Цифровой таймер на ИМС СD4541В

  • Печать

Рейтинг:  0 / 5

Звезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активна
 

Федотов А.Г.
Сейчас в радиолюбительской литературе или на радиолюбительских сайтах, если речь идет о простом таймере на основе счетчика, то это обычно CD4060. Но ведь есть и другие варианты. Например, микросхема CD4541 (или CD4541B).


Микросхема CD4541B представляет собой цифровой одновибратор / мультивибратор, построенный на основе многоразрядного счетчика и RC-мультивибратора.
Функциональное обозначение микросхемы показано на рисунке 1. Два резистора R1, R2 и конденсатор С работают в частотозадающей цепи встроенного мультивибратора. Мультивибратор, физически, состоит из двух последовательно включенных инверторов. Вывод 3 - вход первого инвертора. Точка соединения выхода первого инвертора и входа второго - вывод 1, а выход второго инвертора - вывод 2. Практически схема мультивибратора несколько отличается, так как есть вход для блокировки мультивибратора при установки счетчиков микросхемы в нулевое положение. А так же при помощи триггера, когда микросхема работает как одновибратор.
Счетчик-делитель имеет только один выход, - вывод 8, Это старший выход двоичного 16-разрядного счетчика. Максимальный коэффициент деления - 65536. Всего может быть четыре значения коэффициента деления, - 256, 1024, 8192 и 65536. Выбор значения осуществляется заданием двоичного кода на выводах выбора значения, - выв. 12 (А) и 13 (В). При A=0, B=0 коэффициент деления 8192, при А=0, В=1 коэффициент деления 1024, при А=1, В=0 коэффициент деления 256, при А=1, В=1 коэффициент деления 65536.
Можно выбрать только одно из этих четырех значений, суммировать их нельзя.
Вход S (вывод 9) служит для выбора полярности выходных импульсов. При нуле на нем на выходе (вывод 8) в обнуленном состоянии счетчика - логический ноль, то есть, импульсы поло-
жительные. А при единице на нем, на выходе импульсы инверсные.
Вход М (вывод 10) служит для выбора того как будет работать микросхема, - как одновибратор или как мультивибратор. При логическом нуле на выв. 10 микросхема работает как одновибратор, то есть,
после пуска выдает один импульс. В таком режиме микросхема может работать как таймер, генерирующий один интервал и останавливающийся после завершения этого интервала.
При единице на выводе 10 микросхема работает в мультивибраторном режиме, то есть, генерирует импульсы, повторяющиеся с определенной частотой, При этом, что весьма важно, импульсы строго симметричной формы.
Вход AR (вывод 5) служит для автоматического обнуления счетчика. При нуле на нем автоматическое обнуление включено, при единице - выключено.

Вход MR (вывод 6) служит для обнуления. При подаче на него единицы счетчик обнуления и держится в обнуленном состоянии столько времени, сколько присутствует единица на выводе 6. Практически он работает как вход «R» любого счетчика. Здесь же, его можно использовать и для запуска цифрового одно-вибратора, путем подачи на него запускающего импульса.
Микросхема CD4541B имеет выход повышенной мощность, - выходное сопротивление всего 100 Оm при напряжении питания 15V. Вход позволяет подключать к нему до семи входов ИМС логики ТТЛ. Напряжение питания может быть от 3 до 18V. Частота встроенного мультивибратора может быть в пределах от 10 Hz до 100 kHz. Измерять частоту импульсов мультивибратора можно на выводе 2 или 1, - это выходы логических инверторов, на которых построен мультивибратор. При этом нужно учесть, что встроенный мультивибратор работает только во время отсчета. При работе от внешнего мультивибратора или другого источника тактовых импульсов, импульсы нужно подавать на вывод 3. При этом остальные выводы инверторов RC-мультивибратора не используются.

На рисунке 2 показана схема таймера на одной микросхеме CD4541B, который предназначен для выключения нагрузки через заданное время.
Вывод 9 подключен к плюсу питания (на них единицы) поэтому выход инверсный, то есть, с начала работы на выходе D1 есть логическая единица. Она поступает через R6 на базу транзистора VT1. Он открывается и включает реле К1, которое своими контактами включает нагрузку (контакты реле на схеме не показаны, - их включение зависит от схемы нагрузки). Это состояние продолжается пока счетчик D1 считает импульсы от своего встроенного мультивибратора, а зависит это время от частоты импульсов этого мультивибратора. Частота регулируется плавно переменным резистором R1 от 10 до 500 Гц, при этом время включенного состояния нагрузки может быть установлено, в зависимости от положения R1, от 2,2 минуты до 110 минут.
Поскольку вывод 10 соединен с общим минусом питания микросхема работает в одновибраторном режиме. Это значит, что по окончании временного интервала на выводе 8 устанавливается ноль. Транзистор VT1 закрывается и реле выключает нагрузку. И работа счетчика на этом останавливается. Теперь чтобы повторить выдержку нужно обнулить счетчик нажимом кнопки S1.
Если нужно чтобы схема включала нагрузку после заданного времени, нужно вывод 9 микросхемы подключить к минусу питания.
Если нужно чтобы схема периодически включала и выключала нагрузку, с равными периодами включенного и выключенного состояния, нужно вывод 10 микросхемы подключить к плюсу питания.
Питается таймер от источника постоянного тока напряжением 5,5V, в качестве которого используется стандартное зарядное устройство для смартфонов. Но источник питания может быть и другим, напряжением от 3 до 18V, при этом реле должно быть с обмоткой на соответствующее напряжение.
Выходной каскад можно сделать и по любой другой схеме, например, на оптопаре, ключевом полевом транзисторе, тиристоре или симисторе, все зависит от конкретного применения схемы.
Микросхему CD4541 можно найти на «Алиэкспресс».
РК 02-2018