电工电子技术及应用教学课件作者程珍珍项目十二.ppt

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1、项目十二简易灯光控制电路12433512.1项目目标12.2项目情境12.3理论知识12.4实践知识——集成电路常识12.5项目实施返回12.1项目目标知识目标掌握555定时器的工作原理，熟悉555定时器的典型应用。能力目标熟悉示波器的使用方法，熟悉脉冲源的使用方法。情感目标培养学生的团队意识和创新能力。返回12.2工作情境图12−1所示电路闪光灯装置可作花盆、鱼缸或玩具的装饰。电路接成典型的无稳态多谐振荡器，当3脚为高电平时，LED2亮，LED1暗；当3脚为低电平时，LED1亮，LED2暗。调节R2电位器，可改变发光二极管的闪光频率，3脚电压在0～

2、6V间变化。要想理解上述电路的工作原理，学生必须要掌握555定时器的工作原理及应用的相关知识，本章将对以上内容进行详细介绍，希望学生在学习完成后能够在图12−1的基础上有所创新。返回12.3理论知识12.3.1555定时器的工作原理555定时器是一种多用途的数字−模拟混合集成电路，利用它能极方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。由于使用灵活、方便，所以555定时器在波形的产生与交换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到了广泛应用。自从Signetics公司于1972年推出这种产品以后，国际上主要的电子器件公司也都相继地生产了各

3、自的555定时器产品。尽管产品型号繁多，但是所有双极型产品型号最后的3位数码都是555，所有CMOS产品型号最后的4位数码都是7555。而且，它们的功能和外部引脚排列完全相同。555定时器的内部结构如图12−2所示。下一页返回12.3理论知识12.3.2555定时器引脚的功能及引脚图555定时器的8脚是集成电路工作电压输入端，电压为5～18V，以VCC表示；从分压器上看出，上比较器C1的5脚接在R1和R2之间，所以5脚的电压固定在2VCC/3上；下比较器C2接在R2与R3之间，C2的同相输入端电位被固定在VCC/3上。1脚为地；2脚为触发输入端；3脚

4、为输出端，输出的电平状态受触发器控制，而触发器受上比较器6脚和下比较器2脚的控制。当触发器接受上比较器C1从R脚输入的高电平时，触发器被置于复位状态，3脚输出低电平；上一页下一页返回12.3理论知识2脚和6脚是互补的，2脚只对低电平起作用，高电平对它不起作用，即电压小于1/3VCC，此时3脚输出高电平。6脚为阈值端，只对高电平起作用，低电平对它不起作用，即输入电压大于2/3VCC，称高触发端，3脚输出低电平，但有一个先决条件，即2脚电位必须大于1/3VCC时才有效。3脚在高电位接近电源电压VCC，输出电流最大可达200mA。4脚是复位端，当4脚电位小

5、于0.4V时，不管2、6脚状态如何，输出端3脚都输出低电平。5脚是控制端。7脚称放电端，与3脚输出同步，输出电平一致，但7脚并不输出电流，所以3脚称为实高（或低）、7脚称为虚高。上一页下一页返回12.3理论知识12.3.3555定时器的应用一、555定时器构成单稳态触发器1.单稳态触发器单稳态触发器的工作特点：（1）电路在没有触发信号作用时处于一种稳定状态。（2）在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态。（3）由于电路中RC延时环节的作用，暂稳态不能长时间保持，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。暂稳态的持续时间仅与RC参数值有关。上一页下一页

6、返回12.3理论知识单稳态触发器的分类：（1）按电路形式不同：门电路组成的单稳态触发器、MSI集成单稳态触发器、用555定时器组成的单稳态触发器。（2）按工作特点划分：不可重复触发单稳态触发器、可重复触发单稳态触发器。2.555定时器构成的单稳态触发器图12−5为由555定时器和外接定时元件R、C构成的单稳态触发器。D为钳位二极管，稳态时555电路输入端处于电源电平状态，内部放电开关管T导通，输出端uo输出低电平，当有一个外部负脉冲触发信号加到ui端，并使2端电位瞬时低于1/3VCC，低电平比较器动作，单稳态电路即开始一个稳态过程，电容C开始充电，U

7、C按指数规律增长。上一页下一页返回12.3理论知识当UC充电到2/3VCC时，高电平比较器动作，比较器C1翻转，输出uo从高电平返回低电平，放电开关管T重新导通，电容C上的电荷很快经放电开关管放电，暂态结束，恢复稳定，为下个触发脉冲的到来做好准备。单稳态触发器的波形图如图12−6所示。暂稳态的持续时间TW（即为延时时间）决定于外接元件R、C的大小：通过改变R、C的大小，可使延时时间在几个微秒和几十分钟之间变化。上一页下一页返回12.3理论知识这里要注意R的取值不能太小，若R太小，当放电管导通时，灌入放电管的电流太大，会损坏放电管。当这种单稳态电路作为

8、计时器时，可直接驱动小型继电器，并可采用复位端接地的方法来终止暂态，重新计时。此外需用一个续流二极管与继电器