基于CD4541B的时间定时器设计

摘 要:本文介绍了如何采用可编程定时集成电路CD4541B设计用于需要延时定时的简单定时器和可编程定时器,它可用于一般家用电器的延时控制。

关键词:CD4541B 时间定时器 可编程

中图分类号:TP31文献标识码:A文章编号:1672-3791(2011)03(c)-0067-02

现在的不少家用电器都安装了定时器来控制开关或工作时间。时间定时器主要有机械式和电子式两类,其中电子式又分模拟,数字,时间开关,马达定时器,延迟继电器,可编程继电器等。实现定时的基本电路是单稳态触发器,如采用555芯片组成的定时器。但555芯片组成的定时器电路比较简单,定时精度不高,定时时间调节也不方便,在要求较高的场合,可采用专用定时集成电路CD4541B。

1 定时集成电路CD4541B介绍

CD4541B是采用CMOS工艺制造的可编程定时集成电路,它有双列直插、扁平、微型等封装形式,电源电压范围是3V～18V,典型值为10V。其内部电路主要由振荡器、可编程16级二分频器、自动和手动复位电路、计数器、输出状态的逻辑控制电路等部分构成。第①脚接振荡电阻Rtc,第②脚接振荡电容Ctc,第③脚接保护电阻Rs,共同构成振荡器外接阻容网络端。当Rtc、Ctc的阻值确定之后,即决定了振荡器的振荡频率,振荡频率f＝1/(2.3×Rtc×Ctc)(Rtc和Ctc的取值范围为:1kΩ≤Rtc≤1MΩ,0.0001μF≤Ctc≤0.1μF)。AR(⑤脚)是自动复位端。当AR为低电平时,电路在通电时会自动复位,使计数器清零。MR(⑥脚)是手动复位端。当MR为高电平时,电路复位。⑧脚(Q端)是输出端。⑨脚是输出选择端,用来选择Q端在电路初始状态是高电平还是低电平,当⑨脚接低电平时,⑧脚的初始状态是低电平。M端(⑩脚)是单定时/循环输出方式选择端。当M=0时是选择单定时输出方式。所谓单定时方式是指电路定时时间到后,输出端Q的电平跳变后始终保持不变,直到下一次复位信号的到来;当M=1时是选择循环输出方式。循环方式是指Q端电平将按设定的时间作周期性跳变。A、B是分频器编程输入端,当A=B=1,电路可获得最大的定时时间。延时时间范围参见表1。

2 简单定时器设计

如图1所示,由CD4541B组成的简单定时器电路,其工作原理是:按下AN,220V交流电经变压器降压,桥式整流电路整流后得到12V电压为定时电路供电。由于CD4541B的⑤、⑥引脚接低电平,表明电路接通即能自动复位,定时器工作;⑨、⑩引脚为低电平,表明定时器为单循环模式,且输出端⑧引脚为低电平。于是T1截止、T2饱和,继电器得电,常开触点J1接通,J1使电路自锁,即使松开按钮AN,220V仍加到电路,用电器工作。由选定的定时元件,得定时时间为:

T=2.3×Rtc×Ctc=2.3×470kΩ×0.01uF=0.01ms

由于A、B端子均为“1”,分频比为65536,方波周期为65536×0.01ms=11min,其半周期5.5min为定时时间。当定时结束时,CD4541B的⑧引脚输出端为高电平,使T1导通,T2截止,继电器J断开,常开触点J1断开,定时器电路也断电,只有再次按下按鍵AN时,定时器才能启动。

3 分段可编程定时器设计

如将图1中的Rtc、Ctc设计为多段可切换,则能实现可编程定时,如图2所示。图中K1-1、K1-2为定时电阻和保护电阻同步切换开关,同步切换时应满足Rtc1

4 结语

定时控制方法虽然有多种,但要实现精确定时和可编程定时,采用专用定时器集成电路CD4541B是一种不错的选择,与之同类且可互换的集成电路还有MC14541、HCF4541B、HEF4541B等。这种定时控制电路在家用电器甚至工业控制中得到了较广泛的应用。

参考文献

[1]郎筠.集成定时电路CD4541BE应用两例[J].电子报,2007.

[2]王松武.常用电路模块分析与设计指导[M].清华大学出版社,2007.

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文

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