CN204374701U - 定时断电时间控制器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种定时断电时间控制器，涉及电子计时器技术领域。所述控制器包括微处理器模块、具有中断功能的键盘模块、液晶显示模块、交流继电器、输入输出接口模块、开关电源模块、稳压模块、中断驱动电路和定时模块。所述控制器采用单片机，根据键盘输入时间控制断电时间，适用于各种不同的电气设备，可以满足不同设备的定时断电需求。且采用一个液晶显示屏显示用户设定时间和当前运行时间，整个定时过程一目了然，控制电路也相对简化，降低了成本。

Description

定时断电时间控制器

技术领域

本实用新型涉及电子计时器技术领域，尤其涉及一种由单片机控制的定时断电时间控制器。

背景技术

很多电气设备需要工作一段时间后断电，如电动车蓄电池的充电操作等，传统的断电操作需要人工现场实施，若断电时间在凌晨，这样会给操作人员带来很大的不便。目前市场上的定时断电设备一般采用旋钮式定时断电，取得了一定的效果。但是采用旋钮式定时断电形式，断电时间只能在旋钮范围内设置，即定时断电时间不可控，不能满足不同设备使用的个性化需求。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种定时断电时间控制器，所述控制器采用单片机，可以满足不同设备的定时断电需求，且采用一个液晶显示屏,整个定时过程一目了然，控制电路也相对简化，降低了成本。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种定时断电时间控制器，其特征在于：所述控制器包括微处理器模块、具有中断功能的键盘模块、液晶显示模块、交流继电器、输入输出接口模块、开关电源模块、稳压模块、中断驱动电路和定时模块，所述键盘模块与所述微处理器模块的信号输入端连接，所述开关电源模块经所述稳压模块与其他模块的电源输入端连接，所述输入输出接口模块依次经所述交流继电器和中断驱动电路与所述微处理器模块的双向连接，所述定时模块与所述微处理器模块的脉冲输入引脚连接，所述液晶显示模块与所述微处理器模块的信号输出端连接。

进一步的技术方案在于：所述键盘模块包括按键电路和中断产生电路，所述按键电路分别与中断产生电路和微处理器模块的输入端连接，所述中断产生电路的输出端与微处理器模块的输入端连接。

进一步的技术方案在于：所述微处理器模块包括单片机和其外围器件构成的单片机最小系统以及电源状态指示灯。

进一步的技术方案在于：所述单片机使用STC12C5628AD系列单片机。

进一步的技术方案在于：所述中断产生电路包括三极管Q11-Q15，三极管Q11-Q15的集电极接地，三极管Q11-Q15的发射极连接后分为两路，一路与单片机的中断输入接口连接，另一路经电阻R5接+5V电源，三极管Q11-Q15的基极分别与单片机的四个输入端连接。

进一步的技术方案在于：所述中断驱动电路包括光耦4N25以及三极管Q1，光耦4N25的一个输入端接+5V电源，另一个输入端接单片机的中断控制输出端；光耦4N25的一个输出端接+5V电源，另一个输出端经电阻R10接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接交流继电器的线圈。

进一步的技术方案在于：所述稳压模块包括稳压芯片L4960，所述稳压芯片L4960的1脚接开关电源模块的电源输出端，L4960的1脚上设有滤波电容C10，L4960的3脚依次经电阻R11和电容C11接地；L4960的5脚经相互并联的电阻R12和电容C12后接地；L4960的7脚经反向二极管D15接地，电感L1与电容C27串联后并联在二极管D15的两端，电感L1与电容C27之间的结点为所述稳压模块的电源输出端；L4960的2脚接电感L1与电容C27之间的结点；L4960的4脚接地；L4960的6脚经电容C16接地。

进一步的技术方案在于：所述定时模块包括谐振器芯片CD4047，所述CD4047的1脚依次经电容C24、滑动变阻器RW13和电阻R13后与CD4047的2脚连接；CD4047的3脚接电容C24与滑动变阻器RW13的结点，CD4047的3脚4、7、8、9、12脚接地；CD4047的5、6、14脚接+5V电源；CD4047的11、13脚悬空；CD4047的10脚接单片机的脉冲输入引脚。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：所述控制器采用单片机，根据键盘输入时间控制断电时间，适用于各种不同的电气设备，可以满足不同设备的定时断电需求；且采用一个液晶显示屏显示用户设定时间和当前运行时间，整个定时过程一目了然，控制电路也相对简化，降低了成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型的原理框图；

图2是图1中微处理器模块的原理图；

图3是图1中按键电路的原理图；

图4是图1中中断驱动电路的原理图；

图5是图1中液晶显示模块的原理图；

图6是图1中中断控制电路的原理图；

图7是图1中交流继电器的原理图；

图8是图1中输入输出接口模块的原理图；

图9是图1中开关电源模块的原理图；

图10是图1中中断驱动电路的原理图；

图11是图1中定时模块的原理图；

图12是键盘的外观示意图；

图13是液晶显示屏的运行界面图。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1所示，本实用新型公开了一种定时断电时间控制器，所述控制器包括微处理器模块、具有中断功能的键盘模块、液晶显示模块、交流继电器、输入输出接口模块、开关电源模块、稳压模块、中断驱动电路和定时模块，所述键盘模块与所述微处理器模块的信号输入端连接，所述开关电源模块经所述稳压模块与其他模块的电源输入端连接，所述输入输出接口模块依次经所述交流继电器和中断驱动电路与所述微处理器模块的双向连接，所述定时模块与所述微处理器模块的脉冲输入引脚连接，所述液晶显示模块与所述微处理器模块的信号输出端连接。

如图2所示，所述微处理器模块包括单片机和其外围器件构成的单片机最小系统以及电源状态指示灯。微处理器模块为控制器的核心，采用STC12C5628AD系列单片机完成对控制器的总体控制。其中，单片机的P1口担任键盘接口，P1.0—P1.3作输出，P1.4—P1.7作输入，形成4行4列矩阵；单片机的P2口作为液晶的数据线；单片机的P3口作为系统的7个I/O端，其中继电器的通断控制由P3.7口担任，P3.5用作秒脉冲信号输入端，P3.4为蜂鸣器控制端，P3.3作为中断输入口，当有键按下时，则由中断产生电路产生中断申请，单片机得到中断申请后则进行键盘扫描。P3.0、P3.1、P3.2作为液晶的三根控制线。

所述键盘模块包括按键电路和中断产生电路，所述按键电路分别与中断产生电路和微处理器模块的输入端连接，所述中断产生电路的输出端与微处理器模块的输入端连接。如图3所示为具有中断功能的4*4专用键盘电路。控制器由单片机的P1.0—P1.3作输出，P1.4—P1.7作输入，形成4行4列矩阵，构成16个键，其中10个数字键6个功能键，用来对定时时间进行设定和对系统运行状态进行管理，键盘组成如图12所示。

其中，0-9这10个数字键完成对系统时间的设置；六个功能键设置如下：

“                                               ”退格键（清除键）：为修改输入充电时间服务，按此键可逐位擦除当前输入的数字。“T”键：为运行控制键，当系统时间设定好后，按此键则系统按设置好的运行时间开始进行接通系统电源。“S”键：机动键，可根据需要设置。“#”键：系统充电工作时间参数设定键，若修改或设定运行工作时间的具体数值必须先按此键，时间设定值为四位十进制阿拉伯数字，时间单位为分钟。“*”键：确认键，充电工作时间参数设定完毕后，必须按此键进行确认才有效。“复位”键：任何时候按该键，系统返回初始状态重新显示开机界面。系统由于误操作或其它原因进入非法界面后，可使用该键使系统返回到初始状态。

如图4所示，所述中断产生电路包括三极管Q11-Q15，三极管Q11-Q15的集电极接地，三极管Q11-Q15的发射极连接后分为两路，一路与单片机的中断输入接口连接，另一路经电阻R5接+5V电源，三极管Q11-Q15的基极分别与单片机的四个输入端连接。

单片机的P1.4、P1.5、P1.6、P1.7与P3.3构成按键中断产生电路的输入和输出引脚。对键盘电路的四个列进行中断控制，当按下某个键，系统会提交单片机一个中断申请，要求单片机执行按键中断子程序，使键盘扫描工作在中断方式，方便编程。

如图5所示为液晶显示模块，可以使用12864型液晶芯片，其为带汉字字库的液晶显示器，主要用来对各重要参数及操作提示进行即时显示，与键盘一同构成人机交互接口。

如图6所示，所述中断驱动电路包括光耦4N25以及三极管Q1，通过光耦完成中断驱动。光耦4N25的一个输入端接+5V电源，另一个输入端接单片机的中断控制输出端；光耦4N25的一个输出端接+5V电源，另一个输出端经电阻R10接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接交流继电器的线圈。

如图7所示为交流继电器，在控制器设置好时间后运行，当运行时间到达设定时间后断开电路，实现定时中断功能。

如图8所示为输入输出接口模块，输入端接市电，输出端接需要供电的电气设备，对电气设备的运行时间可以进行设置。

如图9所示为控制器采用的+12V/0.5A开关电源模块，将220V交流市电转换为+12V直流供系统使用。

如图10所示，所述稳压模块包括稳压芯片L4960，L4960产生+5V电源给其他需要供电的模块提供电源。所述稳压芯片L4960的1脚接开关电源模块的电源输出端，L4960的1脚上设有滤波电容C10，L4960的3脚依次经电阻R11和电容C11接地；L4960的5脚经相互并联的电阻R12和电容C12后接地；L4960的7脚经反向二极管D15接地，电感L1与电容C27串联后并联在二极管D15的两端，电感L1与电容C27之间的结点为所述稳压模块的电源输出端；L4960的2脚接电感L1与电容C27之间的结点；L4960的4脚接地；L4960的6脚经电容C16接地。

如图11所示，所述定时模块包括谐振器芯片CD4047，用于产生单片机所需的精确秒脉冲，送给单片机作为计数脉冲，方便可靠的实现长时间准确定时。所述CD4047的1脚依次经电容C24、滑动变阻器RW13和电阻R13后与CD4047的2脚连接；CD4047的3脚接电容C24与滑动变阻器RW13的结点，CD4047的3脚4、7、8、9、12脚接地；CD4047的5、6、14脚接+5V电源；CD4047的11、13脚悬空；CD4047的10脚接单片机的脉冲输入引脚。

软件采用Keil C51编程，包括初始化子程序、按键中断子程序、键盘扫描子程序、显示子程序和定时中断子程序等。其中，初始化模块完成对液晶显示的初始化、对中断程序标志位的初始化和定时子程序标志位的初始化等。中断模块为按键中断子程序，系统硬件设置为若有键按下即触发外部中断，执行按键扫描程序，检测并返回对应的键值。键盘扫描子程序在单片机响应按键中断后对键盘进行扫描，以确定键值并进行相关的操作。

定时中断子程序为60秒定时子程序。在系统运行秒值不够60秒时，液晶屏动态显示秒值；在运行至60秒时，运行时间的分值加一，秒值清零，重新计数；在系统运行时间与设置时间相等时，控制继电器动作，切断电路输出，提示任务完成。使用时用户根据液晶显示的提示，由键盘输入定时时间，单片机控制系统完成定时断电功能，定时断电时间可达“分”级。

液晶显示内容:开机上电，系统处于待机状态，显示初始界面，之后按显示介面的提示进行操作。

1）、开机状态：接通电源液晶显示开机界面；

欢迎使用本系统

请设定充电时间

此时必须按#键，按其它键CPU不响应。

2）、按 # 键显示界面：

设置时间：

设定后请按*键

此时可由键盘输入用户需要运行的时间，若输入错误按退格键消除。

3）、按参数确定 * 键显示界面：

设置时间：05：30

请按运行控制T键

4）、按启动T键显示界面：

正在运行：34

设定时间：05：30

运行时间：01：16

“正在运行”时间每秒变化一次，到60秒后清零重新计时。、

“运行时间”每分钟变化一次，如图13所示。

5）、当到达设定的时间时蜂鸣器鸣叫，提示本次任务结束，液晶显示：

本过程圆满结束！

祝愿您工作顺利！

 工作结束后关掉电源，整理好仪器设备，本次任务完成。

所述控制器采用单片机，根据键盘输入时间控制断电时间，适用于各种不同的电气设备，可以满足不同设备的定时断电需求。且采用一个液晶显示屏显示用户设定时间和当前运行时间，整个定时过程一目了然，控制电路也相对简化，降低了成本。

Claims (8)

1.一种定时断电时间控制器，其特征在于：所述控制器包括微处理器模块、具有中断功能的键盘模块、液晶显示模块、交流继电器、输入输出接口模块、开关电源模块、稳压模块、中断驱动电路和定时模块，所述键盘模块与所述微处理器模块的信号输入端连接，所述开关电源模块经所述稳压模块与其他模块的电源输入端连接，所述输入输出接口模块依次经所述交流继电器和中断驱动电路与所述微处理器模块的双向连接，所述定时模块与所述微处理器模块的脉冲输入引脚连接，所述液晶显示模块与所述微处理器模块的信号输出端连接。

2.根据权利要求1所述的定时断电时间控制器，其特征在于：所述键盘模块包括按键电路和中断产生电路，所述按键电路分别与中断产生电路和微处理器模块的输入端连接，所述中断产生电路的输出端与微处理器模块的输入端连接。

3.根据权利要求2所述的定时断电时间控制器，其特征在于：所述微处理器模块包括单片机和其外围器件构成的单片机最小系统以及电源状态指示灯。

4.根据权利要求3所述的定时断电时间控制器，其特征在于：所述单片机使用STC12C5628AD系列单片机。

5.根据权利要求3所述的定时断电时间控制器，其特征在于：所述中断产生电路包括三极管Q11-Q15，三极管Q11-Q15的集电极接地，三极管Q11-Q15的发射极连接后分为两路，一路与单片机的中断输入接口连接，另一路经电阻R5接+5V电源，三极管Q11-Q15的基极分别与单片机的四个输入端连接。

6.根据权利要求3所述的定时断电时间控制器，其特征在于：所述中断驱动电路包括光耦4N25以及三极管Q1，光耦4N25的一个输入端接+5V电源，另一个输入端接单片机的中断控制输出端；光耦4N25的一个输出端接+5V电源，另一个输出端经电阻R10接三极管Q1的基极，三极管Q1的发射极接地，三极管Q1的集电极接交流继电器的线圈。

7.根据权利要求3所述的定时断电时间控制器，其特征在于：所述稳压模块包括稳压芯片L4960，所述稳压芯片L4960的1脚接开关电源模块的电源输出端，L4960的1脚上设有滤波电容C10，L4960的3脚依次经电阻R11和电容C11接地；L4960的5脚经相互并联的电阻R12和电容C12后接地；L4960的7脚经反向二极管D15接地，电感L1与电容C27串联后并联在二极管D15的两端，电感L1与电容C27之间的结点为所述稳压模块的电源输出端；L4960的2脚接电感L1与电容C27之间的结点；L4960的4脚接地；L4960的6脚经电容C16接地。

8.根据权利要求3所述的定时断电时间控制器，其特征在于：所述定时模块包括谐振器芯片CD4047，所述CD4047的1脚依次经电容C24、滑动变阻器RW13和电阻R13后与CD4047的2脚连接；CD4047的3脚接电容C24与滑动变阻器RW13的结点，CD4047的3脚4、7、8、9、12脚接地；CD4047的5、6、14脚接+5V电源；CD4047的11、13脚悬空；CD4047的10脚接单片机的脉冲输入引脚。