При наблюдении за течением каких-то процессов, как электрических, так и механических, требуется лабораторный прибор, способный измерять временные интервалы в пределах от 0,001 S до 1000 S. Прибор должен иметь несколько входов для разных случаев измерения. Один из них - для измерения времени удержания кнопки в нажатом положении (или геркона в переключенном), второй - для измерения интервала времени между нажатиями двух разных кнопок или переключениями двух разных герконов, а так же, два входа для измерения продолжительности действия логического уровня и для промежутка времени между двумя импульсами.
В основе прибора лежит шестиразрядный десятичный счетчик на шести микросхемах К176ИЕ4 (D1-D6). Микросхемы включены последовательно, по типовой схеме. Индикация осуществляется на шестиразрядном табло, составленном из шести одиночных светодиодных семисегментных индикаторов АПС321Б. Это индикаторы с общим анодом. В данной схеме (с микросхемами К176ИЕ4) лучше применять именно индикаторы с общим анодом, потому что выходы микросхем выдают больший ток нуля чем ток единицы. Ограничительные резисторы, которые обычно устанавливают между выходами микросхем и индикаторами не требуются, поскольку в самих микросхемах имеются схемы ограничения максимального выходного тока. Однако, если микросхемы К176ИЕ4 окажутся не очень качественными (с разными выходными токами) светодиоды индикаторов могут светиться не одинаково. В этом случае, можно будет включить дополнительные токоограничительные резисторы сопротивлением 200-1000 Ом, и таким образом, уровнять яркость свечения индикаторов.
Десятичная запятая включена только у индикатора Н4, она дает показания - «XXX,XXX», что дает возможность зрительно воспринимать показания прибора в секундах. Ток на «запятую» подается через резистор R1. Резистор R2 шунтирует соединенные вместе входы обнуления счетчиков D1-D5, а кнопка S1 служит для ручного сброса в нуль показания прибора.
Счетчик D1 расположен в младшем разряде, и на табло его индикатор Н1 размещается у правого края табло, счетчик D6 расположен в старшем разряде, его индикатор размещен у левого края табло.Остальные индикаторы расположены между ними согласно последовательности их включения по схеме (с лева на право - Н6-Н5-Н4-Н3-Н2-Н1).
Для измерения временных интервалов от 0,001 S требуется чтобы на вход счетчика D1 поступали импульсы именно с таким периодом, то есть, с частотой 1000 Гц. Эту частоту синтезирует схема, состоящая из мультивибратора на элементах D7.1-D7.2 и счетчика D9. Поскольку, используется кварцевый резонатор частотой 900 кГц (резонатор в стеклянном корпусе), то коэффициент деления счетчика D9 ограничен на уровне 900 (512+256+128+4). Как только счетчик D9 устанавливается в состояние «900», на всех входах элемента D8 устанавливаются логические единицы. Это приводит к тому, что на его выходе - ноль, на выходе D7.3 - единица, которая поступает на вход R D9 и обнуляет его. Таким образом, на выводе 15 D9 получаются импульсы, следующие с частотой 1000 Гц. Остановить счет и принудительно сбросить счетчик D9 в ноль можно подав логический ноль на вывод 9 D7.3. Именно этот вывод и используется для запуска и остановки счета, а значит и отсчета времени.
Выбор способа управления отсчетом времени (старт / стоп) производится переключателем S5. В показанном на схеме положении промежуток времени, который нужно измерить задается кнопкой S2. Пока кнопка отпущена (как на схеме) на выходе элемента D11.1 будет логический ноль, который поступает на вывод 9 D7.9 и секундомер находится в положении «стоп». При нажатии на эту кнопку на выходе D11.1 возникает единица, и секундомер начинает отсчитывать временной интервал. Фактически, секундомер считает время, в течении которого кнопка S2 находится в нажатом положении. Если её периодически отпускать и снова нажимать (не обнуляя счетчики кнопкой S1) секундомер покажет суммарное время нахождения кнопки S2 в нажатом положении.
В следующем положении переключателя S5 запуск и остановка секундомера производится двумя кнопками - запуск кнопкой S4, а остановка кнопкой S3. Причем кнопка S3 имеет приоритет, поэтому, если нажать S3 даже если S4 продолжает находится в нажатом состоянии, секундомер будет остановлен. В этом режиме секундомер измеряет интервал времени с момента нажатия S4 (после S4 можно отпустить), до момента нажатия S3.
