实验八555时基电路及其应用

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1、实验八555时基电路及其应用一、实验目的1、熟悉555定时电路的结构、工作原理及其特点；2、掌握使用555定时器组成单稳态电路、多谐振荡电路和施密特电路；二、实验原理参考董宏伟编《数字电子技术实验指导书》P61。555电路的功能表如表8—1所示。表8—1555电路的功能表输入输出`RDvI1vI2vO三极管的状态01111×>(2/3)VCC<(2/3)VCC<(2/3)VCC>(2/3)VCC×>(1/3)VCC>(1/3)VCC<(1/3)VCC<(1/3)VCC低低不变高高导通导通不变截止截止图8—1555定时器引脚排列55512348765VCC

2、VODvI1(TH)VCOGND`RDvOvI2(TR)555定时器主要是与电阻、电容构成充放电电路，并由两个比较器来检测电容器上的电压，以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。这就可以构成从几微秒到数十分钟的延时电路，方便地构成单稳态触发器，多谐振荡器，施密特触发器等脉冲产生或波形变换电路。三、实验设备与器件l、万用表一只2、双踪示波器一台3、555时基IC一片，电阻器100kΩ×1（实验箱上已配置）、可变电阻器10kΩ×1（实验箱上已配置），电阻5.1kΩ×2，电容器0.01μF×2、100μF×1。四、555定时器的实验内容1、用555集成电路构成

3、单稳态触发器（详细工作过程参考相关教材）图8—2是由555定时器和外接定时元件R、C构成的单稳态触发器，暂稳态的持续时间tw(即为延时时间，如图8—3所示)决定于外接元件R、C值的大小7，其理论值由下式决定tW=1.1RC通过改变R、C的大小，可使延时时间在几个微秒到几十分钟之间变化。图8—3单稳态电路的延迟时间vIt0vCt0vOt0tW(2/3)VCCRCC0vCvO100kΩ100μF0.01μFvIvI1vI2VODVCOVCCRD+5V15726485553图8—2单稳态触发器负极性单次脉冲源+12348765555VCCVODvI1VCOvO

4、vI2GND`RD单次脉冲源-5V+5V地100m100k+0.01m图8—4单稳态电路实物连接图实验步骤如下：(1)按照图8—2在图8—4中模拟连接好电路。(2)按图8—4接好实物电路图，输入端vI(2脚)接实验箱的单次负脉冲发生源(接好后先不要按动此按钮)，检查电路无误后，通电，用万用表测量vO7(3脚)端的电压值，这是稳态时的电压，做好记录，填在表8—2中。万用表继续保留在此位置上不要撤出。(3)迅速按一下负极性单次脉冲源的按钮，同时开始计时。此时vO(3脚)端的电压值会发生翻转，经过一段时间后，vO(3脚)端的电压值会再次翻转回稳态时的电压，这段

5、时间就是延迟时间tW。读出这段时间并做好记录，填在表8—2中。(4)把实测的时间与理论计算的时间相比较，找出绝对误差值和相对误差值，分析误差的原因。表8—2tW的数值表，计算公式tW=1.1RC，其中R=100kW，C=100mF稳态输出电压值vO(V)脉宽的理论值tW1(s)脉宽的实测值tW2(s)脉宽的绝对误差(s)DtW=

6、tW1-tW2

7、脉宽的相对误差(DtW/tW1)´100%2、用555电路构成多谐振荡器（详细工作过程参考相关教材）如图8—5所示，由555定时器和外接元件R1、R2、C构成多谐振荡器。电容C在(1/3)VCC和(2/3)VCC

8、之间充电和放电，其波形如图8—6所示。输出信号的时间参数是T=tW1+tW2，tW1=0.7(Rl+R2)C，tW2=0.7R2C外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性，555定时器配以少量的元件即可获得较高精度的振荡频率和具有较强的功率输出能力。因此这种形式的多谐振荡器应用很广。2C067R1CvCvO5.1kΩ0.01μF0.01μFVODvI2vI1VCOVCCRD+5V15485553R25.1kΩ图8—5多谐振荡器图8—6多谐振荡器的波形vOt0tW1vCt0(2/3)VCC(1/3)VCCtW2T如果同学们有兴趣，可尝试把R1接入10kW电

9、位器，调节电位器的数值，可以调节振荡频率。7图8—7多谐振荡电路实物连接图12348765555VCCVODvI1VCOvOvI2GND`RD-5V+5V地0.01m+0.01m5.1kW5.1kW实验步骤如下：(1)按照图8—5在图8—7中模拟连接好电路。(2)按图8—7接好实物电路图，检查电路无误后，通电，用双线示器同时检测vC和vO的波形，并记录在图8—8中，读出vO的周期T，tW1、tW2，vC锯齿波的最大电压值和最小电压值，计算出vO的频率f，做好记录，填在表8—3中。(3)把实测的时间与理论计算的时间相比较，找出绝对误差值和相对误差值，分析误

10、差的原因。vCt0表8—3tW1的理论值(s)tW1的实测值(s)tW2的理论值