Brevet FR2633406A1 — publié le 19891229

MINUTERIE NUMERIQUE A RESOLUTION CONSTANTE La présente invention concerne le domaine des minuteries numériques dont l'application la plus courante est la commande de relais. Un objet de la présente invention est de prévoir une telle minuterie présentant une gamme de temporisation étendue. Un autre objet de la présente invention est de prévoir une telle minuterie dont les composants soient réalisables pour l'essentiel sous forme d'un circuit intégré. Un autre objet de la présente invention est de prévoir une minuterie présentant un affichage particulièrement simple du temps restant. Dans ce but, la présente invention prévoit une minuterie numérique à résolution constante comprenant une horloge et une chalne de décompteurs binaires dont chacun correspond à une gamme temporelle multiple de celle du décompteur précédent. Les sorties binaires des décompteurs sont envoyées-en parallèle sur des points d'affichage d'un premier ensemble de points d'affichage, des moyens de validation étant prévus pour que seule la sortie du décompteur de plus fort poids non à zéro actionne les points d'affichage, et un point d'affichage d'un deuxième ensemble de points d'affichage est associé à chaque décompteur de sorte que seul le point d'affichage correspondant au d6compteur de plus fort poids non à zéro soit actionné. Selon un mode de réalisation de la présente invention, les d6compteurs binaires sont respectivement un décompteur par 16, à 4 bits, recevant des impulsions d'horloge à 16 hertz et trois décompteurs par 60, à 6 bits, recevant la sortie du décompteur précédent, pour fournir des comptages de seizièmes de seconde, de secondes, de minutes et d'heures, le premier ensemble de points d'affichage comprenant six points d'affichage et le second ensem- ble de points d'affichage comprenant quatre points d'affichage. Selon un mode de réalisation de la présente invention, il est prévu en outre un point d'affichage commandé pour être actif quand tous les décompteurs sont à zéro. Selon un mode de réalisation de la présente invention, chaque décompteur est associé à une mémoire qui mémorise la valeur de consigne de ce décompteur; chaque décompteur, sauf celui du rang le plus élevé auquel est affectée une valeur de consigne non nulle qui est chargé à sa valeur de consigne, est initialement chargé à sa valeur maximale; chaque décompteur comprend une sor- tie d'indication de fin de d&comptage qui est utilisée pour vali- der le chargement dans le décompteur de rang immédiatement inférieur de la valeur de consigne associée, pour valider la connexion des sorties binaires de ce décompteur de rang inférieur vers le premier ensemble de points d'affichage, et provoquer l'actevation du point d'affichage du deuxième ensemble associé au décompteur de rang inférieur. Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposes plus en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: la figure 1 représente de façon très schématique la. con- ception d'ensemble d'une minuterie selon la présente invention; la figure 2 représente sous forme de blocs et de façon simplifiée les circuits d'affichage utilisés dans une minuterie selon la présente invention; et la figure 3 représente de façon plus détaillée un exemple de réalisation du dispositif d'affichage et de décomptage de temps d'une minuterie selon la présente invention. Cette minuterie s'articule autour d'un bloc de décomp- tage 10 comprenant par exemple quatre décompteurs 11, 12, 13 et 14. Ce bloc 10 est associé à une base de temps 20 couplée à un quartz 21. Il existe des quartz à faible coût ayant une fréquence de résonance piézoélectrique à 32 768 hertz. Si la base de temps divise cette fréquence par 2048, on obtient en sortie des signaux a 16 hertz, c'est-à- dire que le premier module de décomptage 11 reçoit des impulsions à une fréquence d'un seizième de seconde. A partir de là, on peut choisir que le décompteur 11 soit un divi- seur par 16 et les autres décompteurs 12, 13 et 14 des diviseurs par 60. On obtiendra ainsi à la sortie du décompteur 12 une impul- sion toutes les secondes, à la sortie du décompteur 13 une impul- sion toutes les minutes et à la sortie du décompteur 13 une impulsion toutes les heures. En d'autres termes, le décompteur 11 comptera des 16ièmes de seconde, le décompteur 12 des secondes, le décompteur 13 des minutes et le décompteur 14 des heures. Pour fixer la durée de la minuterie, il est prévu de façon classique un bloc de réglage 30 actionné par exemple par un ensemble de boutons poussoirs 31 permettant de fixer dans un bloc de présélection 32 des durées de minuterie choisies en heures, minutes, secondes et seizièmes de seconde. Les informations re- cueillies dans ce bloc de présélection 32 seront fournies à un bloc de mémoire rémanente 33, constitué par exemple de mémoires EEPROM, NOVRAM, RAM sauvegardée par pile ou supercapacité etc. Egalement, on prévoit de façon classique un bloc de liaison 34 permettant de coupler directement le bloc mémoire à un bus relié à un processeur externe. Ces blocs 30 à 34 ne seront pas décrits plus en détail car ils sont relativement classiques et que l'on trouve des dispo- sitifs similaires dans d'autres appareils, par exemple des horlo- ges numériques. Il convient seulement de retenir ici que l'on a mémorisé dans des- mémoires rémanentes contenues dans le bloc 33 les informations correspondant à la durée de temporisation choisie. Ce bloc 33 peut, comme cela est représenté, être partagé en mémoires de mots 33-1 33-2 33-3 et 33-4, respectivement de 4 bits pour le bloc 33-1 et de 6 bits pour les blocs 33-2 à 33-4. La sortie de décomptage total Z du bloc de décomptage 10 est fournie à un bloc de fonction 40 recevant une entrée d'un cir- cuit d'entrée 41, une alimentation (également destinée aux autres blocs du système lors du fonctionnement ou du réglage initial) 42, et un circuit de sortie 43 fournissant un signal de commande des- tiné par exemple à actionner un relais électro-mécanique ou stati- que. Le bloc de fonction permet d'envoyer des signaux de démarrage (PRESET) ou de remise à zéro (RESET) au bloc de décomptage selon des programmes mémorisés à l'avance, comme cela est classique dans le domaine des minuteries, par exemple pour obtenir que la minute- rie ne se déclenche qu'après un temps déterminé ou qu'après l'arrivée d'une entrée particulière, que la sortie commence par un niveau haut ou par un niveau bas, etc. Ces blocs 40 à 43 également relativement classiques ne seront pas décrits ici en détail car ils existent déjà dans d'autres minuteries. Enfin, les divers blocs et notamment le bloc de décomp- tage 10 sont reliés à un bloc d'affichage 50 dans lequel les points d'affichage sont constitués de diodes électro-luminescentes. Ce bloc d'affichage permet d'actionner d'une façon qui sera exposée plus en détail ci-après un premier ensemble de diodes électro-luminescentes 51 qui s'allument en fonction de l'état des sorties binaires d'un décompteur particulier du bloc de décomp- tage. On a représenté ici six diodes désignées par '1', '2', '4", '"8", "16", "32", pour le cas o les décompteurs comprennent six sorties binaires. Un deuxième ensemble de diodes électro-lumines- centes 52 est prévu de sorte que l'une de ses diodes soit alltmée pour indiquer le d6compteur dont la valeur est affichée par le ?633406 bloc 51. Dans le cas de l'exemple précédent, ces diodes sont marquées 'H', 'M', 'S" et "1/16' pour montrer qu'elles se réfèrent respectivement à chacun des dlcompteurs d'heures, de minutes, de secondes et de 1/16ièmes de seconde. Une diode 53 est prévue pour s'allumer quand tous les décompteurs sont à zéro (et éventuelle- ment pour clignoter pendant la phase de réglage). Une diode 54 re- flète la mise en route de l'alimentation et une diode 55 reflète le fait que la sortie est à haut ou bas niveau. Ainsi, les mêmes diodes de l'ensemble de diodes 51 sont utilisées pour indiquer le temps restant pendant le fonctionnement de la minuterie. Par exemple, si on a choisi une durée de minuterie de 35 heures, 30 minutes, 16 secondes, 5/16ièmes de seconde, le premier affichage traduira la valeur 35 (diodes "32', "2" et "1" allumées) tandis que la diode H" du groupe 52 sera allumée. Cette durée en heures se décrémente tandis que le décompteur 14 décompte. Quand le décompteur 14 arrive à zéro, la diode 'H" du groupe 52 s'étein- dra tandis que le voyant 'M" de ce même groupe s'allumera) et la valeur 30 sera affichée (diodes 16, 8, 4 et 2) puis ce comptage se décrémentera jusqu'à la fin du décomptage du décompteur de minutes 13. Ensuite, le voyant '"S s'allumera en même temps que le voyant "16" du groupe 51 pour montrer qu'il reste 16 secondes à parcou- rir. Enfin, le voyant 1/16 du groupe 52 s'allumera et l'affichage de son décomptage apparaltra de façon extrêmement rapide. La figure 2 représente très schématiquement et sous forme de blocs le couplage entre les décompteurs 11 à 14 et les diodes des groupes de diodes 51 et 52. Pour simplifier la figure, on a représenté chaque décompteur avec seulement trois sorties binaires et donc seulement trois diodes dans le groupe de diodes 51, ces diodes étant marquées "1", "2" et "4". Les sorties binai- res Q2, Ql et QO de chacun des décompteurs 11 I 14 sont connectées par l'intermédiaire de circuits de validation respectifs 61 à 64 aux diodes "1", "2", "4" et des circuits logiques sont prévus pour valider chacun des circuits 61 à 64 et activer la diode correspon- dante du groupe 52 seulement quand le décompteur correspondant est le décompteur de plus fort poids dont la sortie est non-nulle. Ceci est symbolisé par la liaison entre les sorties d'indication de passage à zéro (Z) de chacun des décompteurs et les blocs 61 à 64. Dans le cas de cette figure, on suppose que la sortie (Z) d'un décompteur est à 1 quand celui-ci n'est pas à zéro et passe à zéro quand ce décompteur est vide. La sortie Z du décomp- teur 14 du plus fort poids est reliée directement à l'entrée de validation du circuit 64 et à la diode H. Les entr&es de valida- tion des circuits 61 à 63 sont reliées à l'entrée Z des décomp- teurs Il à 13 correspondants par l'intermédiaire de portes ET 71 à 73 dont l'autre entrée reçoit l'inverse du signal de sortie Z du décompteur de rang supérieur. La figure 3 représente de façon plus détaillée un mode de réalisation de la présente invention et plus précisément des connexions entre le bloc de décomptage 10 et les blocs de mémoire 33 et d'affichage 50 de la figure 1. On se place dans le cas des exemples numériques de la figure 1. Chacun des décompteurs 11, 12, 13, 14 comprend: - six entrées de programmation DO I D5 (quatre pour le décompteur 11), - six sorties binaires de décomptage QO à Q5 (quatre pour le décompteur 11), - une sortie Z qui est à niveau bas (0) quand un décomp- teur est programmé ou est en cours de décomptage et qui passe à niveau haut (1) quand le d&compteur a achevé son décomptage, si l'entrée CF est elle-même au niveau haut, - une entrée MR de remise à zéro, - une entrée PE permettant la programmation du décomp- teur à la valeur fixée par les entrées DO à D5, - une entrée CF de programmation du décompteur à sa valeur maximale, et - une entrée d'horloge CL. L'entrée CL de chacun des décompteurs est reliée à la sortie binaire de rang le plus élevé du décompteur précédent sauf en ce qui concerne le décompteur 11 qui reçoit le signal d'horloge à 16 hertz. L'entrée PE du décompteur de rang le plus élevé, le décompteur 14, reçoit le signal PRESET du bloc de fonction (voir figure 1). Les entrées PE des autres décompteurs sont reliées à la sortie Z du décompteur de rang immédiatement supérieur par l'intermédiaire d'un circuit 70 de mise en forme d'impulsions constitué de deux inverseurs connectés entre eux par l'intermé- diaire d'un dérivateur. Toutes les entrées IFR des décompteurs sont reliées à l'entrée RESET en provenance du bloc de fonction (voir figure 1) pour permettre une remise à zéro. L'entrée CF du décompteur de rang le plus Elevé n'est pas connectée et les entrées CF des autres décompteurs sont reliées à la sortie Z du décompteur de rang immédiatement supérieur. Comme cela a été expliqué dans le cas de l'exemple simplifié de la figure 2, les sorties QO à Q5 des décompteurs 12, 13 et 14 et les sorties QO à Q3 du décompteur 11 sont reliées au premier ensemble de diodes électro-luminescentes 51, respective- ment "1" à "32", par l'intermédiaire de circuits de validation 61 à 64. Ces circuits de validation sont constitués d'inverseurs com- mandés comme le représente la figure 3. L'entrée de commande de chacun des blocs de validation est reliée à la sortie Z par l'intermédiaire d'un inverseur 71 pour le décompteur de rang le plus élevé et d'une porte ET 72 pour les autres décompteurs. Cha- que porte 72 reçoit sur une première entrée inverseuse la sortie Z du décompteur correspondant et sur une deuxième entrée non-inver- seuse la sortie Z du décompteur de rang immédiatement supérieur. En outre, la sortie de l'inverseur 71 et celles de chacune des portes ET 72 sont reliées par l'intermédiaire d'inverseurs 73 aux diodes électroluminescentes respectives, "H", "M", "S", '1/16", du second groupe de diodes 52. En outre, la diode d'affichage de fin de décomptage de l'ensemble du bloc décompteur, désignée par la référence 53 en figures 1 et 3, est connectée à la sortie Z du décompteur de rang inférieur (11) par l'intermédiaire d'un inver- seur 74. Cette sortie Z du décompteur 11 correspond également à la sortie 80 du bloc de décomptage. Le fonctionnement de ce dispositif va être décrit ci- après. On suppose que les mémoires 33-4 à 33-1 contiennent les valeurs en heures, minutes, secondes et 16ièmes de seconde choi- sies pour la minuterie. Lors de la fourniture du signal de démar- rage des décompteurs (le signal PRESET), le décompteur 14 est chargé par la valeur de la mémoire 33-4, les décompteurs 11, 12 et 13 ayant un niveau O sur leurs entrées CF dont chacune est connectée à la sortie Z du décompteur précédent de sorte que ces décompteurs sont chargés à leur valeur maximale (60 pour les décompteurs 12 et 13, et 16 pour le décompteur 11). Le décomptage du décompteur 14 se produit alors au rythme imposé par la chalne de décompteurs précédente, c'est-à-dire que ce décompteur décré- mente ses sorties binaires d'une unité toutes les heures. La diode électro-luminescente "H" du groupe 52 est allumée et les diodes électroluminescentes du groupe 51 reflètent le temps restant en heures. Une fois que le décompteur 14 a achevé son décomptage, le passage à 1 de sa sortie Z inhibe l'entrée CF du décompteur suivant et valide l'entrée PE de ce décompteur de sorte que celui- ci se charge à la valeur programmée dans la mémoire correspon- dante. La diode électro-luminescente correspondante du groupe 52 s'allume et les diodes du groupe 51 indiquent au fur et à mesure le temps restant. Le processus se répète ensuite pour les décomp- teurs suivants jusqu'a la fourniture d'un signal sur la sortie 80 quand le décompteur 11 a achevé son comptage. On notera à partir de la description qui précède que la présente invention peut être mise en oeuvre simplement sous forme de circuit intégré car elle n'inclut que des composants classi- ques et facilement intégrables (portes et inverseurs). En outre, un avantage de l'organisation générale de la structure selon l'invention est qu'elle nécessite un nombre minimum de points mémoire pour garder des informations de programmation d'une minu- terie de façon rémanente. REVENDICATIONS 1. Minuterie numérique à résolution constante comprenant une horloge et une chalne de décompteurs binaires (11 à 14) dont chacun correspond à une gamme temporelle multiple de celle du décompteur précédent, caractérisée en ce que les sorties binaires des décompteurs sont envoyées en parallèle sur des points d'affi- chage d'un premier ensemble de points d'affichage (51), des moyens de validation (61 à 64) étant prévus pour que seule la sortie du décompteur de plus fort poids non à zéro actionne les points d'affichage, et en ce qu'un point d'affichage d'un deuxième ensem- ble de points d'affichage (52) est associé à chaque décompteur de sorte que seul le point d'affichage correspondant au d6compteur de plus fort poids non à zéro soit actionné. 2. Minuterie selon la revendication 1, caractérisée en ce que les décompteurs binaires sont respectivement un décompteur par 16, à 4 bits, recevant des impulsions d'horloge à 16 hertz et trois décompteurs par 60, à 6 bits, recevant la sortie du décomp- teur précedent, pour fournir des comptages de seizièmes de seconde, de secondes, de minutes et d'heures, le premier ensemble de points d'affichage (51) comprenant six points d'affichage et le second ensemble de points d'affichage (52) comprenant quatre points d'affichage. 3. Minuterie selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un point d'affichage (53) commandé pour être actif quand tous les décompteurs sont à zéro. 4. Minuterie selon l'une quelconque.des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que: - chaque décompteur est associé à une mémoire (33-1 à 33-4) qui mémorise la valeur de consigne de ce décompteur, chaque décompteur, sauf celui du rang le plus élevé auquel est affectée une valeur de consigne non nulle qui est char- gé à sa valeur de consigne, est initialement chargé à sa valeur maximale, - chaque décompteur comprend une sortie d'indication de fin de décomptage qui est utilisée pour valider le chargement dans le décompteur de rang immédiatement inférieur de la valeur de consigne associée, pour valider la connexion des sorties binaires de ce décompteur de rang inférieur vers le premier ensemble de points d'affichage, et provoquer l'activation du point d'affichage du deuxième ensemble associée au décompteur de rang inférieur. 5. Minuterie selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chaque point d'affichage est constitué d'une diode électro-luminescente.