一種多功能可調(diào)式通用定時(shí)器

熊小剛

摘 要：定時(shí)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(shí)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(shí)器

一、電路組成

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

二、電路功能

定時(shí)器的多功能，指的是它可以執(zhí)行“延時(shí)吸合”、“延時(shí)釋放”和“自動(dòng)循環(huán)”三種功能。所謂延時(shí)吸合是指該定時(shí)器在開機(jī)預(yù)置定時(shí)時(shí)間后，繼電器不吸合，只有當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)置時(shí)間后繼電器才吸合。延時(shí)釋放則與延時(shí)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(shí)時(shí)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(shí)后，電路便停止工作，等待下一次操作。自動(dòng)循環(huán)功能則是只要將定時(shí)器開啟，它就會(huì)按照預(yù)置好的開停時(shí)間自動(dòng)循環(huán)，直到人工停止，

三、電路工作原理分析

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

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

時(shí)基分頻電路由IC2、IC3兩級(jí)組成：第一級(jí)IC2采用十二級(jí)分頻器CD4040；其最大分

頻系數(shù)為 =4096；第二級(jí)分頻器IC3采用CD4017，其最大分頻系數(shù)為 =1024。兩級(jí)分頻器分別采用選擇開關(guān)SA2和SAI進(jìn)行定時(shí)時(shí)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(gè)D觸發(fā)器IC4a組成工作方式轉(zhuǎn)換電路，它可以組成一個(gè)D觸發(fā)器，也可以組成一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；：IC4b組成時(shí)基振蕩器的開停控制電路，它被固定組成一個(gè)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(shí)現(xiàn)的。

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

平，Sl端通過R5接地，同時(shí)又與SB的一端連接。IC4a成為一個(gè)D觸發(fā)器，靜態(tài)時(shí)Q1端輸出低電平。當(dāng)按下SB時(shí)，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(shí)，按下SB接通的高電平也同時(shí)加至IC4b的S2端，使Q2變?yōu)楦唠娖剑瑢r(shí)基振蕩器啟動(dòng)并輸出時(shí)基信號(hào)。當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)置時(shí)間后，由IC3輸出的定時(shí)時(shí)基分頻信號(hào)通過SA1加至IC4a的CP1端，使Ql端變?yōu)榈碗娖剑琕T截止，繼電器釋放。這時(shí)IC1仍然在繼續(xù)工作并輸出時(shí)基信號(hào)，而且仍通過兩級(jí)分頻器分頻后，將控制信號(hào)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(huì)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(shí)，電路進(jìn)入延時(shí)吸合控制狀態(tài)，這時(shí)IC4a的Dl端被接至高電平，Sl端被接至低電平。這時(shí)它仍然是一個(gè)D觸發(fā)器的結(jié)構(gòu)，但此時(shí)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(shí)基振蕩器啟動(dòng)，使電路進(jìn)入定時(shí)王作狀態(tài)。當(dāng)?shù)竭_(dá)預(yù)置定時(shí)時(shí)間后，IC3輸出控制信號(hào)，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(shí)，IC4a被接成雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，這時(shí)電路進(jìn)入自動(dòng)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(shí)基振蕩器啟動(dòng)，電路進(jìn)入工作狀態(tài)，將按照已設(shè)定好的定時(shí)預(yù)置

時(shí)間進(jìn)行自動(dòng)循環(huán)工作，直至切斷工作電源。