈕組成，分別連接到單 片機(jī)的一個(gè)外部中斷端口和I/O 口，輸出放大模塊是一射極跟隨器，外部觸發(fā) 信號(hào)通過觸發(fā)模塊輸入到單片機(jī)的另一外部中斷端口 ，外部時(shí)間設(shè)定信號(hào)通過 時(shí)間選擇模塊輸入到單片機(jī)的外部中斷端口，顯示模塊連接到單片機(jī)的I/O端 口，輸出放大模塊的輸入端連接到單片機(jī)的另一 I/O端口，輸出放大模塊的輸 出端連接到繼電器，控制繼電器的狀態(tài)。
所述的顯示模塊為四位數(shù)碼管。所述的單片機(jī)為51系列單片機(jī)。 發(fā)明工作原理
當(dāng)定時(shí)模塊上電的時(shí)候，顯示模塊通過數(shù)碼管顯示積分時(shí)間的初始值，由 單片機(jī)的程序設(shè)定，通常為1000秒。這時(shí)如果需要重新設(shè)置時(shí)間，可以通過選 擇定時(shí)時(shí)間設(shè)置模塊上的按鈕設(shè)置。先按時(shí)間重置按鈕，將時(shí)間清零，然后通 過千秒設(shè)置按鈕、百秒設(shè)置按鈕和十秒設(shè)置按鈕重新設(shè)定積分時(shí)間。此時(shí)，定 時(shí)模塊初始化完成。
當(dāng)觸發(fā)模塊接收到 一個(gè)高電平的觸發(fā)信號(hào)，相應(yīng)地產(chǎn)生 一個(gè)低電平發(fā)送到 單片機(jī)的外部中斷端口，此時(shí)，定時(shí)模塊開始工作，單片機(jī)的I/O端口會(huì)輸出 高電平，此信號(hào)通過輸出放大模塊驅(qū)動(dòng)繼電器，控制繼電器使之閉合。從而積 分器開始工作，同時(shí)顯示模塊的數(shù)碼管從積分時(shí)間開始倒數(shù)并顯示時(shí)間。
當(dāng)定時(shí)完成，單片機(jī)的I/O端口會(huì)輸出低電平，此信號(hào)會(huì)通過輸出放大模 塊，停止驅(qū)動(dòng)繼電器，達(dá)到繼電器觸點(diǎn)開放狀態(tài)，同時(shí)單片機(jī)馬上復(fù)位到初始 狀態(tài)，等待下一個(gè)積分周期的到來，顯示模塊的數(shù)碼管的顯示為零。
本發(fā)明不僅成本低，定時(shí)準(zhǔn)確，而且具有數(shù)碼顯示和多程選擇等功能。采 用單片機(jī)的晶振來設(shè)置精確的積分工作時(shí)間，采用三極管的開關(guān)特性設(shè)計(jì)輸入 觸發(fā)部分，同時(shí)利用三極管的電iM大功能將單片機(jī)輸出管腳的電itit大以用 來驅(qū)動(dòng)繼電器。在使用中，還可以通過外部的數(shù)碼管清楚的了解積分器的工作 狀態(tài)及已積分時(shí)間。針對(duì)不同的積分工作時(shí)間的要求，設(shè)計(jì)多量程選擇對(duì)積分 時(shí)間進(jìn)行設(shè)置。
本發(fā)明定時(shí)準(zhǔn)確，觸發(fā)準(zhǔn)確，延時(shí)小，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，便于復(fù)位，可以外部 設(shè)定積分時(shí)間。


圖1為本發(fā)明系統(tǒng)框圖。
圖2為本發(fā)明工作時(shí)序圖。
圖3為本發(fā)明觸發(fā)模塊電路圖。
圖4為本發(fā)明電流放大模塊電路圖。
圖5為本發(fā)明電路原理圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1-5。
定時(shí)模塊采用51系列單片機(jī)(如Atmel公司的AT89S52),單片機(jī)利用晶振 設(shè)計(jì)時(shí)間精確的定時(shí)器，使用外部中斷處理積分器的觸發(fā)信號(hào)和時(shí)間設(shè)定。
單片機(jī)的外部中斷的激活方式選擇了邊沿激活，需要負(fù)脈沖激發(fā)，而外部 提供給積分器的觸發(fā)信號(hào)通常為高電平的脈沖信號(hào)，所以觸發(fā)模塊選擇三極管 加上簡(jiǎn)單的兩個(gè)電阻組成反相器，當(dāng)反相器輸入為高電平時(shí)，三極管是處于飽 和區(qū)，它的輸出為低電平。當(dāng)反相器輸入為低電平時(shí)，三極管處于截至區(qū)，它 的輸出為高電平。
用三極管設(shè)計(jì)反相器，主要的要點(diǎn)是如何確定偏置電阻的值。 一般說來， 可以先給定一個(gè)阻值，然后再確定另一個(gè)阻值?？紤]到給定型號(hào)的三極管的-值
在一個(gè)很大的范圍內(nèi)變化，如果"的設(shè)計(jì)值比設(shè)計(jì)時(shí)所用的值小，三極管就有
可能不飽和，因此在實(shí)際應(yīng)用中，應(yīng)該選用/ 值的最小值進(jìn)行計(jì)算。(&￡為基
極和發(fā)射極之間的電壓，為輸入的高電平值)
及"&廣。風(fēng)
及二 KA
時(shí)間設(shè)置模塊用來設(shè)定積分器的積分時(shí)間，在單片機(jī)里實(shí)現(xiàn)千秒設(shè)置功能、 百秒設(shè)置功能、十秒設(shè)置功能和時(shí)間重置功能，通過外部的按鈕進(jìn)入外部中斷
程序，可以設(shè)定時(shí)間從10—9990秒之間的任意10的倍數(shù)的時(shí)間。
顯示模塊采用四位數(shù)碼管，連接到單片機(jī)的I/O 口，顯示積分器的設(shè)置時(shí)
間，并且在積分器工作時(shí)顯示積分器的工作時(shí)間。
繼電器的工作電流是28. lmA，大于單片機(jī)的1/0端口的最大驅(qū)動(dòng)電流，因
此利用三極管具有放大電流的功能搭建了射極跟隨器，放大電流驅(qū)動(dòng)繼電器工作。
權(quán)利要求
1、一種積分器系統(tǒng)的定時(shí)觸發(fā)模塊，其特征在于包括有定時(shí)模塊、觸發(fā)模塊、時(shí)間設(shè)置模塊、顯示模塊、輸出放大模塊，定時(shí)模塊采用單片機(jī)，觸發(fā)模塊是由三級(jí)管和電阻組成的反相器，時(shí)間設(shè)置模塊由多個(gè)按鈕組成，分別連接到單片機(jī)的一個(gè)外部中斷端口和I/O口，輸出放大模塊是一射極跟隨器，外部觸發(fā)信號(hào)通過觸發(fā)模塊輸入到單片機(jī)的另一外部中斷端口，外部時(shí)間設(shè)定信號(hào)通過時(shí)間選擇模塊輸入到單片機(jī)的外部中斷端口，顯示模塊連接到單片機(jī)的I/O端口，輸出放大模塊的輸入端連接到單片機(jī)的另一I/O端口，輸出放大模塊的輸出端連接到繼電器，控制繼電器的狀態(tài)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的積分器系統(tǒng)的定時(shí)觸發(fā)模塊，其特征在于所述的 顯示模塊為四位數(shù)碼管。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的積分器系統(tǒng)的定時(shí)觸發(fā)模塊，其特征在于所述的 單片機(jī)為51系列單片機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種積分器系統(tǒng)的定時(shí)觸發(fā)模塊，包括定時(shí)模塊、輸入觸發(fā)模塊、顯示模塊、時(shí)間設(shè)置模塊、輸出放大模塊，定時(shí)模塊采用51系列單片機(jī)，輸入觸發(fā)模塊為由三級(jí)管和電阻組成的反相器，顯示模塊為四位數(shù)碼管，時(shí)間設(shè)置模塊是由多個(gè)按鈕組成，輸出放大模塊為由三極管和電阻組成的射極跟隨器。本發(fā)明定時(shí)準(zhǔn)確，觸發(fā)準(zhǔn)確，延時(shí)小，驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)，便于復(fù)位，可以外部設(shè)定積分時(shí)間。
文檔編號(hào)G01R1/20GK101315393SQ200810022378
公開日2008年12月3日 申請(qǐng)日期2008年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月28日
發(fā)明者萬年寶, 劉冬梅, 飆 沈 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院等離子體物理研究所