按键控制延时灯电路方案设计

自激多谐振荡器是一种无稳态电路,但是有两个维持不能长久的暂稳态,因而能够不断地进行转化而形成振荡。这个例子介绍的是由与非门构成的RC微分型单稳态电路。所谓单稳态电路,即有一个稳定状态和一个暂时稳定状态,在输入信号的控制下,能够由稳态转变为暂稳态,经过一定时间后又自动返回到稳定状态,暂稳态的持续时间由元件参数来决定。

电路原理图如下图所示。它由与非门IC1A、IC1B和C2、R4等微分电路组成单稳态电路,由按钮开关S1和C1等组成负脉冲触发信号电路,由LED1、R5组成显示电路。当电源刚接通,且S1尚未闭合时,电源通过电阻R1和R3向电容C1充电,C1左端为正,R2和R3组成分压电路,使得IC1A的输入端第1脚得到电源电压的1/2,也就是3V左右的电压,高于IClA的转换电压而此时ICIB的第6脚接在电源正极上,第6脚为高电平,第5脚由于通过电阻R4接地,所以第5脚为低电平,故C1B此时输出端第4脚为高电平,该高电平同时加载至IC1A的第2脚,故与非门IC1A的输出端第3脚为低电平。

当按钮开关S1闭合时,在C1上已经充满的电荷通过电阻R3放电,在R3上的放电电流方向是自下而上,与原作为分压电路的电流方向自上而下相反,因此在IC1A的第1脚得到了一个负向尖顶脉冲信号,此时IC1A输出的第3脚将变为高电平,该高电平通过C2送至IC1B的第5脚,由于电容两端电压不能突变,所以IC1B的第5脚也为高电平,第4脚将变为低电平,驱动LED1点亮,电路将从稳态变为暂稳态。

随着C2不断充电,IC1B的第5脚电压将逐渐降低,达到IC1B的翻转电位后,第4脚将恢复为高电平,LED1熄灭,电路恢复到稳定状态。

这个微分型的单稳态电路的输出脉冲宽度为确定值,即IC1A触发后持续输出高电平的时间是固定值,而LED1的持续点亮时间将由定时元件C2和R4决定。其延时时间的计算公式为

一般来说,R4的取值范围相对较小,C的取值范围可以大些。