555定時(shí)器及其應(yīng)用

1、B實(shí)驗(yàn)六 555定時(shí)器及其應(yīng)用一.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 熟悉555定時(shí)器的組成及功能。2. 掌握555定時(shí)器的基本應(yīng)用。3. 進(jìn)一步掌握用示波器測(cè)量脈沖波形的幅值和周期。二.實(shí)驗(yàn)原理555定時(shí)器（又稱時(shí)基電路）是一個(gè)模擬與數(shù)字混合型的集成電路。按其工藝分雙極型i和CMOS型兩類，其應(yīng)用非常廣泛。231. 555定時(shí)器的組成和功能圖6 1是555定時(shí)器內(nèi)部組成框圖。它主要由兩個(gè)高精度電壓比較器Ai、A2, 個(gè)RS觸發(fā)器，一個(gè)放電三極管和三個(gè)5K Q電阻的分壓器而構(gòu)成。VccRd圖6 1555定時(shí)器組成框圖它的各個(gè)引腳功能如下：1腳：外接電源負(fù)端 Vss或接地，一般情況下接地。8腳：外接電源 Vcc，雙極

2、型時(shí)基電路 Vcc的范圍是4.5 16V , CMOS型時(shí)基電路 Vcc 的范圍為3 18V。一般用5V。3腳：輸出端Vo2腳：TL低觸發(fā)端6腳：TH高觸發(fā)端_4腳：Rd是直接清零端。當(dāng) Rd端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論TL、TH處于何電平，時(shí)基電路輸出為“ 0 ”該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。5腳：Vc為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部?jī)蓚€(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只0.01 F電容接地，以防引入干擾。7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。21在1腳接地，5腳未外接電壓，兩個(gè)比較器Ai、A2基準(zhǔn)電壓分別為VCC, VCC的情33況下，55

3、5時(shí)基電路的功能表如表 6 1示。表6 1555定時(shí)器的功能表清零端Rd高觸發(fā)端TH低觸發(fā)端TLQn+1放電管T功能00導(dǎo)通直接清零12VCC3 CC1V30導(dǎo)通置0312 VCC314VCC31截止置112V3VccVcc3 CCQn不變保持2. 5555定時(shí)器的應(yīng)用1）構(gòu)成多諧振蕩器（a）多諧振蕩器電路（b ）工作波形圖62多諧振蕩器電路和工作波形接通電源后，假定 V。是高電平，則T截止，電容C充電。充電回路是 VccR1 R2C地，Vc按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)Vc上升到2Vcc時(shí)（TH、TL端電平大于2Vcc），輸出V°33翻轉(zhuǎn)為低電平。Vo是低電平，T導(dǎo)通，C放電，放電回路為 C

4、R2T 地，Vc按指數(shù)規(guī) 律下降，當(dāng)Vc下降到Vcc時(shí)（TH、TL端電平小于Vcc），Vo輸出翻轉(zhuǎn)為高電平，放33電管T截止，電容再次充電，如此周而復(fù)始，產(chǎn)生振蕩，經(jīng)分析可得TitleSizeNumber輸出高電平時(shí)間tpH 0.7（Ri R2）C2輸出低電平時(shí)間血0.7R2C振蕩周期 T tpH tpL 0.7（Ri 2R2）C輸出方波的占空比tpHRi R2D 一 T Ri 2R22）構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路用555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路和工作波形如圖6 3示（a）單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路（b）工作波形圖6 3單穩(wěn)觸發(fā)電路和工作波形接通電源后，未加負(fù)脈沖，Vi 1VCC，而C充電，Vc上升，當(dāng)VC 2

5、 VCC時(shí)，電路V° 33輸出為低電平，放電管 T導(dǎo)通，C快速放電，Vc使=0。這樣，在加負(fù)脈沖前， V°為低電 1平，Vc = 0,這是電路的穩(wěn)態(tài)。在 t = to時(shí)刻Vi負(fù)跳變（TL端電平小于一VCC），而Vc = 03（TH端電平小于 2VCC），所以輸出Vo翻為高電平，T截止，C充電。VC按指數(shù)規(guī)律上升。322t = t1時(shí)，Vi負(fù)脈沖消失。t = t2時(shí)Vc上升到 Vcc （此時(shí)TH端電平大于 Vcc，TL端電33A平大于-VCc），Vo又自動(dòng)翻為低電平。在t0 t2這段時(shí)間電路處于暫穩(wěn)態(tài)。t > t2, T導(dǎo)通，3C快速放電，電路又恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。由分析可得：

6、輸出正脈沖寬度 tW= 1.1RC注意：圖6 3（ a）電路只能用窄負(fù)脈沖觸發(fā)，即觸發(fā)脈沖寬度ti必須小于tW三實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)線路1用555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器1）連接如圖6 2 （ a）示多諧振蕩器電路。2）用示波器觀察、記錄輸出電壓V°和電容上電壓Vc的波形，測(cè)出 Voh、Vol、Vci （峰點(diǎn) 值）、Vc2 （谷點(diǎn)值）及周期 T的數(shù)值，且算出T的理論值，與實(shí)測(cè)值相比較。2用555定時(shí)器構(gòu)成一個(gè)占空比可調(diào)（周期不變）的方波發(fā)生器1）連接好圖6 4示占空比可調(diào)的方波發(fā)生器電路。圖6-4占空比可調(diào)的方波發(fā)生器電路2）調(diào)節(jié)Rp,觀察占空比的變化，用示波器觀察Vo、Vc的波形。3）在Rp

7、活動(dòng)頭分別移至兩端的情況下，測(cè)出輸出Vo的T、tPH、tPL計(jì)算出占空比。3.用555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路1）按圖6 5連接好電路。當(dāng)觸發(fā)器脈沖寬度ti大于單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路輸出脈沖寬度時(shí)，應(yīng)如圖中所示接入 RC1微分，使555定時(shí)器2腳輸入負(fù)脈沖為窄脈沖。圖 6-5單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路2） Vi接連續(xù)脈沖f = 512HZ，用示波器觀察、記錄 Vi、V2、Vc及Vo的波形（以Vi為 觸發(fā)信號(hào)），測(cè)出Vo的脈沖寬度tw，且與理論值相比較。4設(shè)計(jì)一個(gè)用555定時(shí)器構(gòu)成的方波發(fā)生器，要求方波的周期為1ms,占空比為5%四預(yù)習(xí)要求1搞清 555 定時(shí)器的功能和應(yīng)用2理論計(jì)算出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 1 多諧振蕩器的輸出方波的周期 T3理論計(jì)算實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 3 中 2）輸出脈沖寬度 tW。4搞清圖65中Ri、Ci微分電路的作用。Vi為連續(xù)脈沖，對(duì)應(yīng)地分析、畫(huà)出 V2的波 形。五.思考題1 用兩片555定時(shí)器設(shè)計(jì)一個(gè)間歇單音發(fā)生電路，要求發(fā)出單音頻率約為 1KHZ ,發(fā)音時(shí)間約為0.5S,間歇時(shí)間約為 0.5S。2圖64電路中指出電容 C充電途徑、放電途徑。寫(xiě)出振蕩周期T和占空比表達(dá)式。理論計(jì)算出實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 2、 3 兩種情況下的占空比。3圖6 5中，設(shè)微分電路的輸入連續(xù)脈沖周期為T(mén)i, Ri、Ci的參數(shù)應(yīng)如何選擇？4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容3中，如果不采用 Ri、Ci微分電路，即