一例硬件电路的设计及电路解析

网上有这样一个求助帖：要求是这样的：先顺序让电磁阀1——4动作，当电磁阀4动作后，时间继电器记时，10S后，顺序让电磁阀4——1关闭，而且异地可以控制，A地可以开和关，B地只可以关不可以开（为了安全），那位可以帮我画个电路图？感谢！

我用二种元件进行设计，用时较长，等要回复时，此贴不见了，找不到原帖，在此发表，供大家参考。

该题目如用继电器、时间继电器来设计，是比较麻烦的，不仅用件太多，成本高，而且作出的东西体积也太大。见下图一。如用集成电路设计不仅用件少、成本很低（元件费用只需十几元钱），而且作出的东西体积很小（一块4×5CM印刷板），见下图二。

一、下图是用用继电器、时间继电器等件设计的控制电路，可实现题目控制要求。

动作原理：J0与J8为小型直流继电器（13F），J1~J7为通电延时继电器，其J4定时时间为10秒，其余定时时间为1秒。Ka按钮为A地按钮开关，Kb按钮为B地按钮开关。

按下Ka按钮，J0得电吸合且自保，J0常开触点闭合，使电磁阀DF1得电动作，同时使J1定时器得电开始延时，延时1秒J1动作，J1的常开触点闭合，使电磁阀DF2得电动作，同时使J2定时器得电开始延时，延时1秒J2动作，J2的常开触点闭合，使电磁阀DF3得电动作，同时使J3定时器得电开始延时，延时1秒J3动作，J3的常开触点闭合，使电磁阀DF4得电动作，同时使J4定时器得电开始延时，延时10秒J4动作，J4的常闭触点断开，使电磁阀DF4失电复位，同时使J5定时器得电开始延时，延时1秒J5动作，J5的常闭触点断开，使电磁阀DF3失电复位，同时使J6定时器得电开始延时，延时1秒J6动作，J6的常闭触点断开，使电磁阀DF2失电复位，同时使J7定时器得电开始延时，延时1秒J7动作，J7的常闭触点断开，使J0与J8失电断开，J0的断开使电磁阀DF1失电复位，同时使J1~J7皆失电断开，电路又回复初始状态。

在电磁阀DF1~DF4皆得电动作时，J4定时器延时时间未到时，如按下Kb按钮，电路立刻执行反相关阀动作：按下Kb按钮，使J8得电吸合且自保，其常闭触点的断开使DF4断电复位。其常开触点闭合，使J5得电开始延时，延时1秒J5动作，J5的常闭触点断开，使电磁阀DF3失电复位，同时使J6定时器得电开始延时，延时1秒J6动作，J6的常闭触点断开，使电磁阀DF2失电复位，同时使J7定时器得电开始延时，延时1秒J7动作，J7的常闭触点断开，使J0与J8失电断开，J0的断开使电磁阀DF1失电复位，同时使J1~J7皆失电断开，电路又回复初始状态。

该电路工作原理容易理解，但用件太多，作出的产品体积太大，不宜实用。

二、下图是用COS集成块等电子元件设计的控制电路，也可实现题目控制要求。

    电路说明：该电路是用6块COS集成电路及4只晶体管等元件组成，图中的 U1：为4位双向移位器（40194），U2、U3、U4为3个双D触发器（4013），     U5、U6为2个二输入4与非门（4011）。其U5B与U5C组成周期为1秒的振荡器，输送给脉冲控制门U5A的1脚，如U5A的2脚=1，控制门U5A打开，其1脚输入脉冲可通过U5A，由3脚输送给4014的CLK端，构成左或右移触发脉冲。如U5A的2脚=0，控制门关闭，其1脚输入脉冲不能通过U5A去触发CLK端。U4A与R10、C1 组成单稳态电路，触发其CLK端，其Q端将输出脉宽=10S的负方波。用其控制U5A控制门的开与关。40194为4位双向移位器，它的真值表如下表：

   动作原理：

一、复位：按下复位键，使40194的RST端电位=0，故使40194的输出Q0~Q3皆=0（见上真值表）。复位键抬起，产生正突跳，通过R19、C5、D3触发U3B的R端。使U3B清0（即U3B的Q=0），使控制门U5A关门（即U5A的输入2脚=0，使U5A的1脚输入脉冲不能由3脚输出）。40194的Q0~Q3皆输出为0，使电磁阀F1~F4皆断电。

   二、A地启动：按复位键且抬起使40194处于 Q0~Q3皆处于0输出状态，此时如按下A地启动键，将产生正脉冲触发U2A的S端、U2B的R端及U3B的S端，使U2A的Q=1、U2B的Q=0（即S1=1、S0=0），U3B的Q=1，此时40194的DSL=1，故使4014处于左移工作状态，由于RSL=1，每左移一位其空位置1。U5A控制门打开：振荡脉冲通过U5A输出给40194的CLK，其第一个脉冲的正跳沿触发40194的CLK，使Q0~Q3输出左移一位，且空位置1（即Q0=1），即使电磁阀1得电动作，第二个脉冲触发40194的CLK，使Q0~Q3输出左移一位，且空位置1（即此时Q0=1、Q2=1），即使电磁阀1、2得电动作，第三个脉冲触发40194的CLK，使Q0~Q3输出左移一位，且空位置1（即此时Q0=1、Q1=1、Q2=1），即使电磁阀1、2、3得电动作，第四个脉冲触发40194的CLK，使Q0~Q3输出左移一位，且空位置1（即此时Q0~Q3=1），即使电磁阀1、2、3、4皆得电动作。Q3由0上跳为1触发U4A的CLK，使U4A的Q端输出脉宽=10秒的负方波，使U5A关门，即40194 不再左移。

10秒负方波的后沿正跳，触发U2A、U2B，使S0=0、S1=1，使40194处于右移工作状态。由于RSR=0，每右移一位其空位置0。负方波的后沿正跳又触发U3B的S端使其Q=1，而负方波的结束使U4A的Q=1，故使U5A开门，振荡脉冲通过U5A输出给40194的CLK端：第一个脉冲触发40194的CLK，使Q0~Q3输出右移一位，且空位置0（即Q3=0），即使电磁阀4失电关闭，第二个脉冲触发40194的CLK，使Q0~Q3输出右移一位，且空位置0（即此时Q3=0、Q2=0），即使电磁阀3、2失电关闭，第三个脉冲触发40194的CLK，使Q0~Q3输出右移一位，且空位置0（即此时Q3=0、Q2=1、Q1=0），即使电磁阀4、3、2失电关闭，第四个脉冲触发40194的CLK，使Q0~Q3输出左移一位，且空位置0（即此时Q0~Q3=0），即使电磁阀1、2、3、4皆失电关闭。其Q0由1下跳为0，经U6C倒相触发U3B的R端使U5A关门，即右移停。

三、B地启动：按复位键且抬起使40194处于Q0~Q3皆处于0输出状态，此时如按下B地启动键是不会工作的，其原因：40194的Q0=0.经U6C倒相，使U4B的R端强迫置1，故按B键是不会使U4B反转的，即电路是不会右移动作的，只有40194 左移且Q0=1后，使U4B的R=0时，按B键电路才会工作（40194才可进行右移动作）。

如按A键40194 左移4次。Q0~Q3皆=1（电磁阀皆得电动作），U4A产生10秒延时还没有结束时，如此时按下B键，使控制门打开，S0=1、S1=0，此时DSR=0，故电路立刻进行右移动作状态：振荡脉冲每触发一次40194的CLK，40194输出右移移位，且空位置0，使输出Q3~Q0依次由1变0，使电磁阀4~1依次失电停止。直到Q0由1变0，使U5A控制门关闭，右移停止。

在40194 的Q0已=1的左移过程中，只要按下B键，电路立刻停止左移，进行反向右移。如Q0、Q1已=1，如此按下B键，40194 立刻变为右移工作状态，当控制门输出的脉冲正跳沿触发40194的CLK时，其Q3~Q0右移一位：Q2=0移入Q1，空位Q3置0，此时使电磁阀2、3、4复位，当脉冲再次触发CLK，其Q3~Q0又右移一位：Q1=0移入Q0，空位Q3置0，此时Q0～Q3皆=0，Q0由1变0，使U5A控制门关闭，右移停止。

本文到此结束，如有不妥之处请给于指正，本人深表感谢！