1、实验十实验十 555时基电路及其应用时基电路及其应用 1.1.熟悉熟悉555555时基电路逻辑功能的测试方时基电路逻辑功能的测试方 法。法。 2.2.熟悉熟悉555555时基电路的工作原理及其应时基电路的工作原理及其应 用。用。一、实验目的一、实验目的二、实验仪器及设备二、实验仪器及设备1.1.数字逻辑实验箱数字逻辑实验箱2.2.数字万用表数字万用表3.3.示波器示波器4.4.元器件：元器件：NE 555 2； 电位器：电位器：10k1 、100k1 ； 电容器：电容器：0.01F、0.1F； 导线若干导线若干三、实验原理三、实验原理555集成定时器是模拟功能和数字功能相结合的一种双极型中规模
2、集成器件。由三个电阻（5K）组成的分压器、两个电压比较器、基本RS触发器、放电三极管、输出缓冲器组成。只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器。广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。 1常见脉冲波形 :2常用的脉冲参数 :集成555定时器 1555定时器的电路结构定时器的电路结构 1&COTHTR+VCCuOD5k5k5kC1C2G1G2G3T+2658437RQQ低电平触发端高电平触发端电压控制端复位端低电平有效放电端4.516V一、一、555定时器的电路结构定时器的电路结构集成555定时器电压比较器的功能： v+ v-，vO=1 v+ v-，vO=0由以下几部
3、分组成：由以下几部分组成：（1）三个）三个5k电阻组电阻组成的分压器。成的分压器。（2）两个电压比较器）两个电压比较器 C1和和C2。C1v+vvO电源复位，低电平有效高电平触发端电压控制端低电平触发端放电端CC&1RSG5k5k5k12VRTHvCCD(2)(6)(5)(8)(4)(3)O(7)vT,(1)TRCO（3）基本RS触发器，（4）放电三极管T及缓冲器G。电路符号12658437Ov,THvICVCCvO555DRTR电源复位，低电平有效高电平触发端电压控制端低电平触发端放电端CC&1RSG5k5k5k12VRTHvCCD(2)(6)(5)(8)(4)(3)O(7)vT,(1)TR
4、CO2工作原理 想一想：555电路的主要功能是什么，放电端如果并联在充放电回路上的电容两端可能会出现什么现象？1&COTHTR+VCCuOD5k5k5kC1C2G1G2G3T+2658437RQQ001R=0时，Q=1，uo=0，T导通。1&COTHTR+VCCuOD5k5k5kC1C2G1G2G3T+2658437RQQR=0时，Q=1，uo=0，T饱和导通。R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3时，C1=0、C2=1，Q=1、Q=0，uo=0，T饱和导通。2VCC/3VCC/3000111&COTHTR+VCCuOD5k5k5kC1C2G1G2G3T+2658437RQQR=0时，Q
5、=1，uo=0，T饱和导通。R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3时，C1=0、C2=1，Q=1、Q=0，uo=0，T饱和导通。2VCC/3VCC/310011R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3时，C1=1、C2=1，Q、Q不变，uo不变，T状态不变。1101&COTHTR+VCCuOD5k5k5kC1C2G1G2G3T+2658437RQQR=0时，Q=1，uo=0，T饱和导通。R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3时，C1=0、C2=1，Q=1、Q=0，uo=0，T饱和导通。2VCC/3VCC/311100R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3时，C1=1、C2
6、=1，Q、Q不变，uo不变，T状态不变。R=1、UTH2VCC/3、UTRVCC/3时，C1=1、C2=0，Q=0、Q=1，uo=1，T截止。施密特触发器施密特触发器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。 用555定时器构成的施密特触发器1. 电路组成及工作原理vItO1vt1/3VCC2/3VCC1265VCCRDO5553Ov7vTRIC8412IvCCVVCC2RvTR1/3VCCVoVi0传输特性传输特性VOHVOL2/3VCCVT施密特触发器的应用举例施密特触发器的应用举例1. 用作接口电路将缓慢变化的输入信号，转换成为符合TTL系统要求的
7、脉冲波形。2. 用作整形电路把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。正正弦弦波波振振荡荡器器1VO输入输出VT+VT- 3. 用于脉冲鉴幅从一系列幅度不同的脉冲信号中，选出那些幅度大于VT+的输入脉冲。 VIOV1ItVT-T+V0VOV0t单稳态触发器单稳态触发器 单稳态触发器有一个稳态和一个暂稳态；在触发脉冲作用下，由稳态翻转到暂稳态；暂稳状态维持一段时间后，自动返回到稳态。（1）无触发信号输入时电路工作在稳定状态 当vI=1时，电路工作在稳定状态，即vO=0，vC=0。7.4.1 用用555定时器组成单定时器组成单稳态触发器稳态触发器1. 电路组成及工作原理电路组成及工作原理26VCCRDO
8、5553TH84v7VCCC15vCvIRC0.011FTR（2）vI下降沿触发 当vI下降沿到达时，vO由0跳变为1，电路由稳态转入暂稳态。2Ov3C COtVOtCvOItv26VCCRDO5553TH84v7VCCC15vCvIRC0.011FTR稳态暂态（3）暂稳态的维持时间在暂稳态期间，三极管T截止，VCC经R向C充电。时间常数1=RC，vC由0V开始增大，在vC上升到2/3VCC之前，电路保持暂稳态不变。2Ov3CCOtVOtCvOItv（4）自动返回时间当vC上升至2/3VCC时，vO变0，电路由暂稳态重新转入稳态。（5）恢复过程）恢复过程当暂稳当暂稳态结束后，态结束后，C通过饱
9、和导通过饱和导通的通的T放电，时间常数放电，时间常数 2= =RCESC，由于，由于RCES很很小，所以放电很快。小，所以放电很快。C放放电完毕，恢复过程结束。电完毕，恢复过程结束。2Ov3CCOtVOtCvOItv2. 主要参数估算主要参数估算(1)输出脉冲宽度Tw（用三要素法计算）reWttTf 11minmaxCRVVVtvvvvtCCCCCCWCCCCW1 . 1320ln)()()0()(ln11 （2）恢复时间tre tre=（35）2（3）最高工作频率fmax vI周期的最小值： Tmin= tWtre 最高工作频率:TTW单稳态触发器的应用单稳态触发器的应用1. 延时与定时（1
10、）延时图中，v/O的下降沿比vI的下降沿滞后了时间tW。（2）定时当v/O=1时，与门打开，vO= vF。当v/O=0时，与门关闭，vO为低电平。与门打开的时间是单稳输出脉冲v/O的宽度tW。1&vIvO单稳与门vFOvvItWvOvFOv 2. 整形整形 单稳态触发器能够把不规则的输入信号vI，整形成为幅度和宽度都相同的标准矩形脉冲vO。vO的幅度取决于单稳态电路输出的高、低电平，宽度tW决定于暂稳态时间。IvvOtW 555定时器构成单稳态触发器。只要用手触摸一下金属片P，由于人体感应电压相当于在触发输入端（管脚2）加入一个负脉冲，555输出端输出高电平，灯泡（RL）发光，当暂稳态时间（t
11、W）结束时，555输出端恢复低电平，灯泡熄灭。该触摸开关可用于夜间定时照明，定时时间可由RC参数调节。3. 触摸定时控制开关触摸定时控制开关84762153555+VCCRLR100kC100C10.01(+6V)P4. 触摸、声控双功能延时灯（略）触摸、声控双功能延时灯（略）555和T1、R3、R2、C4组成单稳定时电路，定时（即灯亮）时间约为1分钟。当击掌声传至压电陶瓷片时，HTD将声音信号转换成电信号，经T2、T1放大，触发555，使555输出高电平，触发导通晶闸管SCR，电灯亮；同样，若触摸金属片A时，人体感应电信号经R4、R5加至T1基极，也能使T1导通，触发555，达到上述效果。8
12、4762153C447C0.01555N EA220VR3R1M220kSCRMCR1004.7M4.7MR4R5R6R71M10k5C0.022TT1290149013HTDC3220D1N4004C10.56/400V1R3300.01C2VD D（ +6V ）DW2CW130vctvo0t用555定时器构成的多谐振荡器多谐振荡器多谐振荡器能产生矩形脉冲波的自激振荡器。能产生矩形脉冲波的自激振荡器。一一电路组成及工作原理电路组成及工作原理26VCCRDO5555553TH84v7RRVCC12C150.01FC1vCP2/3VCC1/3VCCTR放电端2/3V1/3V(6)(2)5k1RT
13、5k&C&1GSC25k(4)O(3)(7)v(1)(8)CCVvC1PRRC2THCCCCTR2. 振荡频率的估算振荡频率的估算（1）电容充电时间T1：（用三要素法计算）（2） 电容放电时间T2（3）电路振荡周期T T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C（5）输出波形占空比q)()()0()(ln111TvvvvTCCCC CRR)(7 . 021 CCCCCCCCVVVV3231ln1 CRT227 . 0 CRRTf)2(43. 1121 212112RRRRTTq （4）电路振荡频率fTT1T20vctvo0t2/3VCC1/3VCC 3 占空比可调的多谐振荡器电路占空比可调的多谐振荡器电路 利用二极管的单向导电性，把电容C充电和放电回路隔离开，再加上一个电位器，便可构成占空比可调的多谐振荡器。 可计算得： T1=0.7R1C T2=0.7R2C 占空比：21121121117 . 07 . 07 . 0RRRCRCRCRTTTTTq 26VCCRDO5553TH84v7VCCC150.01FC1vCDD121R2RTR752 多谐振荡器应用实例多谐振荡器应用实例1. 简易温控报警器简易温控报警器26VCCRD5553TH847RRVCC12C150.01C110/10VC220k100k0.013R2k（+6V）T3AX31TR3. 应用电路 用时基电路组成警铃电路
