纯硬件打造数字秒表

一直以来就很喜欢那种把想法变成现实的感觉,尤其是把想的东西变成可以看得见摸得着的东东,就有一种成就感。在最后一次数字电路的实验中,和同学亲手打造了一个秒表,纯硬件,在此记录一下实验原理。

材料

数码管两个,74ls47或74ls247两片,74ls160两片,74ls00两片,10uf电容一个,0.01uf电容一个,上拉电阻14个,555定时器一片。

工作原理
74ls47原理

74ls47
功能表
由功能表可看出,若要显示数字0~9可以将3,4,5管脚置为高电平,且输入端的D,C,B,A(对应6,2,1,7)管脚可以将输入的0~9的二进制数据转换到数码管的显示。

数码管原理

数码管图片

 数码管分为共阳极与共阴极,这里我们用的是共阳极,即输入低电平有效。

74ls160原理

74ls160
时序图
从时序图中可以看出,当QA,QB,QC,QD脉冲为1001(数字9)时,输出位输出一次高电平,此时前面经历了从0000到1001的变化,总共进行了十次计数。因此称其为十进制计数器。并且在计数时,CLR、LOAD、ENP、ENT都一直保持高电平。可以将十进制计数器进行改造,可以将其改成其他进制计数器,例如六进制计数器。原理就是,当计数器要进行第七次计数的时候使其归零,从而从新开始计数。利用74ls00便可以实现此功能
74ls00
利用此片的1,2,3引脚,计数方式0000---0001---0010---0011---0100---0101---0110---0111---1000---1001,且从左往右依次为Qd,Qc,Qb,Qa。若改位六进制,即进行0000---0001---0010---0011---0100---0101这个循环,遇到0110归零即可,此时利用74ls00的1,2引脚连接Qb,Qc即可达到目的。连接1,2引脚后,第三引脚可以接74ls160的清零端,从而开始从新计数

555定时器

除了上边的部件外,还需要一个时钟脉冲源,以用来产生稳定的脉冲。这里我们选择了555定时器 555
555定时器由两个电压比较器,一个RS触发器等构成。我们可以在加入两个电容和两个电阻构成多谐振荡器。如图

多谐振荡器
其中第二个电阻我们使用的是可调电阻为了改变脉冲强度(在6和7之间的电压),左边的电容10uf。3引脚为脉冲输出,利用其产生的脉冲来实现计数。

一张电路原理图。

附注

上面的原理图以上的图片多是为了分析原理而从网上找的图片

总结

学习硬件动手很重要,有的东西如果明白了原理在动手实验的话,往往会达到事半功倍的效果。、

有两张大图放不下,请移步 tuteng.github.com

原文地址:https://www.cnblogs.com/tuteng/p/3124969.html