本設(shè)計(jì)采用555作為振蕩電路，由74LSl92、74LS48和七段共陰LED數(shù)碼管構(gòu)成計(jì)時(shí)電路，具有計(jì)時(shí)器直接復(fù)位、啟動(dòng)、暫停、連續(xù)計(jì)時(shí)和報(bào)警功能。該電路制作、調(diào)試簡(jiǎn)單，采用普通器件，一裝即成。

一、電路組成

電路由秒脈沖發(fā)生器、計(jì)數(shù)器、譯碼器、顯示電路、報(bào)警電路和輔助控制電路五部分組成，見(jiàn)右圖。其整機(jī)電路如下圖所示，印制板電路如左圖所示。

1.秒脈沖發(fā)生器

秒脈沖產(chǎn)生電路由555定時(shí)囂和外接元件R1、R2、C構(gòu)成多諧振蕩器。

輸出脈沖的頻率為：

經(jīng)過(guò)計(jì)算得到f≈1Hz即1秒。

2.計(jì)數(shù)器

計(jì)數(shù)器由兩片74LS192同步十進(jìn)制可逆計(jì)數(shù)器構(gòu)成。

利用減計(jì)數(shù)Rd=0，反向=0，CPd=1，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器按8421碼遞減進(jìn)行減計(jì)數(shù)。利用借位輸出端反向BO與下一級(jí)的CPd連接，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器之間的級(jí)聯(lián)。

利用預(yù)置數(shù)反向LD端實(shí)現(xiàn)異步置數(shù)。

當(dāng)Rd=0，且反向LD=0時(shí)，不管CPu和CPd時(shí)鐘輸入端的狀態(tài)如何，將使計(jì)數(shù)器的輸出等于并行輸人數(shù)據(jù)，即Q3Q2Q1Q0=D3D2D1D0。

3.譯碼及顯示電路

本電路由譯碼驅(qū)動(dòng)74LS48和7段共陰數(shù)碼管組成。74LS48譯碼驅(qū)動(dòng)器具有以下特點(diǎn)：內(nèi)部上拉輸出驅(qū)動(dòng)，有效高電平輸出，內(nèi)部有升壓電阻而無(wú)需外接電阻。

4.控制電路

完成計(jì)數(shù)器的復(fù)位、啟動(dòng)計(jì)數(shù)、暫停/繼續(xù)計(jì)數(shù)、聲光報(bào)警等功能?？刂齐娐酚?a target="_blank">IC5組成。IC5B受計(jì)數(shù)器的控制。IC5C、IC5D組成RS觸發(fā)器，實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)器的復(fù)位、計(jì)數(shù)和保持“24”、以及聲、光報(bào)警的功能。

(1)K1：?jiǎn)?dòng)按鈕。K1處于斷開(kāi)位置時(shí)，當(dāng)計(jì)數(shù)器遞減計(jì)數(shù)到零時(shí)，控制電路發(fā)出聲、光報(bào)警信號(hào)，計(jì)數(shù)器保持“24”狀態(tài)不變，處于等待狀態(tài)。當(dāng)K1閉合時(shí)，計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)。

(2)K2：手動(dòng)復(fù)位按鈕。當(dāng)接下K2時(shí)，不管計(jì)數(shù)器工作于什么狀態(tài)，計(jì)數(shù)器立即復(fù)位到預(yù)置數(shù)值，即“24”。當(dāng)松開(kāi)K2時(shí)，計(jì)數(shù)器從24開(kāi)始計(jì)數(shù)。

(3)K3：暫停按鈕。當(dāng)“暫停/連續(xù)”開(kāi)關(guān)處于“暫?！睍r(shí)，計(jì)數(shù)器暫停計(jì)數(shù)，顯示器保持不變，當(dāng)此開(kāi)關(guān)處于“連續(xù)”開(kāi)關(guān)，計(jì)數(shù)器繼續(xù)累計(jì)計(jì)數(shù)。

5.報(bào)警電路

當(dāng)IC5D輸出為低電平時(shí)，發(fā)光二極管D發(fā)光，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警。

二、工作原理

由555定時(shí)器輸出秒脈沖經(jīng)過(guò)R3輸入到計(jì)數(shù)器IC4的CD端，作為減計(jì)數(shù)脈沖。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)計(jì)到O時(shí)，IC4的(13)腳輸出借位脈沖使十位計(jì)數(shù)器IC3開(kāi)始計(jì)數(shù)。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到“00”時(shí)應(yīng)使計(jì)數(shù)器復(fù)位并置數(shù)“24”。但這時(shí)將不會(huì)顯示“00”，而計(jì)數(shù)器從“01”直接復(fù)位。由于“00”是一個(gè)過(guò)渡時(shí)期，不會(huì)顯示出來(lái)，所以本電路采用“99”作為計(jì)數(shù)器復(fù)位脈沖。當(dāng)計(jì)數(shù)器由“00”跳變到“99”時(shí)，利用個(gè)位和十位的“9”即“1001”通過(guò)與非門(mén)IC5去觸發(fā)RS觸發(fā)器使電路翻轉(zhuǎn)，從11腳輸出低電平使計(jì)數(shù)器置數(shù)，并保持為“24”，同時(shí)D發(fā)光二極管亮，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，即聲光報(bào)警。接下K1時(shí)，RS觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)11腳輸出高電平，計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)。

若接下K2，計(jì)數(shù)器立即復(fù)位，松開(kāi)K2計(jì)數(shù)器又開(kāi)始計(jì)數(shù)。

若需要暫停時(shí)，按下K3，振蕩器停止振蕩，使計(jì)數(shù)器保持不變，斷開(kāi)K3后，計(jì)數(shù)器繼續(xù)計(jì)數(shù)。