программатор учебного времени

Формула изобретения

ПРОГРАММАТОР УЧЕБНОГО ВРЕМЕНИ, содержащий блок задания и управления режимом, первый формирователь импульса, выход которого подключен к усилителю мощности, первый - третий элементы ИЛИ, первый и второй счетчики импульсов, генератор пятиминутных интервалов, первый дешифратор, первый и второй цифровые индикаторы, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, в него введены второй - пятый формирователи импульсов, второй и третий дешифраторы, блок оперативной памяти, группа информационных входов которого соединена соответственно с группой выходов блока задания и управления режимом, вход записи - с первым входом первого элемента ИЛИ и выходом второго формирователя импульсов, адресный вход - с выходом первого счетчика импульсов и с входом первого дешифратора, первый вход - с входами второго и третьего дешифраторов и с информационным входом второго счетчика импульсов, а второй выход - с первым входом первого цифрового индикатора, с первым входом первого формирователя импульсов и с вторым входом второго дешифратора, подключенного выходом к первому входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с первым выходом блока задания и управления режимом, а выход - с входом сброса первого счетчика импульсов, подключенного суммирующим входом к выходу первого элемента ИЛИ, вычитающим входом - к выходу третьего формирователя импульсов, подключенного входом к второму выходу блока задания и управления режимом, третий выход которого через четвертый формирователь импульсов подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, четвертый выход блока задания и управления режимом - к второму входу второго элемента ИЛИ, пятый выход - к входу запуска генератора пятиминутных интервалов, шестой выход - к первому входу третьего элемента ИЛИ, подключенного вторым входом к третьему входу первого элемента ИЛИ, к выходу пятого формирователя импульсов и второму входу первого формирователя, а выходом - к входу предустановки второго счетчика импульсов, подключенного вычитающим входом к выходу генератора пятиминутных интервалов, а выходом - к входу пятого формирователя импульсов, выходы третьего и второго дешифраторов соединены с информационными входами первого и второго индикаторов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к автоматике и может быть использовано в учебных заведениях для автоматической подачи звонков по заданной программе.

Известен программатор учебного времени [1], содержащий генератор пятиминутных интервалов, счетчик уроков, мультиплексор, первый и второй счетчики, дешифратор, устройство набора программы, D-триггер и формирователь импульса звонка. Устройство обеспечивает подачу звонков при двухсменных занятиях по шесть уроков в каждой смене, длительности урока 45 мин и длительности перемен 5-35 мин с дискретностью 5 мин.

Недостатками известного устройства являются невозможность программирования уроков разной длительности в течение суток, необходимость ежедневного программирования в случае изменения расписания подачи звонков в течение недели.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является выбранный в качестве прототипа программатор учебного времени [2], содержащий формирователи временных интервалов 5, 15 и 45 мин, счетчик интервалов, дешифратор и логические элементы И, ИЛИ, формирователь импульса звонка и усилитель мощности. Прототип обеспечивает подачу звонков в течение суток при шести академических часах занятий по 45 мин, трех малых перерывов по 5 мин и двух больших по 15 и 30 мин.

Недостатком известного устройства является невозможность изменения программы подачи звонков без перепайки выводов микросхем, используемых в программаторе. Таким образом, отсутствует возможность оперативно программировать расписание подачи звонков в учебном заведении. Увеличение числа программируемых событий при составлении программы подачи звонков на неделю приводит в прототипе к пропорциональному увеличению аппаратурных затрат.

Целью изобретения является расширение области применения за счет оперативного программирования расписания звонков и увеличения числа программируемых событий.

Цель достигается тем, что в программатор, содержащий блок задания и управления режимов, первый формирователь импульса, выход которого подключен к усилителю мощности, первый-третий элементы ИЛИ, первый и второй счетчики импульсов, первый дешифратор, индикаторы номера (события и его признака), введены второй-пятый формирователи импульсов, блок оперативной памяти, второй и третий дешифраторы. При этом группа информационных входов блока оперативной памяти соединена с группой выходов блока задания и управления режимов, вход записи - с выходом второго формирователя импульсов и первым входом первого элемента ИЛИ, адресный вход - с выходом первого счетчика и входом первого дешифратора, первый выход - с входами первого и второго дешифраторов, а также с информационным входом второго счетчика, а второй выход - с первым входом формирователя импульса звонка, с первым входом первого индикатора и первым входом второго дешифратора. Пятый выход блока задания и управления режимом подключен к входу второго формирователя импульсов, шестой выход блока задания и управления режимом - к входу третьего формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, подключенного третьим входом к второму входу третьего элемента ИЛИ, выходу пятого формирователя импульсов и входу запуска первого формирователя , а выходом к суммирующему входу первого счетчика. Вход сброса этого счетчика соединен с выходом второго элемента ИЛИ, подключенного первым входом к выходу второго дешифратора, вторым входом к восьмому выходу блока управления. Вычитающий вход первого счетчика соединен с выходом четвертого формирователя импульсов, подключенного входом к седьмому выходу блока задания и управления режимом, десятый выход соединен с первым входом третьего элемента ИЛИ, подключенного выходом к входу предустановки второго счетчика. Счетный вход этого счетчика соединен с выходом генератора пятиминутных интервалов, подключенного входом запуска к девятому выходу блока задания и управления режимом, а выход счетчика - с входом пятого формирователя импульсов.

На чертеже представлена функциональная схема программатора учебного времени.

Он содержит блок 1 управления, состоящий из десяти переключателей 2-11. Переключатели 2-5 соединены с входами D1- D4 блока 18 оперативной памяти, переключатели 6-8 - с входами второго-четвертого формирователей 12-14. Выход формирователя 12 подключен к входу записи блока 18 и первому входу элемента ИЛИ 16, третий вход которого соединен с вторым входом элемента ИЛИ 22, выходом формирователя 29, а выход - с суммирующим входом счетчика 19. Вычитающий вход этого счетчика подключен к выходу формирователя 14, R-вход - к выходу второго элемента ИЛИ 17, подключенного первым входом к выходу дешифратора 21, а вторым входом к выходу переключателя 9. Выход счетчика 19 подключен к входу дешифратора 23 и адресному входу блока 18, первый выход которого соединен с входами дешифраторов 20, 21 и входом D счетчика 26, а второй выход - с первым входом формирователя 25, вторым входом дешифратора 21 и вторым входом индикатора 24, подключенного первым входом к выходу дешифратора 20. Переключатель 10 через генератор 15 пятиминутных интервалов подключен к вычитающему входу счетчика 26, вход S которого соединен с выходом элемента ИЛИ 22, а выход - с входом формирователя 29. Переключатель 11 соединен с первым входом элемента ИЛИ 22, выход формирователя 25 подключен к усилителю 28, а выход дешифратора 23 - к индикатору 27.

Программатор работает следующим образом.

Перед запуском в автоматическом режиме осуществляется программирование. Первоначально эта программа составляется в виде графика расписания с учетом того, что программируемые интервалы могут принимать значения 5, 10, 15, 20, 25, 30 и 35 мин, причем каждый из них может либо заканчиваться звонком, либо звонок может не подаваться. Программа может быть составлена на одни сутки, на неделю или другой интервал (в пределах возможностей запоминающего устройства) и циклически воспроизводиться в последующие такие интервалы.

Если, например, начало занятий соответствует 8 ч 15 мин, то первоначально может следовать 13 интервалов по 30 мин, а затем три интервала по 35 мин, последний из которых должен завершиться звонком, сигнализирующим о начале занятий. Если длительность урока составляет 45 мин, то этот интервал формируется из двух (например, 35 и 10 мин).

Программа подачи звонков заносится в блок 18. С этой целью переключатель 10 устанавливают в нижнее положение, и генератор 15 блокируется. Затем нажимают переключатель 9 ("Установка"), при этом счетчик 19 обнуляется и на входе блока 18 выставляется нулевой адрес. Код на выходе счетчика 19 преобразуется дешифратором 23 в трехразрядный семисегментный. Номер программируемого интервала индицируется на трехзначном цифровом индикаторе 27. Переключателями 2, 3, 4 набирается двоичный код первого интервала времени (например, при длительности интервала 30 мин в верхнее положение устанавливаются переключатели 3 и 4). Переключатель 5 ("Звонок") устанавливается в верхнее положение, если интервал должен завершиться звонком. Затем нажимают на переключатель 6 ("Запись"). Код длительности интервала при этом заносится в ячейку блока 18 с нулевым адресом, а код на выходе счетчика 19 увеличивается на единицу. Последовательно набирая коды программируемых интервалов, осуществляют программирование суток (или нескольких суток). В конце программируемого цикла (в конце первых суток или в конце недели, если расписание в течение недели меняется от суток к суткам) в блоке 18 заносится код 1000 (конец цикла).

При двухсменных занятиях в учебном заведении и шести академических часах в каждой смене число программируемых интервалов не превышает 64. Таким образом, при программировании занятий на неделю в случае несовпадения расписания звонков в отдельные дни недели следует использовать ОЗУ с объемом памяти 512 четырехразрядных знаков.

После завершения программирования есть возможность просмотра записанной в ОЗУ программы. Для этого первоначально нажатием переключателя 9 обнуляют счетчик 19, а затем, последовательно нажимая переключатель 7 ("1") блока управления, просматривают содержимое всех ячеек блока 18. Дешифратор 20 преобразует трехразрядный двоичный код на входе в двухразрядный семисегментный код длительности интервала (5, 10, 15, 20, 25, 30 или 35 мин), в результате номер ячейки индицируется на индикаторе 27, а длительность программируемого интервала в минутах - на индикаторе 24. Свечение запятой индикатора 24 индицирует подачу звонка в конце указанного интервала. Если в какой-то из ячеек записана ошибочная информация, можно произвести ее перезапись. При этом есть возможность при необходимости уменьшать код адреса ячейки на единицу нажатием на переключатель 8 ("-1").

Для автоматического запуска программы необходимо после завершения программирования нажать на переключатель 9 (Устр.") и обнулить счетчик 19. Затем нажатием на переключатель 11 ("Загрузка") заносят в счетчик код длительности первого интервала с выхода блока 18. По достижении 00 ч (время пуска программы) следует разомкнуть переключатель 10 ("Коррекция") и осуществить запуск генератора 15 пятиминутных интервалов. Импульсами этого генератора последовательно уменьшается выходной код счетчика 26. После того, как счетчик 26 обнулится, на выходе P переполнения формируется отрицательный импульс и запускается формирователь 29, импульсы с выхода которого поступают на вход запуска формирователя 25. Запуск этого формирователя осуществляется в том случае, если на верхний по схеме вход с второго выхода блока 18 подается высокий уровень. В этом случае обеспечивается подача звонка. Если с выхода блока на вход формирователя 25 подается низкий уровень, импульс подачи звонка не формируется. Кроме того, импульс с выхода формирователя 29 через элемент ИЛИ 16 поступает на суммирующий вход счетчика 19, и код на его выходе по фронту этого импульса увеличивается на единицу. Соответственно изменяется код на выходе блока 18. Импульс с выхода формирователя 29 поступает также через элемент ИЛИ 22 на вход предустановки счетчика 26, и код длительности очередного формируемого временного интервала с первого выхода блока 18 заносится в счетчик 26.

В последующем последовательно формируются интервалы времени в соответствии с записанной в блоке оперативной памяти программой. После завершения запрограммируемого цикла на выходе блока 18 формируется код 1000. Он преобразуется дешифратором 21, и на выходе дешифратора формируется уровень логической "1", который через элемент ИЛИ 17 поступает на вход R счетчика 19 и обнуляет его. После этого цикл формирования запрограммированных интервалов повторяется.

Экспериментальные исследования заявленного программатора учебного времени показали, что по сравнению с устройством аналогичного назначения (прототип) он обладает расширенными функциональными возможностями за счет увеличения числа программируемых событий и обеспечения возможности предварительной записи программы подачи звонков. Следует отметить также, что программатор помимо подачи звонков может использоваться и для других целей (например, автоматической раздачи корма животным, автоматического полива растений и т. д.). В этом случае к формирователю 25 вместо звонка подключается другое исполнительное устройство.