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采用NE555和CD4516设计的自动定时电路

[日期:2018-03-20T23:22:39] 来源:  作者:山西 杨德印 [字体: ]

  这里介绍的计时器可以分钟或自己设定的任意时长为时间单位进行加计数计时或减计数计时,例如制作线路板时曝光时间的自动控制,自制变压器浸漆时间的自动控制。计时结束,自动切断负载电源。计时时间可从一个计时单位时长扩展至无限时长(理论上),因此具有很大实用性。
  
  1.电路工作原理
  
  下图是用时基电路NE555和数字电路CD4516组成的1~15个计时时长的加或减计时电路,其中CD4516是四位二进制可预置数加/减可逆计数器,它具有清零、预置数、加计数和减计数等四种功能;有三个控制端,即加,减计数转换端U/D、预置数端PE和复位端R;有四个置值表见附表。

 

用时基电路NE555和数字电路CD4516组成的1~15个计时时长的加或减计时电路


  
  电路中,IC1-NE555等元件组成使用元件最少的方波振荡器,通过调整电位器RP可使振荡周期为1分钟或其它时长,振荡脉冲由③脚送往IC2的计数脉冲输入CP端15脚。IC2-CD4516的进位输入端、U/D加/减计数转换端和R清零端均接地,由真值表可见,这时IC2处在减计数状态。IC2的进位输出端,在减计数过程中,除非四个输出端Q1~Q4均被减至零,否则,该端为高电平。每次计时开始前,通过拨码开关S1~S4进行计时时间设定,实际上是利用了CD4516的预置数功能,这四个开关遵循二进制编码规则,可分别向CD4516预置十进制数1、2、4和8。例如,欲向IC2预置数5,可合上开关S1数端DP1~DP4;有四个输出端Q1~Q4;另外还有进位输入端和进位输出端,这两个端口在作减计数时则是借位端。CP是加或减计数脉冲输入端,上升沿有效。
  
  CD4516采用双列直插塑料封装,各功能端与引脚编号的对应关系见上图。真和S30预置开关设置好届,按一下启动按钮SB,由变压器T和三端稳压器LM7812等元件组成的电源电路有电.LED5指示灯点亮,计时开始。在电容器C3和电阻R2的作用下,IC2的①脚置数PE端出现短时间的高电平,由真值表可知,此时IC2被置数,开关SI和S3确定的十进制数5被锁存在输出端,发光管LED1和LED3点亮,指示定时时间为5分钟。
  
  由于IC2的输出端Q1~Q4不等于零,所以进位输出端为高电平,三极管V饱和导通,继电器J动作吸合,并联在启动按钮SB两端的继电器触点保证了电源的持续供电,并向负载供电。同时,振荡器IC1开始工作,并每分钟或每个计时时长向IC2的CP端发送一个减计数脉冲。减计数的进程由发光管LED1~LED4指示。当输出端Q1~Q4全部被减计数至零时,IC2的端变为低电平,继电器释放,电源停电.LED5指示灯熄灭,一次计时过程结束,电路恢复为初始状态,等待再一次定时设置和计时过程。如果NE555组成的振荡器其振荡周期为60s,我们称下图电路为分钟计时器。如果将脉冲源换成秒信号发生器,则可用作秒计时器。当然本计时器电路也可用作任意时长的计时器。
  
  此电路最大为15个计时时间单位,若欲增大计时时长,除了延长计时的单位时长外,还可进行级联扩展,使用2只或多只CD4516,此时的最大计数值是16的n次方减1。其中的n是使用CD4516的只数。下图是使用2只CD4516的扩展电路,最大计数值是16(2)-1=255。与图l电路接法相同的部分未画出。

CD4516的扩展电路


  
  2.元件选择与调试
  
  本制作涉及的材料均为普通元器件,无特殊要求。变压器T选5W、二次电压15V左右的;继电器选JQX-13F,线圈电压12V的,该继电器两组触点并联使用,负荷电流可超过IOA;置数开关S1~S4可选拨码开关,也可使用其它手头方便的钮子开关等。在通电计时情况下,根据LED1的亮灭情况可以调整计时的单位时长。LED1在计数到1、3、5……等奇数值时点亮,因此,LED1从点亮到熄灭循环一个周期的时间是两个计时单位时长,可据此调整振荡器的振荡周期,以满足计时的需求。


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