实验十三555时基电路.doc

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1、实验十三555时基电路一、实验目的1．熟悉555集成定时器的组成及工作原理。2．掌握用定时器构成单稳态电路、多谐振荡电路和施密特触发电路等。3．进一步学习用示波器对波形进行定量分析，测量波形的周期、脉宽和幅值等。二、实验原理1．555集成定时器简介555集成定时器是模拟功能和数字逻辑功能相结合的一种双极型中规模集成器件。外加电阻、电容可以组成性能稳定而精确的多谐振荡器、单稳电路、施密特触发器等，应用十分广泛。TTL集成定时器555定时器的外引线排列图和内部原理框图如图13-1、13-2所示，功能见表13-1。它是由上、

2、下两个电压比较器、三个5kΩ电阻、一个RS触发器、一个放电三极管T以及功率输出级组成。比较器C1的反相输入端⑤接到由三个5kΩ电阻组成的分压网络的2/3Vcc处（⑤也称控制电压端），同相输入端⑥为阀值电压输入端。比较器C2的同相输入端接到分压电阻网络的1/3Vcc处，反相输入端②为触发电压输入端，用来启动电路。两个比较器的输出端控制RS触发器。RS触发器设置有复位端④，当复位端处干低电平时，输出③为低电平。控制电压端⑤是比较器C1的基准电压端，通过外接元件或电压源可改变控制端的电压值，即可改变比较器C1、C2的参考电压

3、。不用时可将它与地之间接一个O．01μF的电容，以防止干扰电压引入。555的电源电压范围是+4.5～+18V，输出电流可达100～200mA，能直接驱动小型电机、继电器和低阻抗扬声器。CMOS集成定时器CC7555的功能和TTL集成定时电路完全一样，但驱动能力小一些，内部结构也不同，CC7555的电路见图13－3。图13-1555集成电路引脚排列图图13-2TTL电路555电路结构图13－3CMOS电路555电路结构表13-1555芯片功能表触发阈值复位放电端输出H导通LH原状态H截止HL导通L2．555定时器的应用①

4、单稳态电路单稳态电路的组成和波形如图13-4所示。当电源接通后，Vcc通过电阻R向电容C充电，待电容上电压Vc上升到2/3Vcc时，RS触发器置0，即输出Vo为低电平，同时电容C通过三极管T放电。当触发端②的外接输入信号电压Vi＜1/3Vcc时，RS触发器置1,即输出Vo为高电平，同时，三极管T截止。电源Vcc再次通过R向C充电。输出电压维持高电平的时间取决于RC的充电时间，当t=tW时，电容上的充电电压为；所以输出电压的脉宽tW=RCln3≈1.1RC一般R取1kΩ～10MΩ，C＞1000pF。值得注意的是：t的重复

5、周期必须大于tW，才能保证放一个正倒置脉冲起作用。由上式可知，单稳态电路的暂态时间与VCC无关。因此用555定时器组成的单稳电路可以作为精密定时器。图13-4单稳态电路的电路图和波形图②多谐振荡器多谐振荡器的电路图和波形图如图13-5所示。电源接通后，Vcc通过电阻R1、R2向电容C充电。当电容上电vC=2/3Vcc时，阀值输入端⑥受到触发，比较器C1翻转，输出电压Vo=0，同时放电管T导通，电容C通过R2放电；当电容上电压Vc=1/3Vcc，比较器C2输出0，输出电压Vo变为高电平。C放电终止、又重新开始充电，周而复

6、始，形成振荡。其振荡周期与充放电的时间有关：充电时间：放电时间：振荡周期：T=tPH+tPL≈0.7(R1+2R2)C振荡频率：f=1/T=占空系数：当R2>>R1时，占空系数近似为50％。图13-5多谐振荡器的电路图和波形图由上分析可知：a）电路的振荡周期T、占空系数D，仅与外接元件R1、R2和C有关，不受电源电压变化的影响。b）改变R1、R2，即可改变占空系数，其值可在较大范围内调节。c）改变C的值，可单独改变周期，而不影响占空系数。另外，复位端④也可输入1个控制信号。复位端④为低电平时，电路停振。③施密特触发器施

7、密特触发器电路图和波形图如图13-6所示，其回差电压为1/3Vcc。当输入电压大于2/3Vcc时输出低电平，当输入电压小于1/3Vcc时输出高电平，若在电压控制端⑤外接可调电压Vco（1.5～5V），可以改变回差电压ΔVT。施密特触发器可方便的地把非矩形波变换为矩形波，如三角波到方波。施密特触发器可以将一个不规则的矩形波转换为规则的矩形波。施密特触发器可以选择幅度达到要求的脉冲，虑掉小幅的杂波。图13-6施密特触发器电路图和波形图三、实验内容1．用555集成定时器构成单稳态电路。按图13-4接线。当C=0.01μF时，

8、选择合理输入信号Vi的频率和脉宽，调节RW以保证T＞tW，使每一个正倒置脉冲起作用。加输入信号后，用示波器观察Vi、Vc以及Vo的电压波形，比较它们的时序关系，绘出波形，并在图中标出周期、幅值、脉宽等。2．按图13-5所示电路组装占空比可调的多谐振荡器。取R1＝5.1kΩ，R2＝5.1kΩ，RW＝100kΩ（电位器），C＝0.01