一種多功能可調式通用定時器

熊小剛

摘 要：定時器應用十分廣泛，本文主要對一種多功能可調式通用定時器的結構及工作過程進行介紹。

關鍵詞：多功能；可調式；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，指的是它可以執行“延時吸合”、“延時釋放”和“自動循環”三種功能。所謂延時吸合是指該定時器在開機預置定時時間后，繼電器不吸合，只有當到達預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，當到達預置的定時時間后繼電器釋放。上述兩種工作狀態為一次性的，當完成一次定時后，電路便停止工作，等待下一次操作。自動循環功能則是只要將定時器開啟，它就會按照預置好的開停時間自動循環，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數值，可由讀者根據定時時間的需要，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。時基單位可根據定時需要設置為s或min（分鐘），其中min的最長時間應不大于30min，時間設計得過長，會因電容器的漏電等原因，使定時精度不準確。

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

頻系數為 =4096；第二級分頻器IC3采用CD4017，其最大分頻系數為 =1024。兩級分頻器分別采用選擇開關SA2和SAI進行定時時間選擇。

工作方式控制電路由雙D觸發器CD4013 （IC4）組成。其中一個D觸發器IC4a組成工作方式轉換電路，它可以組成一個D觸發器，也可以組成一個雙穩態觸發器；：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觸發器。它們的控制與轉換是由選擇開關SA3a、SA3b和SB來實現的。

當SA3選擇為1擋位置時，電路進入延時釋放的控制狀態，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觸發器，靜態時Q1端輸出低電平。當按下SB時，由于IC4a的Sl端被瞬間加上高電平，Ql端變為高電平，通過R3使VT導通，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變為高電平，，將時基振蕩器啟動并輸出時基信號。當到達預置時間后，由IC3輸出的定時時基分頻信號通過SA1加至IC4a的CP1端，使Ql端變為低電平，VT截止，繼電器釋放。這時IC1仍然在繼續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器翻轉，輸出端Ql仍保持低電平不變。

當SA3被置于2擋位置時，電路進入延時吸合控制狀態，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觸發器的結構，但此時它不受SB的控制，而只受CP1的控制。當接通電源后，由于復位電路的作用，Ql端輸出低電平，繼電器未能吸合。當按下SB后只是通過S2將時基振蕩器啟動，使電路進入定時王作狀態。當到達預置定時時間后，IC3輸出控制信號，通過SA1加至IC4a的CP1端，使電路翻轉，Ql端變為高電平并通過R3使VT導通，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，“繼電器保持接通狀態，除非人工將電源開關斷開。

當SA3被置于3擋位置時，IC4a被接成雙穩態觸發器，這時電路進入自動循環的控制

狀態。當接通電源后，由于Rl被加上復位脈沖，IC4a處于復位狀態，Ql為低電平，繼電器不吸合：當按下SB后時基振蕩器啟動，電路進入工作狀態，將按照已設定好的定時預置

時間進行自動循環工作，直至切斷工作電源。