高精度自校误差微电脑时控器模块(一)

陈九如
  微电脑时控器模块可用于各种电气设备的定时控制,不仅可以节约人力,而且通过时间的优化设定还可大量节约能源和资源,因此近年来在各行业得到广泛的应用。为了满足各种工农业生产过程控制和各种家用电器控制的需要,我们开发了系列高精度自校误差微电脑时控器模块,这种模块是用软件方式实现误差校正的。用户只需通过简单的操作,即可获得很高的时钟走时精度,即:24小时走时误差<±0?1秒,周走时累计误差<±0.5秒,年走时累计误差<±27秒。自校误差微电脑时控器模块主要分为以下三个系列:
  (1) 单路:23开+23关+倒计时+循环定时(有限或无限循环)+四选一(如同互锁式琴键开关)。
  (2) 四路:四路36次开关+1路倒计时+1路手动开关+1路互补输出,四路定时控制时每一路的开关次数可任意分配。
  (3) 电脑自动打铃器:46个定时打铃数据组+手动打铃。响铃长度可在0~59秒范围任意设定。
主要技术指标
  (1) 功耗:常规状态,含液晶显示器的工作电流:>15μA/5V;7?8μA/3V。
  (2)信号输出端口驱动能力:ILOW=10mA,S=20mA (ILOW=50mA);I H=-1mA(直接驱动电磁蜂鸣器),外围应用电路很简单。
  (3)模块工作温度范围:-40℃~+85℃。
  (4)外形尺寸:50×30mm。
模块引脚功能列于附表。
主要功能
  高精度自校误差微电脑时控器模块以高性能MCU为核心,外部以两路互补输出形式,提供对单路开关的23组(奇开偶关)46次操作程序,四路36次输出,4种工作模式的定时控制;同时,还提供许多操作便捷的实用功能包括:手动开/关、倒计时开关、程序暂停/继续以及倒计时响闹和控制功能等,有限循环开关定时或无限循环开关定时;有限循环次数为1~59次,该功能可实现需要重复循环定时的场合,开或关的时间从1分钟到15小时59分可调。
  (1) 时钟。显示星期、时、分、秒,提供12/24小时制选择,走时精确。
  独创的时钟自动调整功能,确保模块实现年走时误差累计小于27秒。
  (2) 有4种重复工作方式,可任选其中之一(初始隐含值为“方式一”),即1方式一:每日相同,也称“每日重复”。以“日”(24小时)作为重复周期,每日重复所设定的开关操作;2方式二:每日不同,也称“每日不重复”。以“周”(7日)作为重复周期,每日执行为当天设定的开关程序,7日后重复;3方式三:周1~5相同,周六周日单独设定,也称“五天工作制”。周1~5与1类似,周6周日与2类似,7日后重复;4方式四:周1~6相同,周日单独设定,也称“六天工作制”。周1~6与1类似,周日与2类似,7日后重复。
  (3) (以单路为例)46个动作数据点奇开偶关(重复时刻点只算设定的1个),可随时修改并保持记忆。
  (4) 对每个开关程序,可任选四种附加类型之一,并以右上四个图标△的位置对应表示,同时也就确定了附加四路互锁式开关的动作;不同类型在动作时伴随不同的音响,在动作时,液晶板显示该程序组的所有信息:序号、时间和类型,同时有四种不同音响。
  (5) 音响或打铃时间长短可在0~59秒之间随意设定,设定值保持记忆,0=不响闹;音响提示时,按任意键即可终止响闹。
  (6) 设有“暂停/继续”功能切换键,并以图标“铃’静止/闪烁表示当前功能执行状态。
  (7) 设有倒计时开关功能:配以图标 表示,可以随时对单路开关单独控制;
  (8) 设有“手动开关”功能键,可以随时对开关直接控制。
(9) LCD上面四个△动态显示开关状态:有=开,无=关。
时间校准方法
  (1) 根据标准的时间基准(如:广播电台、电视台的报时信息),准确地校对模块时间并开始记录模块的走时误差(最好连续记录一周);
  (2) 根据准确记录的误差,计算出每日误差,按“四舍五入”取整后作为日误差调整参数,再用记录一周的走时误差数值减去7倍的日误差调整参数,求出周误差调整参数;
  (3) 重新校对时钟:在“ld=”后输入日误差调整参数,在“7d=”后输入周误差调整参数:如要调慢n秒就按—键调整n秒,反之按+键调整;设定后,准时启动即可。
  具体操作如下:例如经过实际运行记录后,发现一周走时快47秒,平均每日快6?7秒,四舍五入推算出日误差调整参数=-7,周误差调整参数=+2,输入“ld=-7”,“7d=2”后重新启动即可。
  如设计的电路有备用电池,可进行考机测试,并根据实际测得的数据预先将走时误差调整好。
  附图是模块的典型应用电路。本电路可完成单路或多路的多种控制方式,电源部分经全波整流后为12V,