555定時(shí)器數字秒表電路

本文介紹了一個(gè)數字秒表電路的原理、設計和操作。數字秒表可以是一個(gè)顯示以分、時(shí)、秒為單位的實(shí)際時(shí)間的電路，也可以是一個(gè)顯示時(shí)鐘脈沖數的電路。這里我們設計的是第二種類(lèi)型，其中電路顯示從0到59的計數，代表60秒的時(shí)間間隔。換句話(huà)說(shuō)，這里的電路只顯示秒數的時(shí)間。這是一個(gè)簡(jiǎn)單的電路，包括一個(gè)555定時(shí)器來(lái)產(chǎn)生時(shí)鐘脈沖和兩個(gè)計數器IC來(lái)進(jìn)行計數操作。

數字秒表電路原理：

這個(gè)電路是基于同步級聯(lián)的2級計數器工作原理。其想法是顯示時(shí)鐘脈沖從0到59的計數，代表60秒的時(shí)間間隔。這是通過(guò)使用一個(gè)以星形模式連接的555定時(shí)器IC來(lái)產(chǎn)生每個(gè)間隔為1秒的時(shí)鐘脈沖來(lái)實(shí)現的。當第一個(gè)計數器從0到9計數時(shí)，第二個(gè)計數器在第一個(gè)計數器的計數值達到9時(shí)開(kāi)始計數操作。計數器IC以級聯(lián)的形式連接，每個(gè)計數器的輸出連接到BCD-7段解碼器，用于驅動(dòng)7段顯示器。

數字秒表電路圖：

數字停表的電路圖

數字秒表電路設計：

設計的第一部分涉及到設計555定時(shí)器的星形多諧振蕩器安排。這里需要的時(shí)間周期是1秒。輸出信號的頻率由f = 1.44/ (Ra+Rb) C給出，我們可以計算出C的值，假設Ra和Rb的值約為10K。這里我們得到一個(gè)100uF的電解質(zhì)電容。

設計的第二部分涉及到將兩個(gè)計數器IC-4510以同步級聯(lián)的方式連接起來(lái)。這是通過(guò)將計數器IC的時(shí)鐘引腳連接到555定時(shí)器的輸出來(lái)實(shí)現的，從而形成平行的時(shí)鐘輸入信號。其中一個(gè)IC的輸出引腳被連接到另一個(gè)IC的輸入引腳。

由于我們關(guān)心的是，一旦第一個(gè)計數器達到9的計數值，就啟動(dòng)第二個(gè)計數器，我們通過(guò)設計一個(gè)簡(jiǎn)單的組合邏輯電路來(lái)實(shí)現?；仡櫼幌掠嫈灯鞯恼嬷当?，對于一個(gè)9的時(shí)鐘脈沖計數，相應的二進(jìn)制計數或計數器輸出信號的狀態(tài)是1001。換句話(huà)說(shuō)，當計數為9時(shí)，Q1和Q4處于高邏輯信號。在這里我們使用一個(gè)AND門(mén)IC 7408，它的輸入連接到第一個(gè)計數器的Q1和Q4引腳，輸出連接到第二個(gè)計數器的U/D引腳。

在這里，我們的要求是顯示時(shí)鐘脈沖，直到數到60。這可以通過(guò)確保第二個(gè)計數器在計數達到5的時(shí)候復位來(lái)實(shí)現。我們通過(guò)設計一個(gè)簡(jiǎn)單的邏輯電路來(lái)實(shí)現，該電路由另一個(gè)AND門(mén)IC組成，其輸入端連接到第二個(gè)計數器的Q3和Q2引腳。

第三部分是設計顯示電路。這是通過(guò)將每個(gè)計數器IC的輸出連接到BCD到7段解碼器的輸入來(lái)完成的。每個(gè)解碼器ICs 4511的輸出被連接到7段顯示器。

數字秒表電路的工作：

一旦常開(kāi)開(kāi)關(guān)轉到關(guān)閉位置，電路就開(kāi)始工作。定時(shí)器555以頻繁的間隔產(chǎn)生高低信號，從而產(chǎn)生振蕩信號，其頻率是基于兩個(gè)電阻和充電電容的值。換句話(huà)說(shuō)，定時(shí)器555集成電路產(chǎn)生所需時(shí)間周期的時(shí)鐘脈沖。這個(gè)時(shí)鐘信號被送入兩級排列的BCD計數器CD4510。CD4510由四個(gè)同步時(shí)鐘的D-觸發(fā)器組成，它們被連接在一起以實(shí)現計數操作。時(shí)鐘脈沖由兩級同步級聯(lián)排列的兩個(gè)CD4510計數器進(jìn)行計數。當集成電路U3收到時(shí)鐘脈沖時(shí)，它開(kāi)始從0到9計數。一旦計數達到9，AND門(mén)IC U4A產(chǎn)生一個(gè)高邏輯輸出，該輸出被送入IC U2的U/D引腳。IC U2開(kāi)始進(jìn)行計數操作。IC U2繼續其計數操作，每當U3達到其結束計數時(shí)，IC U3也繼續計數。然而，一旦IC U2的計數達到6，復位引腳被AND門(mén)U5B設置為高電平。該計數顯示在由BCD到7段解碼器CD4511驅動(dòng)的7段顯示器上。因此，該電路顯示從0到60的時(shí)鐘脈沖。

數字秒表的應用：

這個(gè)電路可以作為問(wèn)答比賽的指示器使用。

數字秒表的局限性：

該電路不顯示實(shí)際時(shí)間，而是顯示時(shí)鐘脈沖的計數。

由于傳播延遲，使用數字計數器IC在整個(gè)操作過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生一個(gè)時(shí)間延遲。

這是一個(gè)理論上的電路，可能需要修改。