秒級精度的可調(diào)式定時器的設計與制作陳帥(編輯修改稿)
2024-08-25 09:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 圖 11 ① 多級可調(diào)定時預置電路的原理多級可調(diào)定時預置電路由一個12位二進制計數(shù)/分配器CD4040（IC4）組成。該電路內(nèi)由12級2分頻器組成，它有12個分頻輸出端，即Q1——Q12,其中Q1的分頻系數(shù)=20=1，Q12的分頻系數(shù)=211=2048。由IC4組成的可調(diào)定時預置電路分11級，當CP信號頻率為1Hz時，其中第一級的定時預置時間由CD4040的Q2輸出，定時時間為21=2S,第二級定時預置時間由Q3輸出，定時預置時間為22=4S,第三級由Q4輸出，時間為23=8S……第十級定時預置由Q11輸出，時間為210=1024S，第十一級定時預置時間由Q12輸出，定時預置時間為211=2048S。② CD4040功能簡介：CD4040是12位二進制串行計數(shù)器，其內(nèi)部框圖如圖12。所有的計數(shù)器為主從觸發(fā)器。計數(shù)器在時鐘的下降沿進行計數(shù)。CR為高電平時，對計數(shù)器進行清零。由于在時鐘輸入端使用施密特觸發(fā)器，對脈沖上升和下降時間無限制，所有輸入和輸出均經(jīng)過緩沖。CD4040功能表見表3；引腳圖見圖13。圖 12引出端符號： 時鐘輸入端 CR 清除端Q0－Ｑ１１ 計數(shù)器脈沖輸出端 表 3：CD4040引腳圖圖 13①定時信號輸出變換與控制電路工作原理VTVT2和IC5組成定時信號輸出變換與控制電路，其中NE555與RC3組成單穩(wěn)態(tài)延時電路，延時時間T=,也可根據(jù)實際定時需要，按照公式選擇R4和C3的數(shù)值。根據(jù)定時需要，可由選擇開關SA1將相應的定時階躍高電平引出一路。當IC4輸出定時信號后，加至放大器VTVT2（VT1先導通，VT2隨后導通）。VT2集電極輸出低電平，經(jīng)放大后的信號再加至IC5②腳，使555因②腳為低電平而發(fā)生翻轉置位，③腳輸出的高電平使繼電器K吸合，接通相應控制的負載，使負載工作。本控制器定時的工作程序為：等待2N(N=2～11)秒后，繼電器才吸合，接通工作。之后，因C3通過R4進行充電，當C3上的電壓充到使6腳電位達到2/3VDD時，555發(fā)生復位，③腳輸出的低電平使繼電器K釋放，相應負載斷電，停止工作。本定時控制器的定時時間可從2～2048秒，分11個檔次，定時精度高，較一般定時器理想。②NE555定時器：555定時器是一種數(shù)字與模擬混合型的中規(guī)模集成電路，應用廣泛。外加電阻、電容等元件可以構成多諧振蕩器，單穩(wěn)電路，施密特觸發(fā)器等。555定時器原理圖及引線排列如圖14所示。其功能見表4。定時器內(nèi)部由比較器、分壓電路、RS觸發(fā)器及放電三極管等組成。分壓電路由三個5K的電阻構成，分別給A1和A2提供參考電平2/3VCC和1/3VCC。A1和A2的輸出端控制RS觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開關狀態(tài)。當輸入信號自6腳輸入大于2/3VCC時，觸發(fā)器復位，3腳輸出為低電平，放電管T導通；當輸入信號自2腳輸入并低于1/3VCC時，觸發(fā)器置位，3腳輸出高電平，放電管截止。4腳是復位端，當4腳接入低電平時，則V0=0；正常工作時4接為高電平。5腳為控制端，平時輸入2/3Vcc作為比較器的參考電平，當5腳外接一個輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實現(xiàn)對輸出的另一種控制。，起濾波作用，以消除外來的干擾，確保參考電平的穩(wěn)定。2觸發(fā) 5控制電壓 3輸出 6門限(閾值） 4復位 7放電圖14 NE555內(nèi)部框圖（a）和引腳圖（b） 表 4: NE555功能表：在此次電路我應用的是555構成的脈沖啟動式單穩(wěn)態(tài)電路單穩(wěn)態(tài)，因此我重點在這里說一下脈沖啟動式單穩(wěn)態(tài)電路。所謂“單穩(wěn)態(tài)”電路，就是該電路只有一個穩(wěn)定狀態(tài)，另一個狀態(tài)為不穩(wěn)定狀態(tài)或稱暫穩(wěn)定狀態(tài)。這種電路在平時處于穩(wěn)定狀態(tài)，當需要時，用一個觸發(fā)信號去觸發(fā)它，使它翻轉進入暫穩(wěn)態(tài)，經(jīng)過一段時間后電路又自動恢復到穩(wěn)態(tài)。單穩(wěn)態(tài)電路有下列特點：一是電路處于穩(wěn)態(tài)時，若沒有外加的觸發(fā)信號，則電路一直處于穩(wěn)定狀態(tài)而不會自動改變其狀態(tài)；二是暫穩(wěn)態(tài)的暫穩(wěn)時間可以根據(jù)需要預先設定；三是到達預定的暫穩(wěn)時間后，電路可不外加任何信號而自動恢復到穩(wěn)態(tài)。圖15為脈沖啟動型單穩(wěn)，也可以分為2個不同的單元。他們的輸入特點都是“”，都是從2端輸入A路的2端不帶任何元件，具有最簡單的形式；B路則帶有一個RC微分電路。
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