秒定时器的安装

任务描述

本任务是要为某实验室设计一个60秒的定时器显示，以便实现工作的定时。根据任务要求，元器件已经准备好，需要根据原理图完成线路部分的焊接并验收。

任务目标

1.能正确使用焊接工具，完成电子元器件的焊接基本技能的训练。

2.能正确识读电路原理图，设计电路的布局走线，并按照任务要求和相关工艺规范完成电路的装接。

3.通过安装计数器电路，熟悉74LS160、74LS00、555等集成电路的外形及引脚功能，不断提高基本技能和组装电路的工艺水平。

4.能分析60秒定时器秒脉冲、计数部分、显示部分的原理。

知识准备

材料准备：电烙铁、焊锡丝、松香、烙铁架、万能板、尖嘴钳、斜口钳、小镊子、电容、电阻、集成芯片、60秒定时器原理图。如图8-9所示。

图8-9  材料准备

资讯准备：集成芯片管脚多而且密集，如用万能板焊接电路，必须要耐心细致。现在还可以利用DXP软件做成PCB板，方便焊接操作，PCB焊接技术近年来广泛用于电子工业工艺，而回流焊技术也越来越成为趋势。原则上传统插装件也可用回流焊工艺，这就是通常所说的通孔回流焊接。其优点是有可能在同一时间内完成所有的焊点，使生产成本降到最低。然而温度敏感元件却限制了回流焊技术的应用，无论是插装件还是SMD，因此人们把目光转向选择焊接。大多数应用中都可以在回流焊接之后采用选择焊接。这将成为既经济又有效的完成剩余插装件的焊接方法，而且与将来的无铅焊接完全兼容。

此外，还需要掌握以下相关知识：

60秒定时器电路的组成及原理

60秒定时器电路主要由三部分组成：555组成的秒脉冲电路、74LS160组成的六十进制电路和共阴极数码管显示电路。如图8-10所示。

图8-10  60秒定时器电路

1. 555组成的秒脉冲电路

任务一已经做了讲解，在这里提醒同学们注意，如图8-10所示，电路的充放电周期T=0.7（R3+2R4）C1。

2. 74LS160组成的六十进制电路

（1）用74LS160和与非门组成6进制加法计数器——用异步清零端设计。

74LS160从0000状态开始计数，当输入第6个CP 脉冲（上升沿）时，输出Q3Q2Q1Q0＝0110，此时反馈给端一个清零信号，立即使Q3Q2Q1Q0返回0000状态，接着端的清零信号也随之消失，74160重新从0000状态开始新的计数周期。

反馈归零逻辑为代码中为1的Q相与非

电路如图8-11所示，给2管脚加矩形波，看数码管显示结果，并记录显示结果。

图8-11  用异步清零端设计

（2）用160和与非门组成7进制加法计数器——用同步置零设计。

计数器从Q3Q2Q1Q0=0000开始计数，当第6个CP到达后，计到0110，此时，并不能立即清零，而是要等第7个脉冲上沿到来后，计数器被置成0000。不会用异步清零端那样出现0110过渡状态，这是与用异步清零端的差别。用同步清零端设计计数器如图8-12所示，如则为7进制计数器。

图8-12  同步清零端设计计数器

（3）74LS160是十进制计数器，要做成六十进制计数器，先要做一个比60大的计时器。这里用两片74LS160接成一个一百进制计数器，再通过异步清零法实现六十进制计数。

3.共阴极数码管显示电路

图8-13  共阴极数码管显示电路

在本任务中，需要用到两块数码显示芯片，用于六十进制的显示，图8-13展示了数码7的显示过程，74LS248D芯片输入端DCBA=0111，对应十进制7，数码管显示为7，其他数字的显示过程同理。

任务实施

图8-14  合理布局图

一、确定元器件位置

根据选用万能板确定元器件的位置，注意美观与合理，如图8-14所示。

二、确定合适的线路焊接方式

飞线法和锡接走线法，如图8-15所示。

图8-15  安装步骤框图及焊接方法

三、焊接完成

完成焊接，准备进行最后的电路测试。如图8-16所示。

图8-16  60秒定时器电路板

任务评价

以小组为单位，选择演示文稿、展板、海报、录像等形式中的一种或几种，向全班展示汇报学习成果。

综合评价表

任务拓展

电路工作原理分析

如图8-17所示，IC555与RP、R2、R3组成典型的555多谐振荡电路，由于R2的电阻远小于R3，所以输出的波形基本为方波。该方波信号由3号脚输出端得到方波信号。由NE555的3脚输出的方波信号，经过C4的耦合，加至有R4C5组成的第一节积分变换电路，经积分变换后将方波变换为钟形波，并加至选择开关的b点，经VT2缓冲后输出三角波信号。将三角波信号通过R5、C6、R6、C7组成积分变换电路，输出正弦波信号。

图8-17  555组成的多波形信号发生器

任务检测

一、填空题

1. 60秒定时器电路主要由三部分组成：（ ）、（ ）和（ ）。

2.用74LS160和与非门组成6进制加法计数器——用异步清零端设计，74LS160从0000状态开始计数，当输入第（ ）个CP脉冲（上升沿）时，输出Q3Q2Q1Q0＝0110，此时反馈给（ ）端一个清零信号，立即使Q3Q2Q1Q0返回（ ）状态，接着，false端的清零信号也随之消失，74LS160重新从（ ）状态开始新的计数周期。

二、简答题

1.简述60秒定时器的组成和工作原理。

2.简要分析555多波形信号发生器。