一種多功能可調(diào)式通用定時器

熊小剛

摘 要：定時器應(yīng)用十分廣泛，本文主要對一種多功能可調(diào)式通用定時器的結(jié)構(gòu)及工作過程進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：多功能；可調(diào)式；定時器

一、電路組成

本電路由定時時基電路、時基分頻電路、工作方式控制電路及繼電器驅(qū)動電路組成，電路組成如圖1所示。

二、電路功能

定時器的多功能，指的是它可以執(zhí)行“延時吸合”、“延時釋放”和“自動循環(huán)”三種功能。所謂延時吸合是指該定時器在開機(jī)預(yù)置定時時間后，繼電器不吸合，只有當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)置時間后繼電器才吸合。延時釋放則與延時吸合相反，接通電源后繼電器吸合，當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)置的定時時間后繼電器釋放。上述兩種工作狀態(tài)為一次性的，當(dāng)完成一次定時后，電路便停止工作，等待下一次操作。自動循環(huán)功能則是只要將定時器開啟，它就會按照預(yù)置好的開停時間自動循環(huán)，直到人工停止，

三、電路工作原理分析

定時時基電路是由NE555與Rl、R2、RP及Cl組成的頻率可調(diào)式多諧振蕩器。其振蕩頻率與周期可按公式：

來計算。圖中未給出具體的R、C數(shù)值，可由讀者根據(jù)定時時間的需要，按照公式來計算。

計算單位分別是：時間T的單位是s，龜阻R的單位是Q，電容C的單位是F。時基單位可根據(jù)定時需要設(shè)置為s或min（分鐘），其中min的最長時間應(yīng)不大于30min，時間設(shè)計得過長，會因電容器的漏電等原因，使定時精度不準(zhǔn)確。

時基分頻電路由IC2、IC3兩級組成：第一級IC2采用十二級分頻器CD4040；其最大分

頻系數(shù)為 =4096；第二級分頻器IC3采用CD4017，其最大分頻系數(shù)為 =1024。兩級分頻器分別采用選擇開關(guān)SA2和SAI進(jìn)行定時時間選擇。

工作方式控制電路由雙D觸發(fā)器CD4013 （IC4）組成。其中一個D觸發(fā)器IC4a組成工作方式轉(zhuǎn)換電路，它可以組成一個D觸發(fā)器，也可以組成一個雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；：IC4b組成時基振蕩器的開停控制電路，它被固定組成一個R-S觸發(fā)器。它們的控制與轉(zhuǎn)換是由選擇開關(guān)SA3a、SA3b和SB來實現(xiàn)的。

當(dāng)SA3選擇為1擋位置時，電路進(jìn)入延時釋放的控制狀態(tài)，這時IC4a1的Dl端接低電

平，Sl端通過R5接地，同時又與SB的一端連接。IC4a成為一個D觸發(fā)器，靜態(tài)時Q1端輸出低電平。當(dāng)按下SB時，由于IC4a的Sl端被瞬間加上高電平，Ql端變?yōu)楦唠娖剑ㄟ^R3使VT導(dǎo)通，繼電器K通電吸合。與此同時，按下SB接通的高電平也同時加至IC4b的S2端，使Q2變?yōu)楦唠娖?，，將時基振蕩器啟動并輸出時基信號。當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)置時間后，由IC3輸出的定時時基分頻信號通過SA1加至IC4a的CP1端，使Ql端變?yōu)榈碗娖?，VT截止，繼電器釋放。這時IC1仍然在繼續(xù)工作并輸出時基信號，而且仍通過兩級分頻器分頻后，將控制信號加至IC4a的CP1端，但由于D觸發(fā)器的工作特性，因Dl端一直被接至低電平，CP1端輸入的脈沖不會使觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，輸出端Ql仍保持低電平不變。

當(dāng)SA3被置于2擋位置時，電路進(jìn)入延時吸合控制狀態(tài)，這時IC4a的Dl端被接至高電平，Sl端被接至低電平。這時它仍然是一個D觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)，但此時它不受SB的控制，而只受CP1的控制。當(dāng)接通電源后，由于復(fù)位電路的作用，Ql端輸出低電平，繼電器未能吸合。當(dāng)按下SB后只是通過S2將時基振蕩器啟動，使電路進(jìn)入定時王作狀態(tài)。當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)置定時時間后，IC3輸出控制信號，通過SA1加至IC4a的CP1端，使電路翻轉(zhuǎn)，Ql端變?yōu)楦唠娖讲⑼ㄟ^R3使VT導(dǎo)通，繼電器通電吸合，將被控電路接通。此后，雖然可以由CP1，端輸入脈沖，但由于Dl的作用，IC4a不再翻轉(zhuǎn)，“繼電器保持接通狀態(tài)，除非人工將電源開關(guān)斷開。

當(dāng)SA3被置于3擋位置時，IC4a被接成雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，這時電路進(jìn)入自動循環(huán)的控制

狀態(tài)。當(dāng)接通電源后，由于Rl被加上復(fù)位脈沖，IC4a處于復(fù)位狀態(tài)，Ql為低電平，繼電器不吸合：當(dāng)按下SB后時基振蕩器啟動，電路進(jìn)入工作狀態(tài)，將按照已設(shè)定好的定時預(yù)置

時間進(jìn)行自動循環(huán)工作，直至切斷工作電源。