555定時器數(shù)字秒表電路

本文介紹了一個數(shù)字秒表電路的原理、設(shè)計和操作。數(shù)字秒表可以是一個顯示以分、時、秒為單位的實際時間的電路，也可以是一個顯示時鐘脈沖數(shù)的電路。這里我們設(shè)計的是第二種類型，其中電路顯示從0到59的計數(shù)，代表60秒的時間間隔。換句話說，這里的電路只顯示秒數(shù)的時間。這是一個簡單的電路，包括一個555定時器來產(chǎn)生時鐘脈沖和兩個計數(shù)器IC來進行計數(shù)操作。

數(shù)字秒表電路原理：

這個電路是基于同步級聯(lián)的2級計數(shù)器工作原理。其想法是顯示時鐘脈沖從0到59的計數(shù)，代表60秒的時間間隔。這是通過使用一個以星形模式連接的555定時器IC來產(chǎn)生每個間隔為1秒的時鐘脈沖來實現(xiàn)的。當(dāng)?shù)谝粋€計數(shù)器從0到9計數(shù)時，第二個計數(shù)器在第一個計數(shù)器的計數(shù)值達到9時開始計數(shù)操作。計數(shù)器IC以級聯(lián)的形式連接，每個計數(shù)器的輸出連接到BCD-7段解碼器，用于驅(qū)動7段顯示器。

數(shù)字秒表電路圖：

數(shù)字停表的電路圖

數(shù)字秒表電路設(shè)計：

設(shè)計的第一部分涉及到設(shè)計555定時器的星形多諧振蕩器安排。這里需要的時間周期是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(shè)Ra和Rb的值約為10K。這里我們得到一個100uF的電解質(zhì)電容。

設(shè)計的第二部分涉及到將兩個計數(shù)器IC-4510以同步級聯(lián)的方式連接起來。這是通過將計數(shù)器IC的時鐘引腳連接到555定時器的輸出來實現(xiàn)的，從而形成平行的時鐘輸入信號。其中一個IC的輸出引腳被連接到另一個IC的輸入引腳。

由于我們關(guān)心的是，一旦第一個計數(shù)器達到9的計數(shù)值，就啟動第二個計數(shù)器，我們通過設(shè)計一個簡單的組合邏輯電路來實現(xiàn)?；仡櫼幌掠嫈?shù)器的真值表，對于一個9的時鐘脈沖計數(shù)，相應(yīng)的二進制計數(shù)或計數(shù)器輸出信號的狀態(tài)是1001。換句話說，當(dāng)計數(shù)為9時，Q1和Q4處于高邏輯信號。在這里我們使用一個AND門IC 7408，它的輸入連接到第一個計數(shù)器的Q1和Q4引腳，輸出連接到第二個計數(shù)器的U/D引腳。

在這里，我們的要求是顯示時鐘脈沖，直到數(shù)到60。這可以通過確保第二個計數(shù)器在計數(shù)達到5的時候復(fù)位來實現(xiàn)。我們通過設(shè)計一個簡單的邏輯電路來實現(xiàn)，該電路由另一個AND門IC組成，其輸入端連接到第二個計數(shù)器的Q3和Q2引腳。

第三部分是設(shè)計顯示電路。這是通過將每個計數(shù)器IC的輸出連接到BCD到7段解碼器的輸入來完成的。每個解碼器ICs 4511的輸出被連接到7段顯示器。

數(shù)字秒表電路的工作：

一旦常開開關(guān)轉(zhuǎn)到關(guān)閉位置，電路就開始工作。定時器555以頻繁的間隔產(chǎn)生高低信號，從而產(chǎn)生振蕩信號，其頻率是基于兩個電阻和充電電容的值。換句話說，定時器555集成電路產(chǎn)生所需時間周期的時鐘脈沖。這個時鐘信號被送入兩級排列的BCD計數(shù)器CD4510。CD4510由四個同步時鐘的D-觸發(fā)器組成，它們被連接在一起以實現(xiàn)計數(shù)操作。時鐘脈沖由兩級同步級聯(lián)排列的兩個CD4510計數(shù)器進行計數(shù)。當(dāng)集成電路U3收到時鐘脈沖時，它開始從0到9計數(shù)。一旦計數(shù)達到9，AND門IC U4A產(chǎn)生一個高邏輯輸出，該輸出被送入IC U2的U/D引腳。IC U2開始進行計數(shù)操作。IC U2繼續(xù)其計數(shù)操作，每當(dāng)U3達到其結(jié)束計數(shù)時，IC U3也繼續(xù)計數(shù)。然而，一旦IC U2的計數(shù)達到6，復(fù)位引腳被AND門U5B設(shè)置為高電平。該計數(shù)顯示在由BCD到7段解碼器CD4511驅(qū)動的7段顯示器上。因此，該電路顯示從0到60的時鐘脈沖。

數(shù)字秒表的應(yīng)用：

這個電路可以作為問答比賽的指示器使用。

數(shù)字秒表的局限性：

該電路不顯示實際時間，而是顯示時鐘脈沖的計數(shù)。

由于傳播延遲，使用數(shù)字計數(shù)器IC在整個操作過程中會產(chǎn)生一個時間延遲。

這是一個理論上的電路，可能需要修改。