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555定时器及其应用

日期:2016-07-29 18:46:41 来源:未知 点击

     555定时器及其应用

 

一.实验目的

1.  熟悉555定时器的组成及功能。

2.  掌握555定时器的基本应用。

3.  进一步掌握用示波器测量脉冲波形的幅值和周期。

 

二.实验原理

555定时器(又称时基电路)是一个模拟与数字混合型的集成电路。按其工艺分双极型和CMOS型两类,其应用非常广泛。

1.  555定时器的组成和功能

61555定时器内部组成框图。它主要由两个高精度电压比较器A1A2,一个RS触发器,一个放电三极管和三个5KΩ电阻的分压器而构成。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

61    555定时器组成框图

 

它的各个引脚功能如下:

1脚:外接电源负端VSS或接地,一般情况下接地。

8脚:外接电源VCC,双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16VCMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。一般用5V

3脚:输出端Vo

2脚:低触发端

6脚:TH高触发端

4脚:是直接清零端。当端接低电平,则时基电路不工作,此时不论TH处于何电平,时基电路输出为“0,该端不用时应接高电平。

5脚:VC为控制电压端。若此端外接电压,则可改变内部两个比较器的基准电压,当该端不用时,应将该端串入一只0.01μF电容接地,以防引入干扰。

7脚:放电端。该端与放电管集电极相连,用做定时器时电容的放电。

1脚接地,5脚未外接电压,两个比较器A1A2基准电压分别为的情况下,555时基电路的功能表如表61示。

61    555定时器的功能表

清零端

高触发端TH

低触发端

Qn+1

放电管T

功能

0

0

导通

直接清零

1

0

导通

0

1

1

截止

1

1

Qn

不变

保持

 

2.  5555定时器的应用

1)构成多谐振荡器

555定时器构成多谐振荡器的电路和工作波形如图62所示

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a)多谐振荡器电路                                 b)工作波形

 

62   多谐振荡器电路和工作波形

 

接通电源后,假定是高电平,则T截止,电容C充电。充电回路是VCCR1R2

C—地,按指数规律上升,当上升到时(TH端电平大于),输出翻转为低电平。是低电平,T导通,C放电,放电回路为CR2T—地,按指数规律下降,当下降到时(TH端电平小于),输出翻转为高电平,放电管T截止,电容再次充电,如此周而复始,产生振荡,经分析可得

输出高电平时间 

输出低电平时间 

振荡周期  

输出方波的占空比 

 

 

2)构成单稳态触发电路

555定时器构成的单稳态触发电路和工作波形如图63

 

a)单稳态触发电路                         b)工作波形

63     单稳触发电路和工作波形

接通电源后,未加负脉冲,,而C充电,上升,当时,电路输出为低电平,放电管T导通,C快速放电,使 = 0。这样,在加负脉冲前,为低电平,= 0,这是电路的稳态。在t = t0时刻负跳变(端电平小于),而 = 0TH端电平小于),所以输出翻为高电平,T截止,C充电。按指数规律上升。t = t1时,负脉冲消失。t = t2上升到(此时TH端电平大于端电平大于),又自动翻为低电平。在这段时间电路处于暂稳态。t > t2T导通,C快速放电,电路又恢复到稳态。由分析可得:

输出正脉冲宽度 tW = 1.1RC

注意:图63a)电路只能用窄负脉冲触发,即触发脉冲宽度ti必须小于tW

 

三.实验内容和实验线路

1.用555定时器构成多谐振荡器

1)连接如图62a)示多谐振荡器电路。

2)用示波器观察、记录输出电压和电容上电压的波形,测出VOHVOLVC1(峰点值)、VC2(谷点值)及周期T的数值,且算出T的理论值,与实测值相比较。

 

2.用555定时器构成一个占空比可调(周期不变)的方波发生器

1)连接好图64示占空比可调的方波发生器电路。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  6-4占空比可调的方波发生器电路

2)调节RP,观察占空比的变化,用示波器观察的波形。

3)在RP活动头分别移至两端的情况下,测出输出TtPHtPL计算出占空比。

 

3.用555定时器构成单稳态触发电路

1)按图65连接好电路。当触发器脉冲宽度ti大于单稳态触发电路输出脉冲宽度tw时,应如图中所示接入R1C1微分 ,使555定时器2脚输入负脉冲为窄脉冲。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

   6-5单稳态触发器电路

2Vi接连续脉冲f = 512HZ,用示波器观察、记录ViV2VCVO的波形(以Vi为触发信号),测出VO的脉冲宽度tW,且与理论值相比较。

 

4.设计一个用555定时器构成的方波发生器,要求方波的周期为1ms,占空比为5%

 

四.预习要求

1.搞清555定时器的功能和应用

2.理论计算出实验内容1多谐振荡器的输出方波的周期T

3.理论计算实验内容3 2)输出脉冲宽度tW

4.搞清图65R1C1微分电路的作用。Vi为连续脉冲,对应地分析、画出V2的波形。

 

五.思考题

1.用两片555定时器设计一个间歇单音发生电路,要求发出单音频率约为1KHZ,发音时间约为0.5S,间歇时间约为0.5S

2.图64电路中指出电容C充电途径、放电途径。写出振荡周期T和占空比表达式。理论计算出实验内容23两种情况下的占空比。

3.图65中,设微分电路的输入连续脉冲周期为TiR1C1的参数应如何选择?

4.实验内容3中,如果不采用R1C1微分电路,即Vi直接接至定时器的2脚,是否还能得到原来脉冲宽度tw的输出脉冲。

 

六.实验仪器与器材

1.电子技术实验箱 MS-A                          1

2.直流电源(+5VDS-2B-12                        1

3.示波器 5020B                                    1

4.万用表 MF-47                                    1

5555定时器                                         1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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