数字逻辑电路课程设计

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1、555定时器课程设计（报告）555班级：***********姓名：******学号：***指导教师：起止日期：2013.1.7-2013.1.11成绩：一．设计目的了解其内部的电路以及工作原理，掌握由其构成的施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器电路的连接方式以及参数的设定。二、技术参数2.1单稳态电路，输出脉冲宽度为1100us。2.2施密特触发器，回差电压1.75v。2.3多谐振荡器，震荡周期100us（10KHZ）。三设计思路3.1555定时器的电路结构（如图3-A)3.1.1555定时器内部结构：（1）由三个阻值为5kΩ的

2、电阻组成的分压器；（2）两个电压比较器C1和C2：v+＞v－，vo=1；v+＜v－，vo=0。（3）基本RS触发器；（4）放电三极管T及缓冲器G。3.1.2工作原理。当5脚悬空时，比较器C1和C2的比较电压分别为和。（1）当vI1>，vI2>时，比较器C1输出低电平，C2输出高电平，基本RS触发器被置0，放电三极管T导通，输出端vO为低电平。（2）当vI1<，vI2<时，比较器C1输出高电平，C2输出低电平，基本RS触发器被置1，放电三极管T截止，输出端vO为高电平-7-（3）当vI1<，vI2>时，比较器C1输出高电平，C2也输出

3、高电平，即基本RS触发器R=1，S=1，触发器状态不变，电路亦保持原状态不变。图3-A定时器的电气原理图和电路符号(a)原理图（b）电路符号由于阈值输入端(vI1)为高电平（>）时，定时器输出低电平，因此也将该端称为高触发端（TH）。因为触发输入端(vI2)为低电平（<）时，定时器输出高电平，因此也将该端称为低触发端（TL）。如果在电压控制端（5脚）施加一个外加电压（其值在0～VCC之间），比较器的参考电压将发生变化，电路相应的阈值、触发电平也将随之变化，并进而影响电路的工作状态。另外，RD为复位输入端，当RD为低电平时，不管其他输

4、入端的状态如何，输出vo为低电平，即RD的控制级别最高。正常工作时，一般应将其接高电平。-7-3.1.3555定时器的功能表(3-B)表3-B555定时器功能表阈值输入(vI1)触发输入(vI2)复位(RD)输出(vO)放电管T××00导通<<11截止>>10导通<>1不变不变3.3设计思路3.3.1单稳态电路（图3-C）a工作原理：将555电路的6、7脚并接起来接在定时电容CT上，用2脚作输入就成为脉冲启动型单稳电路，如图5(a)所示，电路的2脚日常接高电平，当输入接低电平或输入负脉冲时才启动电路，用等效触发器替代555后见图56

5、)所示，下面剖析它的工作原理：稳态：接上电源后，R=1，S=1，输出Vo=0，DIS端接地，CT上的电压为0即R=0，输出仍保持Vo=0，这是它的稳态。暂稳态：输入负脉冲后，输入S=0，输出立即翻转成Vo=1，DIS端开路，电源通过RT向CT充电，暂稳态开始。经过时间Tp后，CT上电压上升到>2/3VDD时，输入又成为R=1，S=1，这时负脉冲已经消散，输出又翻转成Vo=0，暂稳态结束。这时内部放电开关接通，DIS端接地，CT上电荷很快放到零，为下一次定时控打造准备。电路的定时时间Tp=1.1RC。b单稳态触发器原理图如(3-

6、C)-7-555定时器选取型号为NE555N。。输入三角波，F=523HZ.Vp=1.2v。理论上当R=1kΩ，C=1uF。由Tp=1.1RC可得，Tp=。从而满足电路设计要求。实际中设计中测得R=0.97k，C=1uf。测试波形如下：测试结果：Tp=900us。误差分析：R值比理论的小。示波器目测读数也存在误差。3.3.2施密特触发电路施密特触发器——具有回差电压特性，能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。1.电路组成及工作原理-7-555定时器构成的施密特触发器（1）vI=0V时，vo1输出高电平。（2）当vI上升

7、到时，vo1输出低电平。当vI由继续上升，vo1保持不变。（3）当vI下降到时，电路输出跳变为高电平。而且在vI继续下降到0V时，电路的这种状态不变。图中，R、VCC2构成另一输出端vo2，其高电平可以通过改变VCC2进行调节。2.电压滞回特性和主要参数电压滞回特性施密特触发器的电路符号和电压传输特性主要参数（1）上限阈值电压VT+—vI上升过程中，输出电压vO由高电平VOH跳变到低电平VOL时，所对应的输入电压值。VT+=。（2）下限阈值电压VT———vI下降过程中，vO由低电平VOL跳变到高电平VOH时，所对应的输入电压值。VT

8、=。（3）回差电压ΔVT回差电压又叫滞回电压，定义为ΔVT=VT+－VT.-7-即当Vcc=5.25V满足设计要求。测试波形如下：测试结果：无法查看测试结果。误差分析：由于函数信号发生器的空载能力较好。但是带上负载之后波形出现严重失真