時基電路總結(jié)報告

1、電路與電子線路基礎(chǔ)課外設計制作匯總報告報告題目(A):555寸基電路設計組號：任課教師：組長：成員：成員：成員：成員：聯(lián)系方式2015年日一、 電路設計技術(shù)指導文件及實驗原理1.555基本組成及工作原理555時基集成電路各管腳的作用：腳是公共地端為負極。腳為低觸發(fā)端TR,低于1/3電源電壓以下時即導通。腳是輸出端 V,電流可達2000mA;腳是強制復位端 MR,可與電源 正極相連或懸空；腳是用來調(diào)節(jié)比較器的基準電壓，簡稱控制端VC,不用時可懸空，或通過0.01卩F電容器接地；腳為高觸發(fā)端TH,也稱閾值端，高于03電源電壓時即截止；腳是放電 端DIS腳是電源正極VCC555含有兩個電壓比較器，一

2、個基本 RS觸發(fā)器，一個放電開關(guān)管T,比較器的參考電壓由三只 5K電阻器構(gòu)成的分壓器提供。它們分別使高電平比較器A1的同相輸入和低電平比較器 A2的 反相器、輸入端的參考電平為 2/3VCC和1/3VCC A1與A2的輸出端控制RS觸發(fā)器狀態(tài)和放 電管開關(guān)狀態(tài)。當輸入信號自 6腳，即高電平觸發(fā)輸入并超過參考電平 2/3VCC時，觸發(fā)器復 位， 555 的輸出端 3 腳輸出低電平，同時放電開關(guān)管導通。當輸入信號自 2 腳輸入并低于 1/3VCC進，觸發(fā)器復位，555的3腳輸出高電平，同時放電開關(guān)管截止。RD是復位端（4腳），當RD=0.555輸出低電平。平時RD端開路或接VCC.2、單穩(wěn)態(tài)電路工

3、作原理單穩(wěn)態(tài)電路是具有一個穩(wěn)定狀態(tài)的電路。穩(wěn)定時，時基電路處在復位態(tài)，輸出端3腳為低電平，此時7腳也處在低電平，所以定時電容Ct無法通過定時電阻Rt放電。如果在輸入端輸出一個負脈沖觸發(fā)信號VI,使5 5 5觸發(fā)端的2腳獲得一個小于VDD/3的低電平觸發(fā)信號，根據(jù)前面的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和真值表，可知時基電路置位，輸出腳3跳變?yōu)楦唠?平，電路即翻轉(zhuǎn)進入暫態(tài)。同時555內(nèi)部晶體管截止，7腳被懸空（即虛高），解除對Ct的封鎖，正電源VDD通過Rt向Ct充電，使閾值端6腳電平不斷升高，當升至2 VDD/3時，由 真值表知，時基電路復位，3腳與7腳恢復低電平，暫態(tài)結(jié)束，電路翻回穩(wěn)態(tài)。此時Ct 儲存的電荷通過55

4、5內(nèi)部的放電晶體管對地放電，為電路下次觸發(fā)翻轉(zhuǎn)做準備。電路暫態(tài)時間t即3腳輸出高電瓶的時間由Ct上的電壓從0充電到 2VDD/3的時間，滿足下式： V=2VDD3=VDD（1-e-t/RtCt）即：t=-RtCtln（ 1/3） 1.1RtCt3、無穩(wěn)態(tài)工作電路無穩(wěn)態(tài)電路是沒有固定穩(wěn)態(tài)的電路，時基電路始終處在置位和復位的反復交替中，輸出腳3的 輸出波形近似為矩形波。因為矩形波的高次諧波非常豐富，因此也叫自激多諧振蕩電路。電路如圖，當初次通電時，因電容 C1 兩端電壓不能突變，555的2腳為低電平，由真值表 可知，時基電路置位，即3腳為高電平，內(nèi)部放電晶體管截止，7腳被懸空。此時正電源VDD通過

5、R1、R2向C1充電，經(jīng)過時間t1，C1兩端電壓即閾值端（6腳）電平升至 2VDD/3,這時 時基電路反轉(zhuǎn)復位，3腳輸出低電平，同時北部放電晶體管導通，7腳也為低電平，此時C1儲存的電荷通過R2向7腳放電，使C1兩段電壓即5 5 5的觸發(fā)端2腳電平下降，經(jīng)過時間t2后降到VDD/3，完成一個周期。此后，時基電路又翻轉(zhuǎn)置位，3腳又為高電平，7腳再次懸空，如此周而復始，C1不斷充電和放電，電路引起振蕩。3腳輸出高電平即C1的充電時間：t1=-(R1+R2)C1l n (VDD-2VDD/)(VDD-VDD3)" 0.693(R1+R2)C13腳輸出低電平即C1的放電時間：t2=-R2C1

6、l n (VDD-2VDD3)(VDD-VDD3) 0.693R2C1振蕩周期為：T=t1+t2=0.693(R1+2R2)C1振蕩頻率為：f=1/T=1.44/(R1+2R2)C1(1 )下圖是用555時基電路組成基本形式的振蕩器，請按圖完成電路的制作，測試振蕩器輸出波形。已知f=1.44(R1+2R2)C 設：f=1KHz試確定Rl。R2。C之值。根據(jù)公式f=1.4糾(R1+2R2)C可得只要改變R1，R2和C的值就可以改變輸出波形的頻路，因此該 實驗可以將R1，R2變?yōu)榭勺冸娮?，把電路焊接出來之后通過改變滑動變阻器的阻值并觀察波 形即可，通過R1、R2、C的搭配，實現(xiàn)輸出頻率為1kHz,

7、(2) 電路A： 10秒一60秒連續(xù)可調(diào)的定時電路。了解到555電路的單穩(wěn)態(tài)電路的特性之后，該功能可設計成555單穩(wěn)態(tài)電路，通過復位開關(guān)閉合使電容放電，之后復位開關(guān)自動復位，電容繼續(xù)充電，充電的時間即為指示燈點亮的時間。(3) 電路B:防盜報警電路由于我們使用的是直流蜂鳴器，所以電路B的設計技術(shù)指導文件就與電路 A的設計技術(shù)指導文件相同(4) 電路C:液位監(jiān)控電路該電路由單穩(wěn)態(tài)電路和多穩(wěn)態(tài)電路組成。借助555的4接口接低電平就會強制復位電路不工作的原理用單穩(wěn)態(tài)電路控制多穩(wěn)態(tài)電路，通過調(diào)節(jié)振蕩電路充放電電阻的阻值來控制高低電平的時間，從而實現(xiàn)電路響10s停10s的效果。原理圖(1) 測試振蕩器輸

8、出波形比摘?TTSivtvsii'j|s V3h-1外曲1xttSPvisH：p|o電平h1*1 fflb;*3敗1D 1 K比I<J | TKJ曠正注|l融BiHS 1.根據(jù)公式f=1.4糾(R1+2R2)C先確定電容 C=0.01uf通過計算可以得到 R1+2R2=144Q，通過軟件仿真調(diào)節(jié)變阻器的阻值，發(fā)現(xiàn)當R仁44kQ ,R2=50kQ比較合適。(2) 電路 A :10 秒一60 秒連續(xù)可調(diào)的定時電路。+ 9-0電路原理：在未按下復位開關(guān)時，接上電源，電容充電。按下復位開關(guān)的瞬間，電容被短路，迅速放電，555的2端和6端處于低電平，3端輸出高電平，發(fā)光二極管發(fā)光，當復位開

9、關(guān)復 位時，電源繼續(xù)給電容充電，當 2,6端電壓達到23vcc時，2,6端為高點平，3端輸出低電平， 發(fā)光二極管熄滅。電容充電到 23vcc的時間即為二極管發(fā)光的時間。通過改變 R的大小即可改變電容充電的時間(3)電路原理與電路一相同，當復位開關(guān)閉合瞬間,該電路電容迅速放電，2,6端為低電平，3端輸出高電平，蜂鳴器發(fā)出響聲。當復位開關(guān)復位時，電源通過R給電容充電，當2,6端電壓達到23vcc時，3端輸出低電平，蜂鳴器停止發(fā)出響聲。電路3:液體監(jiān)控電路：該電路由一個單穩(wěn)態(tài)電路和一個多穩(wěn)態(tài)振蕩器成，根據(jù)4端為低電平555強制復位的原理，將單穩(wěn)態(tài)電路的3端接多穩(wěn)態(tài)電路的4端，通過控制單穩(wěn)態(tài)電路的輸出

10、端 3的電平高 低來控制振蕩器是否工作，通過控制振蕩器中充放電電阻的大小控制振蕩器輸出高低電平 的時間，從而達到蜂鳴器響10s停10s的效果。當達到監(jiān)控液位時，電容 C1迅速放電，單 穩(wěn)態(tài)電路的2,6端為低電平，輸出3為高點平，多穩(wěn)態(tài)電路的4端接高點平之后，振蕩電 路開始工作。三、完成過程1、焊接之前：在開始焊接時，我們對一些元件的性能和焊接方式并不了解，比如555的8個腳的位置，以及555焊接方法，我們是一頭霧水，通過查找資料才搞清楚了555的焊接方式以及幾個腳的位置和功能。其次是我們設計的電路中的很多電阻和電容實驗室沒有那種規(guī)格，所 以一些大電阻是找了幾個電阻串聯(lián)，大電容找了幾個小的電容并

11、聯(lián)，一些實在沒有的我們就把 電路的參數(shù)給修改了一下。2、焊接過程中：為了方便，我們在設計電路的時候把555的幾個腳的位置給打亂，結(jié)果在焊接的過程中把8個腳焊在電路中并不是一件很容易的事情。其次是電路中很多都是幾條導線連 接在一個點上，這時就需要兩我的相互配合，而且在焊接過程中應該注意電解電容的極性以及 發(fā)光二極管的極性。3、調(diào)試過程我們首先焊的是第三個電路板，在焊接之后接上電源發(fā)現(xiàn)蜂鳴器沒有發(fā)出聲音，因為有兩個555 電路，所以我們就逐一排查，我們先將 555 的單穩(wěn)態(tài)的電路和多穩(wěn)態(tài)電路斷開，即將單穩(wěn) 態(tài)電路的 3 輸出口與多穩(wěn)態(tài)電路的 4 輸出口斷開，將蜂鳴器接在單穩(wěn)態(tài)電路的 3 輸出口，發(fā)

12、現(xiàn) 蜂鳴器能發(fā)出聲音，這說明單穩(wěn)態(tài)電路是沒有問題的，當我們將多穩(wěn)態(tài)電路的4 端接上高電平時，振蕩器并沒有工作，于是就將范圍縮小到多穩(wěn)態(tài)電路，我們就考慮是不是555 燒壞了，于是我們就換了一個 555，之后，蜂鳴器就正常工作了，但是蜂鳴器一直在響，并沒有達到響 10s停 10s的效果。當我們再次檢查電路時，發(fā)現(xiàn)是電路中的一根導線斷開了，結(jié)果使2,6端一直處于低電平，蜂鳴器一直在響。接著是連續(xù)可調(diào) 10 到 60s 的電路，在焊接之后，接上電源二極管并沒有發(fā)光，之后發(fā)現(xiàn)是因 為我們所加的電壓太小，但是當二極管發(fā)光之后，它就一直處于發(fā)光狀態(tài)，并沒有在一定時間 之后滅掉，通過分析，我們認為是 555

13、的 2,6端一直處于低電平狀態(tài)，造成 3 輸出端一直輸出 高電平，之后用萬用表的電壓檔測量各元件電壓時，發(fā)現(xiàn)電阻兩端均有電壓，只有電容兩端沒 有電壓，我們就把范圍縮小到電容，當時以為是電容被損壞，但是換了新的電容之后還是不 行，最后就從電容短路這個方面出發(fā)想到可能是并聯(lián)在電容兩端的開關(guān)的問題，當我們把開關(guān) 從電路中斷開時，電路達到了要求。由于接的開關(guān)是可復位的開關(guān)，我們并不了解復位開關(guān)的 焊接方法，通過查找資料，果然是開關(guān)的接法不對。有了前兩次的經(jīng)驗，觸摸開關(guān)這個電路進行的比較成功。四、實驗結(jié)果及分析等(1) 根據(jù)公式f=1.44/(R1+2R2)C先確定電容 C=0.01uf通過計算可以得到 R1+2R2=144灼,通過 軟件仿真調(diào)節(jié)變阻器的阻值，得到 R仁44kQ ,R2=50kQ，示波器上輸出的為1kHZ的方波。(2) 實驗結(jié)果：將變阻器置于最小處，接上電源，由于電容有個充電的過程，剛開始二極管會發(fā)光一段時間停止發(fā)光。按下復位開關(guān)之后，二極管發(fā)光10s之后停止發(fā)光。改變變阻器的電阻置于47kQ ,按下復位開關(guān)，二