浅谈长时间延时器的原理及应用
基于计数器的长时间的定时器
建筑教研组:方联根
长时间定时器在电器控制中有着广泛的应用。在传统的RC定时器要获得长时间的延时,不仅需要大容量、漏电流小的电容器,而且定时精度低,很难显示定
时的进度。
本文介绍一个基于计数器能显示定时进度的、长时间的定时器的设计。该设
计由555构成多谐振荡器产生一个时基信号、CD4518十进制计数器担任分频器、CD4511/七段译码器驱动03011C数码管(共阴极)显示定时进度,具有时间精度
高,延时时间长和可靠性高的特点。
1、原理框图(图1)
执行时基计数驱动继电器信号电路电路LED显示
驱动电路
延时电源设定
图1
1.1 线路
1.1.1时基信号的产生
图2是一个由555和电阻RA、RB和电容器C构成多谐振荡器,产生一个
时基信号。
1.1.2 振荡频率参数设置
振荡频率f与RC有以下的近似关系f=1.443/(RA+2RB)*C
实际使用定时器,往往需要控制时间连续可调,为了保证时间可调,则振
荡回路RA可选择线性较好的X型可调电位器,延时电容可选择稳定性好的
NP电容器,定时器延时刻度可根据所选择的可调电位器机械行程的偏转角度
来定,从而使设定时间值(标牌刻度示值)与实际延时值相吻合,以减少整
定误差。
VCC
Q4BQ3BQ2BQ1BCP2VDDR2EN2RA
48T10693RARBC=.(+)*7=.*VOT20693RBC3F1443RA2RBC=./(+)*RB5556CD4518251CC1
CP1EN1Q1AQ2AQ3AQ4AR1VSS
1
图2 图3
1.1.3 计数/分频电路
1.1.3.1 CMOS 计数器集成电路CD4518引脚图 (图3)
1.1.3.2 线路分析
该定时器的核心IC是双二—十进制计数器/分频器构成分频系数为100的分频器,时基信号从CP1进来(EN1接VDD),从Q4A输出可获得分频系数10,Q4A输出不能直接连接到CP2,因为这时分频系数是8。正确的连接方法应该将Q4A连接到EN2,(CP2接VSS)。
集成电路的R1、R2复位端在电路上电的同时由C、R组成的微分电路上产生瞬间尖脉冲,使计数器的输出端复位清零,待上电瞬间结束后,电路即进入分频延时工作状
态。
1.1.4 LED显示驱动电路
1.1.4.1 CD4511七段译码器集成电路引脚图 (图4)
gaceVDDfbd
CD4511
A3A1A2LTBILEA4VSS
图4
1.1.4.2 功能简介
CD4511是一个用于驱动共阴极 LED (数码管)显示器的 BCD 码—七段码译码器,
特点如下:
具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的
拉电流。可直接驱动LED显示器。
其功能介绍如下:
BI:4脚是消隐输入控制端,当BI=0 时,不管其它输入端状态如何,七段数
码管均处于熄灭(消隐)状态,不显示数字。
LT:3脚是测试输入端,当BI=1,LT=0 时,译码输出全为1,不管输入 DCBA
状态如何,七段均发亮,显示“8”。它主要用来
数码管是否损坏。
LE:锁定控制端,当LE=0时,允许译码输出。 LE=1时译码器是锁定保持状
态,译码器输出被保持在LE=0时的数值。
A1、A2、A3、A4、为8421BCD码输入端。
a、b、c、d、e、f、g:为译码输出端,输出为高电平1有效。
CD4511的内部有上拉电阻,在输入端与数码管笔段端接上限流电阻就可工作。
2. 应用
2.1 100分钟定时器电路图 (图5)
2.2 线路分析
当电路上电时,C2、R1和C3、R3产生一个微分尖脉冲,使计数器CD4518和
D型触发器CD4013复位清零。此时D型触发器的Q反为高电平,三极管导通,继
电器吸合。
该定时器由555集成电路和电阻RA、RB、电容器C,产生1分钟的的时基信号,
经1/2CD4518分频(10分频)后Q4A的下降沿触发下一个分频器。同时Q1A、Q2A、
Q3A、Q4A输出BCD码送入CD4511七段译码器驱动LED数码管。当当计数器接受
2
第100个脉冲时,Q1B、Q2B、Q3B、Q4B(0101)时,与非门CD4011输出一个下
降脉冲,经反相器反相后变成一个上升脉冲,触发CD4013,使电路翻转Q反为低电
平。继电器断电释放,同时计数器自然复位。计数器开始重新计数,这时继电器保持
断开状态,只有当计数器计满100个脉冲时继电器才会吸合。因此这个定时器是通电
100分钟,再断电100分钟,循环往复。
因为这里的时基信号是1分钟,所以LED数码管显示的数值正好和延迟的时间吻
合。如果时基信号不是整数,那么LED数码管只能显示定时的进度。
VCC0311C0311CJ
11131310107722111188R2VCCC3
1K14*QVDDQDVCCVCCVCCVCC144251ggeecdaabbcdffLTLTCD4013R3BICD4511CD4511BI
3LELE67A1A2A1A2A3A3A4A4CPSVSSVCCCD4011RA
48Q2AQ2BQ3AQ3BQ4AQ4BQ1BQ1A7
3RB555CD45186251CP1EN1VDDR1R2CP2VSSEN2CC1
C2R1
图5
3.结论
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