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）

图1

1．1 线路分析

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。

         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。

1.1.4LED显示驱动电路

1.1.4.1CD4511七段译码器集成电路引脚图 （图4）

        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”。它主要用来检测数码管是否损坏。 

           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。

                          图5

        3.结论

        要想得到更长时间的定时器，只要改变计数器的数量就能实现。