目录一、定时器概述 - 1 -定时器的种类 2二、定时器设计要求 3三、定时器设计步骤 34.1 计时装置 - 5 -4.2 复位电路 - 5 -4.3 计数电路 - 6 -4.4 动作装置 - 7 -五、球阀控制电路设计 - 7 -5.1 继电器接口电路设计 - 7 -5.2 继电器控制电路设计 - 8 -六、设计小结 11七、参考书目 12一．定时器概述:定时器是一个多任务定时提醒软件，安装于电脑上它全面支持 WINDOWS 9X/ME/NT/2K/XP 按时执行程序、播放声音、关机、待机、拨号、 断开连接、关闭显示器等等操作具有多种设定任务的方法支持 SKIN ，可以随意更换界面人类最早使用的定时工具是沙漏或水漏，但在钟表诞生发展成熟之后，人们 开始尝试使用这种全新的计时工具来改进定时器，达到准确控制时间的目的1876 年，英国外科医生索加取得一项定时装置的专利，用来控制煤气街灯 的开关它利用机械钟带动开关来控制煤气阀们起初每周上一次发条， 1918 年使用电钟计时后，就不用上发条了定时器确实是一项了不起的发明，使相当多需要人控制时间的工作变得简单 了许多。
人们甚至将定时器用在了军事方面，制成了定时炸弹，定时雷管现 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定时器的种类：1、 接通延时型定时器：接通延时型定时器是各种PLC中最常见最基本的定 时器，这种定时器在SIEMENS的PLC中，称为SD型定时器2、 断开延时型定时器：这种定时器是当输入条件00000为ON时无延时作 用，只有在输入条件00000为OFF时产生延时作用在SIEMENS的PLC中，称 为SF型定时器3、 保持型接通延时定时器：这种定时器是当输入条件00000为ON后，即 产生锁存功能，即使输入条件00000又变为OFF,仍视输入条件为ON,当定时 器的当前值等于设定值时，定时器动作，这种定时器在SIEMENS的PLC中，称 为SS型定时器4、 脉冲型定时器：这种定时器是当输入条件00000为ON后，定时器即时 动作，但经过定时器所设定的时间后，即使输入条件00000仍为ON,定时器却 变为OFF状态即这种定时器ON状态的维持时间是由设定值决定的如果 00000为ON的时续时间小于定时器的设定值，定时器的ON状态维持时间为输 入条件00000为ON的持续时间这种定时器在SIEMENS的PLC中，称为SP型 定时器。
5、 扩张型脉冲定时器：这种定时器与脉冲型定时器的区别是，只要输入条 件00000出现了 ON状态，不管其持续时间多长，均可使定时器为ON的维持的 时间与定时器的设定值一致这种定时器在SIEMENS的PLC中，称为SE型定时TO器二、 定时器设计要求定时器电路是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙地结合在同一硅片上的组合集 成电路该电路可以在最基本的典型应用方式的基础上，根据实际需要，经过参数 配置和电路的重新组合，与外接少量的阻容元件就能构成不同的电路，因而 555 电路在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到 了广泛应用设计一个定时器，使它每六个小时向工作单元发送一个工作脉冲这 里 所 设计的定时器是在一般条件下工作的定时器要求是能够进行六个小时的定时 当定时结束，蜂鸣器报警在实际工作中，也可根据实际需求，将蜂鸣器换成 其他的元件，或者也可以外接驱动电路对实际工作元件（如电动机等）进行驱 动具体的工作是通过一个六个小时的定时器，使一个球阀完成每六个小时开 一次，每六个小时关一次的动作三、 定时器设计步骤图 3.1 定时器结构图图 3.1 使我们制作的定时器框图这个图由四部分组成：左边是一个用于产 生标准时间的计时装置、中间是由计数器（ 1）、计数器（ 2）组成的计数单元 右上角是由 RS 触发器、振荡电路、蜂鸣器构成的动作单元，最下面是用于整 个电路复位的电源接通复位单元。
图 3.2 是定时器的示意时序图当电源接通时，复位电路首先开始工作，它使 所有的数字集成电路复位然后，基准时间每五分钟输出一个脉冲，作为基准 系统时钟计数器（ 1）以五十进制计数，即每五十分钟向计时器（ 2）发送一 个脉冲计数器（ 2）以五百进制计数当条件满足（两个计数到第六个小时 时），RS触发器置位开始动作，产生输出Q,振荡电路使蜂鸣器发出“劈”的十进制计数声响整个电路完成一次六个小时的定时接通电源接通电源复位计时装置脉冲百进制计数复位 —设置时间「.——输出、、 计数器（1）1计数器（2）10触发器的置位振荡电路 劈蜂鸣器 ii1.图 3.2定时器的示意时序图一种分别测量和累积计算用电单位计量柜各相断相时间的方法，由断相传感 器和用电传感器分别从用电单位的计量柜的电压互感器和用电线路上获取断相 信号和用电信号，仅当上述两种信号同时加到控制单元时才驱动相应计时器计 时实施该方法的计时装置可有电压闭锁式和电流闭锁式两种型式，它们均由 面板、机壳、断相传感器、断相信号变换器、用电传感器、用电信号变换器、 控制器、电计时器等部件所组成两种断相计时装置可采用石英电子钟作计时 器，计时精确可靠。
计时装置在这里使用准确的时间脉冲振荡器多谐振荡器 的振荡频率不够准确另外，考虑到电路的可靠和简单，选择使用模块化的， 做成集成电路形式的晶体振荡器复位电路的作用是：当电源接通时产生脉冲，使各个电路复位一般地，计数 器触发器以及带触发器的各种集成电路，输出的电压是不确定的而现在的工 作条件下，要求在电路开始工作时，必须知道触发器初始状态是怎么样的所 以，必须设置复位电路，在接通电源后，通过复位电路，对各计数器触发器置 零为确保微机系统中电路稳定可靠工作，复位电路是必不可少的一部分， 复位电路的第一功能是上电复位一般微机电路正常工作需要供电电源为 5V±5%，即4.75〜5.25V由于微机电路是时序数字电路，它需要稳定的 时钟信号，因此在电源上电时，只有当 VCC 超过 4.75V 低于 5.25V 以及晶 体振荡器稳定工作时，复位信号才被撤除，微机电路开始正常工作两个计数单元分别由一个十进制计数器构成，由它对标准时间脉冲进行计数 该十进制计数器的个位输出端根据计数基准脉冲个数，顺序输出高电位，当个 位输出端输出脉冲位置当从 9 变到 0 时，则产生一个负电位的十进制脉冲第 二个计数器对这个负电位的脉冲进行计数，从而在结构上完成进位。
通过计算， 我们将标准时间脉冲设置位于分钟时，计数器（ 1）是五分位，计数器（ 2）是 五十分位当六个小时计时结束时，通过动作装置完成对球阀的驱动因此，首先需要一 个逻辑电路，用它来判断六个小时计时结束定时器的开关（ 1）接在计数器（1）的第十个脉冲输出端口，用于设定个位的0〜9分；定时器的开关（2）接 在计数器（2）的第三个脉冲输出端口，用于设定十位个位和十位设定的时间 输出都是高电位当“与非”门取出时间设定与计数值一致的信号时，即完成 了判断RS触发器被置位RS触发器的输出Q控制振荡电路，使电子蜂鸣器 发出“劈„„劈”的断续报时声响如果用于球阀的驱动，则可以将电子蜂鸣 器换成放大电路，外接一个电动机来驱动球阀四、定时器电路设计图 4.1 是实际的定时器整体电路图电源为三节 1.5V 电池十进制计数器使用 CMOS4000B 系列中的 4017B 集成电路此外， 驱动电 子 蜂 鸣 器 的 集成电 路 也消耗电 能， 这里使 用 大电 流高速 CMOS74HC 系列，其耗用电流可达 20mA 4000B 系列 CMOS 的耗用电流为 10mA电子蜂鸣器是内部装有振荡电路的蜂鸣器，与别的电路相组合，可以发出 断续音。
4.1 计时装置定时器的基准时间，和数字表等一样使用频率稳定度非常好的晶体振荡器由 于晶体振荡器的振频率在数十 KHz 以上，有必要使用分频器来分频，使其频 率下降基准时间发生集成电路使用的是可编程晶体振荡器 SPG8651B 芯片晶体振荡 器和用程序可任意设定的分频器组装在一个芯片中8651Bf（Hz）设置端CTL400001111CTL500110011CTL1CTL2、、DTL6DTL3 '、、、、01010101000100K10K1K1001011/11/10000110K1K1001011/101/1001/100001050K5K5005051/21/201/20001133.3K3.3K333.333.33.331/31/301/30010025K2.5K250252.51/41/401/40010120K2K2002021/51/501/50011016.6K1.6K166.616.61.61/61/601/6001118.3K833833.383.3&30.831/1201/12001：H0：OPEN以上是8651B控制端设定表CTL1〜CTL6按表中给出的那样设定，能够输出 lOOKHz〜1/1200HZ的频率，上表中1表示接高电平，0表示接地。
根据现在的 设计任务，我们选定输出频率为 1/300，即 CTL1 接地，其余接高电平，时钟 每 5 分钟输出一个脉冲4.2 复位电路电源接通T = C./LJ* - 约101匚图4电.2源复位接电通路时(1)图3.2是电源接通后产生复位脉冲的电路当电源开关接通后，在电容C和电阻 R 的串联电路中有充电电流流过 在电阻 R 两端产生了如图中 ① 那 样的电压当充电结束后充电电流 没有了，电压变为零电源接通后， 在②处产生负脉冲，③处产生正 脉冲，将该脉冲加给计数器和触发 器的复位端，使之初始化图 3.3 是电源断开时的电路图在 电源关断时，电容 C 上保持的电荷 通过二极管向电源放电放电时的 电流不通过电阻R,时间常数变小， 放电时间很短复位电路恢复到初始工作状态 （ ）电源接通时图 4.3 复位电路 （2）4.3 计数电路计数电路中使用的十进制计数器是 CMOS4000B 系列中的 4017B 集成电路该计 数器和普通的十进制计数器 BCD 计数器有所不同它在约翰逊计数器中装入了 十进制译码器，所以对这里 的使用是非常重要的集成电时钟」UUUUUUUUL1 路 时钟 □□□「该集成电路的时序图如图 允许 U LI3.4。
时钟使能端为L， —clock端加上脉冲，则用时 __钟的上升沿来计数这是一种非常有益的功能 n LI LI在定时电路设计中，计数器 Q] — —（1） 的4017B作为基准时 P 厂| 厂钟SPG8651B的输出，每五 己 二分时钟的下降沿来计数输 Q?出端Q〜Q9依次输出H另 o夕卜，计数器（1 ）的 cappy °” out,即进位输出端每10个 口 一时钟向计数器（2）输出一少 次，也就是每五十分钟升起 Q& 厂一次，完成五十分钟的计数。