案例三：项目定时器实现

一、项目任务

某企业承接了一批定时器的组装与调试任务，请按照相应的企业生产标准完成该产品的组装与调试，实现该产品的基本功能，满足相应的技术指标。装配完成后，利用相关的仪表对电路进行通电测试，记录测试数据。

二、电路结构

定时器电路如图5.7.1所示，电路共由五部分组成。555定时器和R1、R2、C1、R3、LED构成多谐振荡器；CD4518、R6、R7组成两位十进制计数电路；CD4511为4线/7段译码器；R4、R5及数码管SM4205组成共阴极显示电路；两个与非门组成定时控制电路。

图5.7.1　定时器

三、工作原理

1.集成元件介绍

（1）CD4518：同步十进制计数器。

CD4518是同步双十进制加法计数器，引脚排列如图5.7.2所示。其中，CLK为时钟输入端；EN为使能端；RST为清0端，高电平控制有效；Q0～Q3为计数输出端（按8421BCD码计数规律）；VDD为电源端；VSS为接地端。

CD4518为双脉冲控制输入，当上边沿触发时，时钟CP从CLK输入，此时EN为使能端，EN高电平控制有效。当下边沿触发时，时钟CP从EN输入，此时LCK作使能端使用，CLK低电平控制有效。

（2）CD4511：七段译码器。

CD4511是4线/7段显示译码器，引脚排列如图5.7.3所示。该译码器具有较大的输出电流驱动能力，可直接驱动半导体显示器。图中A3、A2、A1、A0为8421BCD码输入端，Ya～Yg为输出端，输出高电平有效，用以驱动共阴极显示器。

图5.7.2　CD4518引脚排列图

图5.7.3　CD4511引脚排列图

（3）七段显示器：SM4205。(www.xing528.com)

SM4205是共阴极七段数码管，其引脚关系如图5.7.4所示：

图5.7.4　SM4205引脚图

（4）555定时器。

555定时器的引脚排列如图5.7.5所示，555定时器的功能可归纳为：“两高出低，两低出高，中间保持；放电管VT的状态与输出相反”。使用时注意：TH电平高低是与相比较，电平高低是与相比较。

（5）CT74LS00：两输入端与非门。

CT74LS00由4个二输入端的与非门构成，GND、VCC分别为接地端和电源端，引脚排列图如图5.7.6所示。与非门的功能特点是：有0出1，全1出0。

图5.7.5　555定时器的引脚排列图

图5.7.6　CT74LS00引脚图

2.工作原理

（1）多谐振荡电路：由555定时器、R1、R2、C1、C2构成多谐振荡器，产生计数脉冲。其产生的脉冲周期为：

T＝0.7(R1＋2R2)·C1＝1(s)

（2）计数译码及显示：由CD4518构成两位十进制加法计数器，个位计数器时钟由CLK输入，此时EN为使能端，上边沿触发有效。十位计数CLK作使能端，时钟由EN输入，下边沿触发有效。个位Q3接十位的EN，个位每10个脉冲，Q3产生一个下边沿，十位触发计数1次，达到逢十进一的目的。最后将计数的结果译码并显示出来。

（3）定时控制：由两个与非门构成定时控制电路。开关置于30s位置时，当计数器十位的Q1、Q0都为高电平1时，与非门输出0（全1出0），此时，个位EN＝0，使能端无效，计数器停止计数，否则正常计数。开关置于60s位置时，当计数器十位的Q2、Q1都为1时，与非门输出0（全1出0），此时，个位EN＝0，使能端无效，计数器停止计数。分别实现30s和60s定时控制的目的。

图5.7.1中，按下开关S1，计数器清零0有效，电路清0。