一种多功能可调式通用定时器

熊小刚

摘 要：定时器应用十分广泛，本文主要对一种多功能可调式通用定时器的结构及工作过程进行介绍。

关键词：多功能；可调式；定时器

一、电路组成

本电路由定时时基电路、时基分频电路、工作方式控制电路及继电器驱动电路组成，电路组成如图1所示。

二、电路功能

定时器的多功能，指的是它可以执行“延时吸合”、“延时释放”和“自动循环”三种功能。所谓延时吸合是指该定时器在开机预置定时时间后，继电器不吸合，只有当到达预置时间后继电器才吸合。延时释放则与延时吸合相反，接通电源后继电器吸合，当到达预置的定时时间后继电器释放。上述两种工作状态为一次性的，当完成一次定时后，电路便停止工作，等待下一次操作。自动循环功能则是只要将定时器开启，它就会按照预置好的开停时间自动循环，直到人工停止，

三、电路工作原理分析

定时时基电路是由NE555与Rl、R2、RP及Cl组成的频率可调式多谐振荡器。其振荡频率与周期可按公式：

来计算。图中未给出具体的R、C数值，可由读者根据定时时间的需要，按照公式来计算。

计算单位分别是：时间T的单位是s，龟阻R的单位是Q，电容C的单位是F。时基单位可根据定时需要设置为s或min（分钟），其中min的最长时间应不大于30min，时间设计得过长，会因电容器的漏电等原因，使定时精度不准确。

时基分频电路由IC2、IC3两级组成：第一级IC2采用十二级分频器CD4040；其最大分

频系数为 =4096；第二级分频器IC3采用CD4017，其最大分频系数为 =1024。两级分频器分别采用选择开关SA2和SAI进行定时时间选择。

工作方式控制电路由双D触发器CD4013 （IC4）组成。其中一个D触发器IC4a组成工作方式转换电路，它可以组成一个D触发器，也可以组成一个双稳态触发器；：IC4b组成時基振荡器的开停控制电路，它被固定组成一个R-S触发器。它们的控制与转换是由选择开关SA3a、SA3b和SB来实现的。

当SA3选择为1挡位置时，电路进入延时释放的控制状态，这时IC4a1的Dl端接低电

平，Sl端通过R5接地，同时又与SB的一端连接。IC4a成为一个D触发器，静态时Q1端输出低电平。当按下SB时，由于IC4a的Sl端被瞬间加上高电平，Ql端变为高电平，通过R3使VT导通，继电器K通电吸合。与此同时，按下SB接通的高电平也同时加至IC4b的S2端，使Q2变为高电平，，将时基振荡器启动并输出时基信号。当到达预置时间后，由IC3输出的定时时基分频信号通过SA1加至IC4a的CP1端，使Ql端变为低电平，VT截止，继电器释放。这时IC1仍然在继续工作并输出时基信号，而且仍通过两级分频器分频后，将控制信号加至IC4a的CP1端，但由于D触发器的工作特性，因Dl端一直被接至低电平，CP1端输入的脉冲不会使触发器翻转，输出端Ql仍保持低电平不变。

当SA3被置于2挡位置时，电路进入延时吸合控制状态，这时IC4a的Dl端被接至高电平，Sl端被接至低电平。这时它仍然是一个D触发器的结构，但此时它不受SB的控制，而只受CP1的控制。当接通电源后，由于复位电路的作用，Ql端输出低电平，继电器未能吸合。当按下SB后只是通过S2将时基振荡器启动，使电路进入定时王作状态。当到达预置定时时间后，IC3输出控制信号，通过SA1加至IC4a的CP1端，使电路翻转，Ql端变为高电平并通过R3使VT导通，继电器通电吸合，将被控电路接通。此后，虽然可以由CP1，端输入脉冲，但由于Dl的作用，IC4a不再翻转，“继电器保持接通状态，除非人工将电源开关断开。

当SA3被置于3挡位置时，IC4a被接成双稳态触发器，这时电路进入自动循环的控制

状态。当接通电源后，由于Rl被加上复位脉冲，IC4a处于复位状态，Ql为低电平，继电器不吸合：当按下SB后时基振荡器启动，电路进入工作状态，将按照已设定好的定时预置

时间进行自动循环工作，直至切断工作电源。