本設(shè)計采用555作為振蕩電路，由74LSl92、74LS48和七段共陰LED數(shù)碼管構(gòu)成計時電路，具有計時器直接復(fù)位、啟動、暫停、連續(xù)計時和報警功能。該電路制作、調(diào)試簡單，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、計數(shù)器、譯碼器、顯示電路、報警電路和輔助控制電路五部分組成，見右圖。其整機電路如下圖所示，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)過計算得到f≈1Hz即1秒。

2.計數(shù)器

計數(shù)器由兩片74LS192同步十進制可逆計數(shù)器構(gòu)成。

利用減計數(shù)Rd=0，反向=0，CPd=1，實現(xiàn)計數(shù)器按8421碼遞減進行減計數(shù)。利用借位輸出端反向BO與下一級的CPd連接，實現(xiàn)計數(shù)器之間的級聯(lián)。

利用預(yù)置數(shù)反向LD端實現(xiàn)異步置數(shù)。

當(dāng)Rd=0，且反向LD=0時，不管CPu和CPd時鐘輸入端的狀態(tài)如何，將使計數(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74LS48和7段共陰數(shù)碼管組成。74LS48譯碼驅(qū)動器具有以下特點：內(nèi)部上拉輸出驅(qū)動，有效高電平輸出，內(nèi)部有升壓電阻而無需外接電阻。

4.控制電路

完成計數(shù)器的復(fù)位、啟動計數(shù)、暫停/繼續(xù)計數(shù)、聲光報警等功能。控制電路由IC5組成。IC5B受計數(shù)器的控制。IC5C、IC5D組成RS觸發(fā)器，實現(xiàn)計數(shù)器的復(fù)位、計數(shù)和保持“24”、以及聲、光報警的功能。

(1)K1：啟動按鈕。K1處于斷開位置時，當(dāng)計數(shù)器遞減計數(shù)到零時，控制電路發(fā)出聲、光報警信號，計數(shù)器保持“24”狀態(tài)不變，處于等待狀態(tài)。當(dāng)K1閉合時，計數(shù)器開始計數(shù)。

(2)K2：手動復(fù)位按鈕。當(dāng)接下K2時，不管計數(shù)器工作于什么狀態(tài)，計數(shù)器立即復(fù)位到預(yù)置數(shù)值，即“24”。當(dāng)松開K2時，計數(shù)器從24開始計數(shù)。

(3)K3：暫停按鈕。當(dāng)“暫停/連續(xù)”開關(guān)處于“暫停”時，計數(shù)器暫停計數(shù)，顯示器保持不變，當(dāng)此開關(guān)處于“連續(xù)”開關(guān)，計數(shù)器繼續(xù)累計計數(shù)。

5.報警電路

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

二、工作原理

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

若接下K2，計數(shù)器立即復(fù)位，松開K2計數(shù)器又開始計數(shù)。

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