一款定时自动关机电路及其在多媒体设备管理中的应用

林百光 肇庆学院教育技术与计算机中心 526040

【文章摘要】

本文详细介绍了一款结构简单、使用方便可靠的开／关机电路，该电路通过单键实现开/ 关机操作，并利用555 定时器实现定时自动关机的功能。该电路应用范围广，作为案例，本文介绍了在多媒体教学设备管理中，将该电路加装于有线座咪中的应用，文中给出了具体的电路参数及相关的详细说明。

【关键词】

单按键; 自动关机;555 定时器; 多媒体设备管理

0 引言

在日常生活和工作中，电器设备使用完后忘记关机是经常发生的事，使设备长时间处于通电工作的状态，不仅浪费电能，而且会影响电器设备的使用寿命，甚至存在安全隐患。本文介绍一种结构简单，使用方便可靠的定时自动关机电路。

1 电路组成和工作原理

定时自动关机电路的组成如图1 所示，该电路主要由单按键开/ 关机电路和定时电路两大部分组成，下面分别介绍这两部分电路的工作原理。

2.1 单按键开/ 关机电路

图1 中，晶体管Q1、Q2，电阻R1、R2、R3、R4、电容C1，按键S 组成了单按键开/ 关机电路。电路正常工作前，Q1、Q2 因没有偏置而处于截止状态，电路无电压输出，电容C1 上的电压为零。按下S 键的瞬间，由于电容C1 两端的电压不能突变，电源VCC 通过晶体管Q1 的发射结、R1、按键S，对电容C1 进行充电，Q1 因获得一个较大的偏置电流而迅速进入饱和状态，饱和压降很小，电源通过Q1 输出，相当于电源开关闭合。定时电路因获得电压而正常工作，555 的第3 脚输出高电位，通过电阻R4 向Q2 提供一个偏置电流，Q2 导通，这时即使松开S，也能为Q1 提供一个偏置电流，因而晶体管Q1 能保持饱和状态。当电路稳定工作后，电源通过R3 对电容C1充电，C1 上的电压上升到（VCC － VCES1），（VCES1 为Q1 集电极和发射极之间的饱和压降），若按下S，则加于Q1 发射极和电阻R1 下端之间的电压突然变为VCES1，小于Q1 的导通电压，Q1 将截止，定时电路失电，555 的第3 脚输出电压很快变为零，Q2没有偏置很快进入截止状态，松开S，Q1无偏置保持截止，相当于电源开关断开。之后电容C1 通过R3 向负载ZL 和定时电路放电，待放电完毕，C1 上的电压又回到为零的初始状态，若再次按下S 则将重复上面开启电源的过程。

2.2 定时电路

图1 中，由定时器555 及外接电阻R5、R6，电容C2、C3、C4 组成定时电路。

2.2.1 定时器555 简介

定时器555 是一种中规模集成电路，它具有结构简单、工作稳定可靠、安装使用方便等特点。其逻辑功能如下表所示。

2.2.2 定时电路的工作原理

在图1 所示的电路中，555 定时器与外围元件R5、R6、C2、C4 组成一个单稳态电路，开始工作时，S 被按下，晶体管Q1 饱和，定时电路上电开始工作，由于电容两端的电压不能突变，2 脚电压U2、6脚电压U6 均为低电平，从555 定时器的逻辑功能表可知，3 脚的输出U3 为高电平，使Q2 饱和，为Q1 提供偏置电流，这时松开S 按钮，Q1 也能维持饱和状态，电路正常工作。电路正常工作后，电源通过R5 对C2进行充电，通过R6 对C4 进行充电，使555第6 脚的电压U6、第2 脚的电压U2 慢慢上升，在电路参数方面，本应用电路中，充电时间常数R5C2>>R6C4，所以U2 比U6 的上升速度快很多，根据555 的逻辑功能表，只要U6<2VCC/3，U3 保持为高电平，电路维持正常的工作。随着充电过程的不断进行，C2 上的电压最终会上升到U6>2VCC/3，此时U2 必定大于VCC/3，根据功能表，555 的状态立即发生变化，3 脚的输出U3 从高电平变为低电平，晶体管Q2 由饱和变为截止，Q1 由于没有偏置电流而由饱和变为截止，定时电路和负载断电而停止工作。

2.2.3 定时时间的计算

根据以上的分析，假设在按下按钮S前，电路中的所有电容已完全放电，那么负载获得电源供电而能够正常工作的时间实际上就是555 第6 脚的电压U6 从0上升到2VCC/3 这段时间，即定时时间T，在电源VCC 通过R5 对C2 进行充电的电路中，C2 的初始电压值U6 （ ）=0，充电结束的最终值U6（∞）=VCC，在到达定时时间T这一刻C2 上的电压值U（6 T）=2VCC/3，代入RC 电路过渡过程计算公式得：

3 应用

通常，学校的多媒体教学设备管理部门存在管理人员少而所管的设备多的实际问题，至使一些设备由于管理不到位555 定__