实验07-555定时器及其应用(1).doc

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1、实验七555定时器及其应用一、实验目的1．熟悉并掌握555时基电路的工作原理；2．熟悉并掌握555构成的单稳态触发器、多谐振荡器、占空比可调的多谐振荡器三种典型电路结构及工作原理；3．学会应用555时基集成电路。二、实验任务（建议学时：4学时）（一）基本实验任务1.NE555构成的单稳态触发器逻辑功能测试；2.NE555构成的多谐振荡器及参数测试；3.NE555构成的占空比可调的多谐振荡器及参数测试；（二）扩展实验任务（）1.555构成的脉冲宽度调制（PWM—PulseWidthModulation）器。2.利用555时基电

2、路设计一个驱动电路，能够实现对LED灯的亮度调节。3.利用555时基电路设计一个线性斜坡电压（LinearRamp）发生器。三、实验原理1．555定时器又称为时基电路，由于它的内部使用了三个5K的电阻，故取名555。（a）引脚排列（b）内部框图图8-1NE555引脚排列及内部框图NE555引脚功能说明：GND：电源地；TRIG：触发端；OUT：输出端；RESET：清零端，低电平有效；CONT：控制端；THRES：阈值电压输入端；DISCH：放电端；Vcc：电源正极；8555定时器集成芯片型号很多，例如LM555、NE555、

3、SA555、CB555、ICM7555、LMC555等等，尽管型号繁多，但它们的引脚功能是完全兼容的，在使用中可以彼此替换，大多数双极型芯片最后3位数码都是555，大多数CMOS型芯片最后4位数码都是7555（还有部分定时器芯片的命名采用C555来表示CMOS型555定时器，例如LMC555）。另外，还有双定时器型芯片双极型的556和CMOS型的7556、四定时器NE558。555的引脚排列和内部框图见图8-1，556的引脚排列见图8-2。图8-2NE556双定时器引脚排列2．双极型与CMOS型555定时器芯片的区别1）双极

4、型555定时器工作电压范围5~15V，其驱动能力强，最大负载电流达±200mA，其构成的多谐振荡器工作频率较低，极限大约为300kHz（不同厂商生产的555定时器其最高振荡频率不一定相同，具体值需要通过查阅厂商提供的芯片参数手册）；2）CMOS型555定时器工作电压范围3~16V，其驱动能力弱，最大负载电流仅有±4mA，其构成的多谐振荡器工作频率较高，可达500kHz（不同厂商生产的555定时器其最高振荡频率不一定相同，具体值需要通过查阅厂商提供的芯片参数手册）；由于CMOS型的555定时器驱动能力很弱，因此，使用CMOS型

5、的555定时器时，当负载工作电流最大值超过±4mA时，需要在CMOS型555定时器的Out端和负载之间加一级缓冲电路以提高CMOS型555定时器的驱动能力。注意，这里的负载电流正负表示的含义为：负载电流为正时，表示电流由Out端流出，负载电流为负时，表示电流流入Out端。8（一）基本实验任务表8-1555逻辑功能表输入输出ResetThresTrigOutDisch0××0导通1>Vcc>Vcc0导通1Vcc保持保持1Vcc

6、55构成的单稳态触发电路如图8-3电路所示，当555的触发端TRI施加一触发信号，TRI端的电压＜Vcc，555被触发，进入暂态，其Out端输出一个高电平，同时DIS放电端截止，5V电源通过R对C进行充电，当C两端电压由0V充电至≥Vcc时，Out端输出高电平翻转为低电平，同时电容C通过导通的DIS放电端放电至0V，电路进入稳态，为下一次触发脉冲的到来做好准备。图8-3单稳态触发电路的暂态持续时间tw≈1.1RC（R单位KΩ，C单位uF，则t的单位为ms），若Ui端输入一个时钟脉冲信号CP，则图8-3单稳态触发器电路可作为分

7、频器使用，tw应满足NT-0.5T≤tw＜NT，其中N为分频数，T为时钟脉冲CP周期，TRI端每输入N个脉冲，Out端就输出一个宽度为t1=NT-tw的低电平信号。图8-4多谐振荡器2.555构成的多谐振荡器555构成的多谐振荡器如图8-3电路所示，假设上电前电容C两端电压Vc为零，上电后Vc＜Vcc，DIS端截止，5V电源通过R1、R2给C充电，Out端输出高电平，当C两端电压充电至Vc≥Vcc时，Out端高电平翻转为低电平，同时电容C通过R2经导通的DIS端到地放电，直至Vc再次≤Vcc，DIS端截止，5V又重新通过R1

8、和R2对C充电，Out端输出高电平，如此往复循环，Out端就会输出一个连续方波信号。83.占空比可调的多谐振荡器图8-5占空比可调的多谐振荡器占空比可调的多谐振荡器如图8-5所示，它是在图8-4多谐振荡器电路的基础上利用两个二极管D1和D2将C的充电回路和放电回路隔离开，电容充电期间Uo为