数字电路分秒电子表设计思路的主要要素介绍和555定时器介绍和74LS160进制计数器介绍和74LS48段显示解码器介绍和数码管显示原理总体设计及仿真操作说明设计细节
本方案采用555定时器、74LS160进制计数器、74LS48段显示解码器作为主要器件。 Proteus工程https://download.csdn.net/download/weixin _ 43786907/16524761
在设计思路中，555定时器提供相对精确的1Hz时钟； 74LS160由4个级联连接构成2位60进制BCD码计数输出。 每1个时钟计数递增1，溢出后从0开始； 74LS48四枚对4个74LS160输出BCD码分别进行7级共阴数码管显示解码，驱动4个7SEG-MPX1-CC显示。
数字芯片分秒电子表设计思路：
主要部件介绍、555定时器使用介绍和555定时器使用是用途广泛的数字、模拟混合的中型集成电路，只需加装少量部件，即可轻松制作施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器，信号的生成、转换、控制和检测常用的555定时器有TTL和CMOS两种，它们的管脚号和功能一致。
由555计时器构成的多谐振荡器、电路图如下。
接通电源后，电容器c的初始电压为0，电路输出为1，放电管t断开，电源通过R1、R2充电到c。 当ucc上升到ucC/3时，电路的状态不变。 如果UC持续充电到2UCC/3，则电路的发送将反转，输出为0。 此时，t导通，电容器c通过R2、t向接地放电，uC开始下降。 当下降到UCC/3时，输出又反转为1的状态，放电管t截止，电容器c又开始充电。 这样重复，就可以向引脚3输出连续的矩形脉冲波信号。 图：
由此，u c u_c uc在U C C/3 U_{CC}/3 UCC /3和2uc/32u_{cc}/32ucc/3之间变化，因此电容器c中充电时间T1和放电时间T2可以求出为：
t1=(R1R3) CLN20.7 ) R1R3) c2t _ {1}=(r _ {3} ) CLN2 ) approx0.7 ) R_{1}R_{3} ) C_{4}
t
2 = R 3 C l n 2 ≈ 0.7 R 3 C 2 T_{2}=R_{3}Cln2\approx0.7R_{3}C_{2} T2=R3Cln2≈0.7R3C2
所以输出波形的周期为：
T = T 1 + T 2 = ( R 1 + 2 R 3 ) C 2 l n 2 ≈ 0.7 ( R 1 + 2 R 3 ) C 2 T=T_{1}+T_{2}=(R_{1}+2R_{3})C_{2}ln2\approx0.7(R_{1}+2R_{3})C_{2} T=T1+T2=(R1+2R3)C2ln2≈0.7(R1+2R3)C2
震荡频率为：
f = 1 T ≈ 1.44 ( R 1 + 2 R 3 ) C 2 f=\frac{1}{T}\approx\frac{1.44}{(R_{1}+2R_{3})C_{2}} f=T1≈(R1+2R3)C21.44
输出波形的占空比为：
q = T 1 T ≈ R 1 + R 3 R 1 + 2 R 3 q=\frac{T_{1}}{T}\approx\frac{R_{1}+R_{3}}{R_{1}+2R_{3}} q=TT1≈R1+2R3R1+R3
根据以上公式与实际情况设置 C 2 = 0.47 u F C_{2}=0.47uF C2=0.47uF, R 1 = 28 k Ω R_{1}=28kΩ R1=28kΩ, R 3 = 1 k Ω R_{3}=1kΩ R3=1kΩ。
74LS160十进制计数器介绍与使用
74LS160具有使能、异步清零、同步预置等功能。其逻辑功能如表：
注：X表示任意数。
由表知，若(RD) ̅=0时，则计数器异步清零，即QDQCQBQA=0000;若(RD) ̅=0时，则在当下一个CP时钟的上升沿达到时，计数器同步置入数据A、B、C、D；即QDQCQBQA=DCBA（A为最低位，D为最高位）；若EP=ET=1时，则在时钟CP作用下，计数器计数；否则，不计数（锁存）。74LS160四片级联构成两位60进制BCD码计数器，电路图如图：
74LS48七段显示译码器介绍与使用
74LS48可以将BCD码变成7段a-g显示驱动信号以驱动共阴LED数码管10进制显示。而且74LS48内部带有2kΩ限流电阻，使用时无需外接电阻，可直接与显示器相连。其逻辑功能如表：
注：X表示任意[3]
74LS48、74LS160与数码管构成显示译码电路如图：
数码管显示原理
用的是七段式和八段式LED 数码管，八段比七段多了一个小数点，其他的基本相同。 所谓的八段就是指数码管里有八个小LED发光二极管，通过控制不同的LED的亮灭来显示出不同的字形。 数码管又分为共阴极和共阳极两种类型，其实共阴极就是将八个LED的阴极连在一起，让其接地，这样给任何一个LED 的另一端高电平，它便能点亮。而共阳极就是将八个 LED 的阳极连在一起。其原理图如图：
其中引脚图的两个 COM 端连在一起， 是公共端， 共阴数码管要将其接地， 共阳数码管将其接正5伏电源。一个八段数码管称为一位，多个数码管并列在一起可构成多位数码管，们的段选线（即a, b, c, d, e, f, g, dp）连在一起，而各自的公共端称为位选线。显示时，都从段选线送入字符编码，而选中哪个位选线，那个数码管便会被点亮。数码管的8段，对应一个字节的8位，a对应最低位，dp 对应最高位。所以如果想让数码管显示数字0，那么共阴数码管的字符编码为00111111，即0x3f ；共阳数码管的字符编码为11000000，即0xc0。可以看出两个编码的各位正好相反。
整体设计与仿真实现
数字芯片为主体的分秒电子钟设计如图：
Proteus仿真结果如图：
操作说明
首先断开所有开关，闭合电源上电，闭合所有开关（不分顺序），此时开始计数，每秒加1。按下左侧按键则，分计数加一，按下右侧按键则，秒计数加一。断开最左侧开关课实现暂停，调节滑动变阻器可实现计数速度的变化。
设计细节
1.74LS48内部带有2kΩ限流电阻，使用时无需外接电阻，可直接与数码管器相连。
2.按键消抖
按键抖动通常的按键所用开关为机械弹性开关，当机械触点断开、闭合时，由于机械触点的弹性作用，一个按键开关在闭合时不会马上稳定地接通，在断开时也不会一下子断开。因而在闭合及断开的瞬间均伴随有一连串的抖动。
为消除抖动在按键两端并联电容，达到滤波消抖的作用。
3.计数周期可调。555定时器外接滑动变阻器，可改变电阻阻值，改变计数周期，做校准。断开右侧开关可暂停计数。
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