A timer is a  type of clock used for measuring specific times. 
Timers can be categorized into two main types. 
The word "timer" is usually reserved for devices that count down from a specified time interval called a countdown timer, while devices that do the opposite, measuring elapsed time by counting upwards from zero, are called stopwatches.  A simple example of the first type is an hourglass. Working method timers have two main groups: hardware and software timers.

Most timers give an indication that the time interval that had been set has expired - such as a loud noise.

Time switches, timing mechanisms that activate a switch, are sometimes also called "timers."

Hardware

Mechanical
Mechanical timers use clockwork to measure time. Manual timers are typically set by turning a dial to the time interval desired, turning the dial stores energy in a mainspring to run the mechanism. They function similarly to a mechanical alarm clock, the energy in the mainspring causes a balance wheel to rotate back and forth. Each swing of the wheel releases the gear train to move forward by a small fixed amount, causing the dial to move steadily backward until it reaches zero when a lever arm strikes a bell. The mechanical kitchen timer was invented in 1926 called a fan fly that spins against air resistance, low-precision mechanical egg-timers are sometimes of this type.

The simplest and oldest type of mechanical timer is the hourglass - which is also known as "the glass of the hour" - in which a fixed amount of sand drains through a narrow opening from one chamber to another to measure a time interval.

Electromechanical

Short-period bimetallic electromechanical timers use a thermal mechanism, with a metal finger made of strips of two metals with different rates of thermal expansion sandwiched together, steel and bronze are common. An electric current flowing through this finger causes heating of the metals, one side expands less than the other, and an electrical contact on the end of the finger moves away from or towards an electrical switch contact. The most common use of this type is in the "flasher" units that flash turn signals in automobiles, and sometimes in Christmas lights. This is a non-electronic type of multivibrator.

An electromechanical cam timer uses a small synchronous AC motor turning a cam against a comb of switch contacts. The AC motor is turned at an accurate rate by the alternating current, which power companies carefully regulate. Gears drive a shaft at the desired rate, and turn the cam. The most common application of this timer now is in washers, driers and dishwashers. This type of timer often has a friction clutch between the gear train and the cam, so that the cam can be turned to reset the time.

Electromechanical timers survive in these applications because mechanical switch contacts may still be less expensive than the semiconductor devices needed to control powerful lights, motors and heaters.

In the past, these electromechanical timers were often combined with electrical relays to create electro-mechanical controllers. Electromechanical timers reached a high state of development in the 1950s and 1960s because of their extensive use in aerospace and weapons systems. Programmable electromechanical timers controlled launch sequence events in early rockets and ballistic missiles. As digital electronics has progressed and dropped in price, electronic timers have become more advantageous.

Electronic

Electronic timers are essentially quartz clocks with special electronics, and can achieve higher precision than mechanical timers. Electronic timers have digital electronics, but may have an analog or digital display. Integrated circuits have made digital logic so inexpensive that an electronic timer is now less expensive than many mechanical and electromechanical timers. Individual timers are implemented as a simple single-chip computer system, similar to a watch and usually using the same, mass-produced, technology.

Many timers are now implemented in software. Modern controllers use a programmable logic controller (PLC) rather than a box full of electromechanical parts. The logic is usually designed as if it were relays, using a special computer language called ladder logic. In PLCs, timers are usually simulated by the software built into the controller. Each timer is just an entry in a table maintained by the software.

Computer systems usually have at least one hardware timer. These are typically digital counters that either increment or decrement at a fixed frequency, which is often configurable, and which interrupt the processor when reaching zero. An alternative design uses a counter with a sufficiently large word size that it will not reach its overflow limit before the end of life of the system.

More sophisticated timers may have comparison logic to compare the timer value against a specific value, set by software, that triggers some action when the timer value matches the preset value. This might be used, for example, to measure events or generate pulse-width modulated waveforms to control the speed of motors (using a class D digital electronic amplifier).

One specialist use of hardware timers in computer systems is as watchdog timers, which are designed to perform a hardware reset of the system if the software fails.

Software
These types of timers are not devices nor parts of devices, they exist only as software. They rely on the accuracy of a clock generator usually built into a hardware device that runs the software.

Applications
Due to the increasing popularity of mobile phones, many  timer apps have been developed that mimic the old mechanical timer, but which have also highly sophisticated functions. These apps are also easier to use, because they are available at once, without any need to purchase or carry separate devices. Timers can be software applications phones, smartwatches, or tablets. Some of these apps are countdown timers, stopwatch timers, etc. These timer apps can be used for tracking working or training time, motivating children to do tasks, replacing an hourglass-form egg timer in board games such as Boggle, or for the traditional purpose of tracking time when cooking.

Apps may be superior to hour glasses, or to mechanical timers. Hour glasses are not precise and clear, and they can jam. Mechanical timers lack the customization that applications support, such as sound volume adjustments for individual needs. Most applications will also offer selectable alarm sounds.

Some timer applications can help children to understand the concept of time, help them to finish tasks in time, and help them to get motivated. These applications are especially used with children with disabilities like ADHD, Down syndrome, etc., but everybody else can also benefit from them.

See also

Candle-timers
Countdown
Time lock
Drip irrigation
Egg timer
Intervalometer
Staircase timer
Time to digital converter
Water clock
Photo-lab timer

References

Digital circuits
Control devices
Home automation
Timers
타이머()는 특별한 종류의 시계로, 일련의 사건이나 프로세스를 제어하거나 측정하는데 사용할 수 있다. 주로 특정 목적의 사건이 진행될 때, 진행되는 시간을 측정하는 기능을 말한다. 예를 들어 스톱워치는 숫자 0부터 숫자를 올려 세어 숫자의 진행이 얼마의 시간이 걸렸는지를 측정한다. 스톱워치와는 달리, 모래시계 개념의 타이머는 일정한 시간 간격으로부터 숫자를 내려 세어 끝나는 시간을 측정한다.

타이머는 기계적, 전자기계적, 전기적, 소프트웨어적인 방식을 취하기도 하며 다양한 목적에 적용된다.

현대의 모든 컴퓨터들은 하나 이상의 디지털 타이머를 포함하기도 한다.  컴퓨터 시스템에서 주기적 타이머는 주기적 사건 처리가 필요할 경우, 주기를 만들기 위해 디지털 카운터 회로를 사용하여 특정 시간이 되었음을 알리는 디지털 신호로 얻어 낸다. 하드웨어적인 카운터 회로로부터 발생한 신호는 마이크로프로세서의 인터럽트 처리 방식과 결합하여 해당 소프트웨어를 처리함으로써 주기적 요구사항을 처리할 수 있다.

정해진 시간을 초과하면 소리 신호 등을 이용하여 단순히 이를 알려주기도 하지만 타임 스위치와 같은 전기 스위치를 운영하여 전력을 차단하기도 한다. 전기 시스템에서 PLC에 내장된 타이머는 전기 시스템 제어에 사용할 수 있다. 래더 다이어그램에 타이머 기능을 추가하여 일정 시간 간격을 기능을 구현할 수 있다.

컴퓨터에서의 활용 

컴퓨터에서 가장 필수적인 모듈로 사용한다. 소프트웨어로 정확한 시간을 측정하는 것은 프로그램이 복잡해지면 거의 불가능해진다. 물론 특정 기간에 특정 마이크로프로세서의 기계어 묶음을 실행하여 시간을 측정할 수도 있으나, 보통의 컴퓨터 시스템에서는 여러 가지 일이 복합적으로 이루어지기 때문에 디지털 회로(하드웨어)에 의한 시간 회로가 필요하다. 따라서 거의 모든 컴퓨터에서 사용되며, MCU 등의 임베디드 시스템에서도 필수적이다. 아주 간단한 MCU에서는 사용하지 않을 수도 있다.
컴퓨터 시스템에서 하드웨어인 디지털 회로(타이머 모듈)로부터 일정 시간이 되면 인터럽트 등을 사용하여 소프트웨어로 다시 카운터하는 방식으로 좀 긴 시간의 타이머를 구성할 수도 있다. 보통 카운터가 8/16비트를 많이 사용하기 때문에 긴 시간을 하드웨어로 구성하는 경우는 드물다.
보통 마이크로프로세서의 클럭 신호를 이용하기 때문에 미리 2진 카운터로 주파수를 낮추고, 다시 카운터 회로에 의해 원하는 시간을 얻는 것이 일반적이다.

컴퓨터에서 타이머 모듈 

타이머는 주기적 시간을 얻을 때 사용하는 디지털 카운터 회로 모듈이다. 마이크로프로세서가 소프트웨어 방식으로 일정시간을 카운터 하는 방식은 복잡한 기계어 실행으로 인해 긴 시간 측정은 일반적으로 불가능하다. 따라서 별도의 카운터 회로를 갖는 타이머 모듈을 사용하여 일정한 주기적 시간 처리를 하는 시스템 요구에 대응한다. MCU의 기본 모듈로 사용한다. 8051의 초기 모델의 경우 2개가 장착되어 있다. MCU는 다양한 개수의 타이머를 장착하여 모델을 분리하여 다양한 성능에 따른 요구 사항을 만족하도록 구성한다.

기본적으로 디지털 카운터 회로이기 때문에 클럭이 필요한데, 보통 마이크로프로세서에 클럭을 원천으로 사용한다. 이 주파수가 높아 우선 프리스케일 카운터 회로를 사용하여 주파수를 낮춘다. 다시 이 낮아진 주파수를 가지고 8,16비트 등의 카운터 회로를 사용하여 주기를 얻는다. 보통 8비트 MCU의 경우 8비트와 16비트 등을 많이 사용한다.

타이머는 하드웨어 카운터 이기 때문에 이 모듈을 사용하여 주기적 시간도 얻지만 한 주기 동안 HIGH와 LOW의 상태의 시간을 조절하여 PWM 기능을 지원하는 경우도 많다. 주기와 PWM의 시간 조절을 하나의 타이머 모듈에 장착하고 레지스터 설정에 따라 다양한 기능이 선택적으로 동작하도록 하는 방식을 많이 사용한다.

실시간 시계 

실시간 시계(Real Time Clock, RTC) 모듈은 시간을 전용으로 카운터 하는 회로로 시간을 세는 디지털회로 모듈이다. 시간을 세기 위해 카운터 회로와 별도의 수정 발진자(결정 진동자)와 배터리가 필요하다. 보통 32.768kHz 수정발진자를 사용하여 시분초와 날짜를 만드는 카운터의 클럭 신호로 사용한다. RTC는 컴퓨터 전원이 나가도 시간이 유지되어야 하기 때문에 마이크로프로세서 개입 없이 초부터 년까지의 시간을 디지털 회로의 카운터에 의존한다. 전원이 없는 상태에서 동작하는 것이 일반적이므로 별도의 배터리 전원을 사용하여 카운터 회로가 동작한다.

구성요소는 다음과 같다.
 날짜와 시, 분, 초 등의 시간을 카운터하는 디지털 카운터 회로 회로
 카운터 회로에 사용하는 수정 발진자(결정 진동자)
 카운터 회로에 컴퓨터의 전원이 꺼져도 공급하는 배터리

전기 시스템에서 활용 

정해진 시간 동안 전기 장치를 가동하는 방법으로 타이머가 장착된 콘센트를 활용할 수 있다.

같이 보기 
 카운트다운
 마이크로프로세서
 디지털 회로

각주

외부 링크 

  온라인 시계

 
디지털 회로
전자공학