电路识图29-定时及延时电路原理分析

一、定时及延时电路的结构特点

定时电路主要的目的是调节时间，在特定的时间点上执行工作；

延迟电路则是延缓执行时间，发出指令后的某一时间段，再执行工作。

在实际的设备中，这两个电路既可以单独使用，又可以结合使用，与不同功能的模块的电路组合，应用在不同领域当中。

1、定时电路的结构与电路分析

有些电子产品，输入执行命令后，需要在计数周期内执行若干次，此时可以通过定时电路实现这一功能，起到调节时间的目的，如定时开关，定时提醒等。

典型的定时电路如下图所示。

这是一个简易定时器，它主要由一片14位二进制串行计数/.分频集成电路IC1和供电电路等组成。IC1内部电路与外围元件R4，R5，RP1，C4组成RC振荡电路。

当振荡信号在IC1内部经14级二分频后，在IC1的3脚输出经8192次（2的13次方）分频信号，也就是说，若振荡周期为T，利用IC1的3脚输出做延时，则延时时间可达8192T，调节RP1可使T变化，从而起到了调节定时时间的目的。

开机时，电源供电经电容C3使IC1清零，随后IC1便开始计时，经过8192T时间后，IC1的3脚输出高电平脉冲信号，使VT1导通,VT2截止，此时继电器K1因失电而停止工作，其触点即起到了定时控制的作用。

电路中的S1为复位开关。若要中途停止定时，只要按动一下S1，则IC1便会复位，计数器便又重新开始计时，电阻R2为C3提供放电回路。

2、延时电路的结构与电路分析

延迟电路在电子产品中的目的是起到暂缓执行控制命令，如延迟启动，延迟关闭等。

典型延迟电路如下图所示。

这是一个延迟电路，该电路中SN74123为双单稳IC，将终端设备的键控输出信号或其它的按键或继电器的输出信号进行延迟，延迟约为5毫秒以上，它可以消除按键触电的抖动。

二、定时及延时电路的分析实例

在实际的电子产品中，定时及延时变换电路应用的十分广泛，根据不同产品的需求，其电路结构多种多样。

1、定时电路的分析实例

1）定时提示电路的实例分析

典型定时提示电路如下图所示。

这是一个定时提示电路，该电路的主题是IC1 CMOS向上计数器电路，内设振荡电路。电源启动后，即为IC1复位，计时器开始工作，经一定电源开关的计数周期（64周期）后，Q7~Q10端陆续输出高电平，当Q7~Q10都为高电平时，定时时间到，VT1导通，蜂鸣器发声，提示到时。

2）有显示功能的定时电路的实例分析

典型有显示功能的定时控制电路如下图所示。

该电路采用数码显示可使人们能直观地了解时间进程和时间余量，并可随意设定定时时间。

该电路中，IC1为555时基电路，它与外围元件组成一个振荡电路。IC2为可预置四位二进制可逆计数器74LS193，它与R2，C3构成预置数为9的减法计数器。IC3为BCD-7段锁存/译码/驱动器CD4511，它与数码管IC4组成数字显示部分。C1和R1,RP1用来决定振荡电路的翻转时间，为了使C1的充放电电路保持独立而互不影响，电路中加入了VD1，VD2。

电路中，在接通电源的瞬间，因电容C3两端的电压不能突变，故给IC2一个置数脉冲，IC2被置数为9.与此同时，C1两端的电压为零且也不能突变，故IC1的2、6脚为低电平，其3脚输出高电平，并为计数器提供驱动脉冲。IC2德尔13脚输出脉冲信号的同时输出四位BCD信号，经译码器和驱动电路IC3去驱动数码管IC4。

2、延迟电路的分析实例

1）长时间脉冲延迟电路的实例分析

典型长时间脉冲延迟电路如下图所示。

该电路采用三个晶体管，能延长D触发器的延迟时间，在电容C1上的电压到达单结晶体管T1的转移电平之前，T1仍处于截止状态。延迟时间由R1，C1的时间常数决定。当C1上的电压到达触发电平时T1导通，T2截止，CD4013B的1脚变为低电平。

2）延时熄灯电路的实例分析

典型延时熄灯电路如下如所示。

该电路中，接通按钮开关S瞬间，由于CD4541的Q，/QSEL端接高电平，使IC1德尔8脚输出高电平，VT晶体管饱和导通，继电器KS1吸合，照明供电电路处于自保持状态。经延时5分钟后，CD4541的8脚输出变为低电平，继电器KS1释放，照明灯断电熄灭。

单片机定时器计数器的结构以及工作原理

定时器/计数器的结构

定时器/计数器的实质是加1计数器(16位)，由高8位和低8位两个寄存器组成。TMOD是定时器/计数器的工作方式寄存器，确定工作方式和功能;TCON是控制寄存器，控制T0、T1的启动和停止及设置溢出标志。

计数器输入的计数脉冲源

系统的时钟振荡器输出脉冲经12分频后产生;

T0或T1引脚输入的外部脉冲源。

计数过程

每来一个脉冲计数器加1，当加到计数器为全1(即FFFFH)时，再输入一个脉冲就使计数器回零，且计数器的溢出使TCON中TF0或TF1置1，向CPU发出中断请求(定时器/计数器中断允许时)。如果定时器/计数器工作于定时模式，则表示定时时间已到;如果工作于计数模式，则表示计数值已满。

定时应用

用作定时器：此时设置为定时器模式，加1计数器是对内部机器周期计数(1个机器周期等于12个振荡周期，即计数频率为晶振频率的1/12)。计数值N乘以机器周期Tcy就是定时时间t 。

计数运用

用作计数器：此时设置为计数器模式，外部事件计数脉冲由T0或T1引脚输入到计数器。每来一个外部脉冲，计数器加1。但单片机对外部脉冲有基本要求：脉冲的高低电平持续时间都必须大于1个机器周期。

工作方式寄存器(TMOD)

GATE：门控位。GATE=0时，只要用软件使TCON中的TR0或TR1为1，就可以启动定时器/计数器工作;(即需要一个启动条件)

GATE=1时，要用软件使TR0或TR1为1，同时外部中断引脚也为高电平时，才能启动定时器/计数器工作，即需要两个启动条件。

C/T :定时/计数模式选择位。

C/T =0为定时模式; C/T =1为计数模式。

M1M0：工作方式设置位。

计数器工作方式选择

M1 M0 工 作 方 式 功 能 说 明

0 0 方式0 13位计数器

0 1 方式1 16位计数器

1 0 方式2 自动重装8位计数器

1 1 方式3 定时器0：分成两个8位

定时器1：停止计数

定时器/计数器的控制

控制寄存器TCON

TCON的低4位用于控制外部中断,已在前面介绍。TCON的高4位用于控制定时器/计数器的启动和中断申请。其格式如下：

TF1(TCON.7)：T1溢出中断请求标志位。T1计数溢出时由硬件自动置TF1为1。CPU响应中断后TF1由硬件自动清0。TR1(TCON.6)：T1起/停控制位。1：启动 0：停止

TF0(TCON.5)：T0溢出中断请求标志位，其功能与TF1类同。

TR0(TCON.4)：T0起/停控制位。1：启动 0：停止

定时器/计数器的工作方式

方式1

方式1为13位计数，由TL0的低5位(高3位未用)和TH0的8位组成TL0的低5位溢出时向TH0进位，TH0溢出时，置位TCON中的TF0标志，向CPU发出中断请求。

方式2

方式2的计数位数是16位，由TL0(TL1)作为低8位、TH0(TH1)作为高8位，组成了16位加1计数器 。

方式3

方式3为自动重装初值的8位计数方式。

在方式3下，当计数器计满255(FFH)溢出时，CPU自动把TH 的值装入TL中，不需用户干预。因此特别适合于用作较精确的脉冲信号发生器。

方式4

方式4只适用于定时器/计数器T0，定时器T1方式3时相当于TR1=0，停止计数。工作方式4将T0分成为两个独立的8位计数器TL0和TH0 。

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