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简易秒表的原理说明

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简易秒表的设计与制作

该系统山时钟脉冲信号模块、计数模块和译码显示模块三部份组成。

时钟脉冲模块运用了 NE355组成的多谐振荡器,NE555的8脚为电源端,1 脚为接地端,4脚为清零端,由于4脚是高电平有效,因此4脚与8脚相接高电 平。3脚为输出端,5脚为电压控制端,为了避免干扰,在5脚接上O.Oluf小电 容接地。当接通电源,Vcc经R—、R2给电容C2充电,使电容C2两头的的电压 Uc逐渐升高,当Uc计数模块运用了四块741S192数字芯片,741S192是同步可逆计数器,不仅 能叠加计数,还能递减计数°D(fD3是数据输入端,Q0、Q3是数据输出,都是高电

平有效。PL是预置端,低电平有效,当PL为低电平时,无论CP状态如何,可 将预置数D0D1D2D3置入计数器(为异步置数),当PL为高电平时,芯片禁止预 置数。RM是清零端,为高电平有效,所以在此端接上一个开关,当芯片要正常 工作时按下开关接地,清零端无效。UP是叠加脉冲输入端,D\\是递减脉冲输入 端,当UP接入时钟脉冲CP且DN为高电平时,在CP上升沿作用下该芯片进行叠 加计数;当DN接入时钟脉冲CP且UP为高电平时,在CP上升沿作用下进行递减 计数。TCU为进位端,TCD为错位端,当进行叠加计数时,在UP第9个脉冲上升 沿作用后,当其下降沿到来时,进位输出端TCI;产生一个负的进位脉冲,第10 个脉冲的上升沿作用后,计数器复位,从头开始汁数,TCD的工作原理正好相反, 因此能够利用此原理用4块741S192制作显示XX: XX的简易可逆的秒表,U1的 进位输出端和错位输岀端别离接入U2的UP、DN, U2与U3, U3与U4之间的相连 相同。四块芯片的16个数据输入端别离用16个开关相接并接地,如此能够用于 任 意 置 数

译码显示模块别离用4块CD4511 7段译码器和四个共阳极LED数码管组成。 CD4511的ABCD为数据输入端,QA'QG为译码输出端。LT为试灯输入信号,低电

平有效,此信号用来测试七段数码管发光段好坏,当该端为低电平时,不论其他 输入端状态如何,则七段全亮,说明数码管工作正常。BI为熄灭输入信号,低 电平有效,这是为了降低系统的功耗而设置的,当该端为低电平时,无论其他输 入端得状态如何,所有的发光段均熄灭,不显示任何数字。

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单单如上述所说是还达不到要求的秒表的功能,因为这芯片不断处于计数的 状态,当计数显示到99: 99时又从头计数,变回00: 00开始计数。递减计数也 如此,当计数到00: :00时,有变回99:99从头递减计数。所以为了改变这种状 态,让叠加计数到99:99时自动停止,也让递减计数到00:00时自动停止,就必 需给电路加以修改。当要让秒表递减讣数到00:00自动停止时,即四个计数器的 输出都是0,在四个计数器的四个输出端都接上四个非门,再用四输入二与门 741S21别离接上每一个计数器的四个非门,当四个计数器都输出0时,通过非 门以后全都输出髙电平,再通过四个四输入与门输出也都是高电平,再在四个四 输入门的输出口接上一个四输入与门,通过那个四输入与门以后输出一个高电 平,输出的那个高电平就直接接到脉冲的输入口电路仍是没能自动停止,想要改 计数系统自动停止就只能在脉冲的输入口接入一个低电平,所以只能在最后的那 个四输入与门的输出端接上一个非门,如此就可以输出一个低电平,计数系统递 减计数到00:00的时候就可以自动停止了。叠加讣数的也差不多的原理,要想让 计数系统自动在99:99自动停止,就得要在计数芯片计数到最后一个9的时候返 回一个信号让芯片自动暂停工作,计数也就只能停留在99:99o由于要返回9和 0的信号不一样,返回0的都是低电平,而返回9的都是高电平,所以就省掉了 非门,直接接上两个四输入与门就可以够了,当计数到99:99的时候,两个四输 入与门的输入端都是高电平,两个与门的输出也都是高电平,而咱们要的是一个 输出信号,所以再接上儿个二输入与门,如此就取得了一个高电平,在而输入与 门的输出端接上一个非门就取得了咱们所要的输岀信号,把输出的低电平通入脉 冲的输入端就可以够实现自动停止的功能了。

其实如此并还不是很理想,再把电路略微改一下那就更好了。要想让电路能 够自动暂停计数,只能让返回来的信号和时钟信号通过一个二输入与门再接入时 钟信号输入端,如此子就可以够实现想要的功能了,当正常计数时,返回信号的 输入端都是高电平,而NE555发出的时钟脉冲信号都是高电平,通过与门以后就 可以够给计数系统输入一个高电平,当计数系统计数到99:99或00:00时,返回 信号的输入端是低电平,通过与门以后也只能输出一个低电平,计数系统也山此 暂停工作。为了让两个返回信号之间不彼此影响,所以别离在两个返回信号的输 出端各接上一个开关按钮,最后再把两个返回信号接在一路直接接到与门的输入 端,并在它们的公共端接上一个开关按钮并直接接地,当按下那个按钮计数系统 就可以够暂停工作了,所以那个按钮是暂停按钮。当想要计数到00: 00时,就 可以够按下该返回信号线路上的那个开关,而且要断开另一返回信号线路上的那 个开关,如此这两个返回信号之间就不会彼此影响了。相反,当想要计数到99:99 时,就要按下该返回信号的开关按钮,而且要断开另一返回信号线路上的那个开 关。

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