■使用振盪器之長時間計時器

汽車電子電路控制檢測實務與應用篇

如上所述，10分鐘以上之計時器，若使用C.R之充、放電方式電路，實際上較為困難。因此，可以使用交流電源，依每一周期之時間以及計時之時間來決定計數器計數之多寡。在此場合便需使用正反器(Flip-Flop ，以下簡稱FF)。

圖13為T-FF，每當T端輸入一時鐘脈衝時，Q與Q輸出端子之狀態將反轉一次。若以波形表示輸出與輸入間之關係時，則如圖14所示。亦即，輸入2個脈衝時，輸出之狀態變化一次，輸入4個脈衝時，則變化2次。

換句話說，使用此種FF時，其輸出端之信號頻率為輸入信號之半，故可用來作1/2分頻電路。

假設使用5只T-FF，接成圖15之方式，則輸出頻率將為輸入頻率 1/2× 1/2× 1/2× 1/2 ×1/21 之＝ 1/32。亦即輸出信號之時間(周期)為輸入側之32倍。

若輸入之頻率為32Hz，則在經過1秒之後方有輸出信號，換言之，該一電路可用來做1秒之計時器。設若增加FF之電路級數，則可製作長時間之計時器。

以下介紹時限為20分左右，可作通話時間之報知或其他用途之簡單計時器之設計。使用之電源為乾電池，而以蜂鳴器作報知之用。

圖16為本器之方塊圖形，使用一振盪電路，使輸出方形波信號，並以分頻器予以分頻。由於振盪係由C.R之電路常數所決定，故此種計時器仍屬C.R方式。

若欲變更時間，則如圖17(a)所示，雖可使用可變電阻以改變振盪頻率，但往往時間與刻度之指示不合，而導致時間差異存在。因此，可將振盪器之頻率予以固定，而改變分頻電路之級數，藉以改變計時之時間。

振盪器使用反轉器MC14069UB所組成，至於其電路詳見前一章。分頻器則採用MC14520B。圖18為其接腳之連接圖。由於MC14520係4Bit之2進計數器(4級FF串接)，故可作16分頻。一只MC14520中包含兩組相同之電路，故使用一只IC即可作1/16×16＝1/256分頻之動作。

假若計時之時間為2分鐘，則振盪率之周期約為0.47秒，亦即頻率為2.12Hz。若將上述時間為2分之輸出(方形波)輸至MC14017B時，則每當MC14017輸入一脈衝時，輸出狀態變化一次，如果將MC14017之輸出依圖17(b)所示，以開關予以切換時，即可設定2分至18分鐘之計時時間。設定用之開關可使用IP之小型開關或旋轉式之開關。

由於小型蜂鳴器之動作電流約為10mA左右，故可使用一只電晶體予以驅動。該電晶體雖可用MC14017B之輸出直接驅動，但因反轉器尚餘多只，故本例中使用其中兩只接成緩衝電路後，用以驅動電晶體。