555定时器_电子课程设计
课程设计名称：电子技术课程设计题目：多功能定时器
学期：2014-2015学期
专业：智控
班级：13-2
姓名：任玲玲
学号：1305110211
指导教师：谢国民
辽宁工程技术大学
课程设计成绩评定表
评定标准
评定指标标准
评定
合格不合格单元电路及
整体设计方案
合理性
正确性
创新性
仿真或实践
是否进行仿真
或实践
技术指标或性能
符合设计要求
有完成结果
设计报告
格式正确
内容充实
语言流畅
标准说明：以上三大项指标中，每大项中有两小项或三小项合格，视为总成绩合格。
总成绩
日期年月日
课程设计任务书
一、设计题目：多功能定时器
二、设计任务及要求：设计一款通用性较强的多功能定时器，它既可以对应用电器进行一次定时控制，又可以对电气进行循环控制。电路要求由电源电路、可控脉冲发生器、延时控制电路和控制执行电路组成。
三、设计计划
1）设计时间一周；
2）最终提交原理图或结果仿真。
四、设计要求
1）定时和控制选用555定时器和十进制计数器；
2）设计方案要有比较环节；
3) 并且一次定时时间可设定5min—18h，循环定时时间55min—20h；设定控制功率为500W，自身耗电要小于1W。4）用绘图软件绘制原理图。
指导教师：谢国民
日期：2015年7月1日
1.摘要 (2)
2.设计总体方案 (5)
2.1设计基本思路 (5)
2.2设计总流程图 (7)
3.555定时器，CD4518和CD4011介绍 (7)
3.1 555定时器 (7)
3.2 CD4518 (9)
3.3 CD4011引脚图 (11)
4. 数字逻辑控制，脉冲信号产生，计数器计数和数码管显示模块电路图 (12)
4.1 数字逻辑控制模块 (12)
4.1.1 数字逻辑控制模块电路图 (12)
4.1.2 数字逻辑控制模块原理 (13)
4.2 脉冲信号产生模块 (13)
4.2.1 脉冲信号产生模块电路图 (13)
4.2.2 冲信号产生模块原理 (14)
4.3 计数器计数模块 (15)
4.3.1 计数器计数电路图 (15)
4.3.2 计数器计数模块原理 (16)
4.4 显示器模块 (16)
5. 电路的总体设计与调试 (17)
5.1 总体电路原理图 (17)
5.2 总电路工作原理 (17)
6. 课程设计收获与体会 (18)
7. 参考文献 (18)
本次课程设计利用555定时器以及数字逻辑芯片和数码管实现数字电子计时器功能，设计一款通用性较强的多功能定时器，它既可以对应用电器进行一次定时控制，又可以对电气进行循环控制。电路要求由电源电路、可控脉冲发生器、延时控制电路和控制执行电路组成。在实际生活中应用很广。根据日常生活中观察，数字式计时器设计成型后供扩展的方面很多，例如自动报警、按时自动打铃等。因此，与机械式时钟相比具有更高的可视性和精确性，而且无机械装置，具有更长的使用寿命，所以研究数字钟及扩大其应用，有着非常现实和实际的意义。目前，数字计数器的功能越来越强，并且有多种专门的大规模集成电路可供选择。但从知识储备的角度考虑，本设计是以中小规模集成电路设计数字钟的一种方法。数字计数器包括组合逻辑电路和时序电路。
2. 系统设计总体方案
2.1 设计基本思路
任务书要求设计一款通用性较强的多功能定时器，它既可以对应用电器进行一次定时控制，又可以对电气进行循环控制。电路要求由电源电路、可控脉冲发生器、延时控制电路和控制执行电路组成。
从而完成此课题，可以将这整个计数系统，分为几个模块进行分析。首先是数字逻辑控制模块，通过使用门电路来控制计时器进位及清零。然后是脉冲信号产生模块，由一个振荡电路来产生一个固定频率的脉冲信号，作为计时器的时基信号。再者是计时数计数模块，接收计时及中断信号脉冲，从而控制计数器计数，且有清零功能，该模块选用十进制计数器。最后是译码显示模块，该模块要显示00到99的数字，选用十进制计数器的基础上，通过它们之间的级联，最终显示相应数字，实现计数。
2.2 设计总流程图
图1 设计总流程图
3.555定时器，CD4518和CD4011介绍
3.1 555定时器
555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极型（TTL ）工艺制作的称为 555，用 互补金属氧化物（CMOS ）工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器 556/7556。555 定时器的电源电压范围宽，
数字逻辑 控制模块 脉冲信号 产生模块
计数器计 数模块 数码管显 示模块
可在 4.5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。
它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3 555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的反相输入端的电压为 2VCC /3，C2 的同相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 C2 的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则 C1 的输出为 0，C2 的输出为 1，可将 RS 触发器置0，使输出为 0 电平。
它的各个引脚功能如下：
1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。
2脚：低触发端。
3脚：输出端Vo。
4脚：是直接清零端。当此端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH 处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。
5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。
6脚：TH高触发端。
7脚：放电端，该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。
8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。一般用5V。
图2 555定时器引脚图
图3 555定时器原理图
3.2 CD4518
CD4518是一个双BCD同步加计数器，由两个相同的同步4级计数器组成。CD4518引脚功能（管脚功能）如下：
图4 CD4518芯片
1CP、2CP：时钟输入端。
1CR、2CR：清除端。
1EN、2EN：计数允许控制端。
Q1A～Q4A：计数器输出端。
Q1B～Q4B：计数器输出端。
Vdd：正电源。
Vss：地。
CD4518是一个同步加计数器，在一个封装中含有两个可互换二/十进制计数器，其功能引脚分别为1～7和9～15，该CD4518计数器是单路系列脉冲输入（1脚或2脚，9脚或10脚），4路BCD码信号输出（3脚～6脚，11脚～14脚）。
CD4518控制功能：CD4518有两个时钟输入端CP和EN,若用时钟上升沿触发，信号由CP输入，此时EN端为高电平（1）,若用时钟下降沿触发，信号由EN输入，此时CP端为低电平（0）,同时复位端Cr也保持低电平（0）,只有满足了这些条件时,电路才会处于计数状态，否则没办法工作。
将数片CD4518串行级联时，尽管每片CD4518属并行计数，但就整体而言已变成串行计数了。需要指出，CD4518未设置进位端，但可利用Q4做输出端。有人误将第一级的Q4端接到第二级的CP端，结果发现计数变成“逢八进一”了。原因在于Q4是在CP8作用下产生正跳变的，其上升沿不能作进位脉冲，只有其下降沿才是“逢十进一”的进位信号。正确接法应是将低位的Q4端接高位的EN端，高位计数器的CP端接VSS。
3.3 CD4011引脚图
图5 CD4011芯片功能图
图6 CD4011引脚图
管脚功能：
1A 数据输入端2A 数据输入端3A 数据输入端4A 数据输入端
1B 数据输入端2B 数据输入端3B 数据输入端4B 数据输入端
1Y 数据输出端2Y 数据输出端3Y 数据输出端4Y 数据输出端
VDD 电源正VSS 地 VDD电压范围：－0.5v to 18v
功耗：双列普通封装 700MW 小型封装 500MW
工作温度范围：CD4011BM -55℃ - +125℃ CD4011BC -40℃ - +85℃X Y Q 动作
0 0 1 禁止
0 1 1 设定
1 0 0 重置
1 1 不变无
表1 CD4011真值表
(1)当X=0、Y=0时，将使两个NAND门之输出均为1，违反触发器之功用，故禁止使用。如真值表第一列。
(2)当X=0、Y=1时，由于X=1导致NAND-A的输出为“1”，使得NAND-B的两个输入均为“1”，因此NAND-B的输出为“0”，如真值表第二列。
(3)当X=1、Y=0时，由于Y=0导致NAND-B的输出为”1”，使得NAND-1的两个输入均为“1”，因此NAND-A的输出为“0”，如真值表第三列。
(4)当X=1、Y=1时，因为一个“1”不影响NAND门的输出，所以两个NAND 门的输出均不改变状态，如真值表第四列。
4. 数字逻辑控制，脉冲信号产生，计数器计数和数码管显示模块电路图
4.1 数字逻辑控制模块
4.1.1 数字逻辑控制模块电路图
图7 数字逻辑电路
4.1.2 数字逻辑控制模块原理
在点击绿色箭头开始，电容开始充电，此时J1按下时，电阻下端1为低电平，电容下端6为低电平，继而U2B端为低电平；如果此刻按下J2，则4端为低电平，发出脉冲到U2B,而1和6输出低电平到与非门U2A，U2A输出高电平到U2B，此时0和1输入到与非门U2B ，继而U2B输出高电平。
4.2 脉冲信号产生模块
4.2.1 脉冲信号产生模块电路图
图8 脉冲信号产生电路图下图是该频率波形图：
图9 振荡器输出波形图4.2.2 冲信号产生模块原理
振荡器是计时器的核心，振荡器的稳定度和频率的精确度决定了计时器的准确度。
图10 振荡器电路图
接通电源后，电容C3被充电，v C 上升，当v C 上升到大于2/3V CC 时，触发器被复位，放电管T 导通，此时v 0为低电平，电容C3通过R 2和T 放电，使v C 下降。当v C 下降到小于1/3V CC 时，触发器被置位，v 0翻转为高电平。电容器C3放电结束,所需的时间为：
C
R C R Vcc Vcc
C R t 22217.02ln 3/13/2ln
≈=--=
当C3放电结束时，T 截止，V CC 将通过R 1、R 2向电容器C3充电，v C 由1/3V CC
上升到2/3V CC 所需的时为：
()()()C
R R C R R Vcc Vcc Vcc
Vcc C R R t 21212127.02ln 3/23/1ln
+≈+=--+=
当v C 上升到2/3V CC 时，触发器又被复位发生翻转，如此周而复始，在输出端就得到一个周期性的方波，其频率为:
()C R R t t f 212143
.11+≈
+=
本设计中，由电路图和f 的公式可以算出，微调R10=10k ，R11=2.21k 左右，其输出的频率为f=100Hz.
4.3 计数器计数模块 4.3.1 计数器计数电路图
图11 计数器电路
4.3.2 计数器计数模块原理
CD4518有两个时钟输入端CP和EN,若用时钟上升沿触发,信号由CP输入,此时EN端为高电平（1）,若用时钟下降沿触发,信号由EN输入,此时CP端为低吨平（0）,同时复位端Cr也保持低电平（0）,将数片CD4518串行级联时，尽管每片CD4518属并行计数，但就整体而言已变成串行计数了，将低位的Q4端接高位的EN端，高位计数器的CP端接USS，电路处于计数状态。
4.4 显示器模块
图12 显示器电路
该数码管接收到计数器的信号，并将其显示出来。此处加了两个1N4148二极管，控制其进位，最大数出值为1001=9，所以该数码管的输出为从0到9。
5. 电路的总体设计与调试
5.1 总体电路原理图
图11 总体电路原理图
5.2 总电路工作原理
由LM555CM芯片组成的产生多谐波信号的多谐振荡器电路，在VCC端给其一个5V直流电源。接通电源后，电容C充电。充电回路是VCC—R1—R2— C —地，当Vc上升到2Vcc/3时，Vo为低电平，同时T导通。此时C通过R2和T放电，放电回路为C—R2—T—地，按指数规律下降，当下降到Vc 端置高电平，4518BD开始累加。但是当开关A没有按下时，逻辑控制电路输出端U2B始终是高电平。 只有当开关J1按下时U2A输出端置1，U2C输出端也置1。U2B为与非门输出低电平，所以4518芯片MR置0，结束清零，相当于解除自锁功能。4518BD开始累加，4518芯片是一种十进制累加芯片。 为了达到0-99计时，直接置U10A、B的A、D端为高电平。通过稳压二极管来起到99后自锁功能。 最后一个要求就是当按下J2以后，则7端为低电平，发出脉冲到U2B,而5和6输出低电平到与非门U2A，U2A输出高电平到U2B，此时0和1输入到与非门U2B ，继而U2B输出高电平，MR收到高电平后清零。此时如果再按下J1可重新开始计时。 6.课程设计收获与体会 通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关数字电路方面的知识，掌握了555定时器的原理和使用方法，以及了解数字逻辑芯片的结构和作用，同时掌握Multisim软件的使用方法，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。课程设计的过程虽然比较艰难，但是可以学到很多很多的东西，学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的。 此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教老师同学或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。同时，老师的悉心指导给了我很大的帮助，在此非常感谢。 7. 参考文献 1.《Multisim电路仿真技术应用》主编：赵永杰，王国玉,电子工业出版社； 2.《电工学简明教程》秦曾煌编，高等教育出版社出版； 3.《数字电子技术基础教程》夏路易，电子工业出版社； 555定时器的典型应用电路 单稳态触发器 555定时器构成单稳态触发器如图22-2-1所示，该电路的触发信号在2脚输入，R和C是外接定时电路。单稳态电路的工作波形如图22-2-2所示。 在未加入触发信号时，因u i=H，所以u o=L。当加入触发信号时，u i=L，所以u o=H，7脚内部的放电管关断，电源经电阻R向电容C充电，u C按指数规律上升。当u C上升到2V CC/3时，相当输入是高电平，5 55定时器的输出u o=L。同时7脚内部的放电管饱和导通是时，电阻很小，电容C经放电管迅速放电。从加入触发信号开始，到电容上的电压充到2V CC/3为止，单稳态触发器完成了一个工作周期。输出脉冲高电平的宽度称为暂稳态时间，用t W表示。 图22-2-1 单稳态触发器电路图 图22-2-2 单稳态触发器的波形图 暂稳态时间的求取： 暂稳态时间的求取可以通过过渡过程公式，根据图22-2-2可以用电容器C上的电压曲线确定三要素，初始值为u c(0)=0V，无穷大值u c(∞)=V CC，τ=RC，设暂稳态的时间为t w，当t= t w时，u c(t w)=2 V CC/3时。代入过渡过程公式[1-p205] 几点需要注意的问题： 这里有三点需要注意，一是触发输入信号的逻辑电平，在无触发时是高电平，必须大于2 V CC/3，低电平必须小于 V CC/3，否则触发无效。 二是触发信号的低电平宽度要窄，其低电平的宽度应小于单稳暂稳的时间。否则当暂稳时间结束时，触发信号依然存在，输出与输入反相。此时单稳态触发器成为一个反相器。 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。图22-2-3是555定时器单稳态触发器的示波器波形图，从图中可以看出触发脉冲的低电平和高电平的位置，波形图右侧的一个小箭头为0电位。 图22-2-3 555定时器单稳态触发器的示波器波形图 [动画4-5] 多谐振荡器 555定时器构成多谐振荡器的电路如图22-2-4所示，其工作波形如图22-2-5所示。 与单稳态触发器比较，它是利用电容器的充放电来代替外加触发信号，所以，电容器上的电压信号应该在两个阈值之间按指数规律转换。充电回路是R A、R B和C，此时相当输入是低电平，输出是高电平；当电容器充电达到2 V CC/3时，即输入达到高电平时，电路的状态发生翻转，输出为低电平，电容器开始放电。当电容器放电达到2V CC/3时，电路的状态又开始翻转。如此不断循环。电容器之所以能够放电，是由于有放电端7脚的作用，因7脚的状态与输出端一致，7脚为低电平电容器即放电。 实验4 555定时器电路设计 预习内容 阅读《电工电子实验教程》第6.5节中555集成定时器应用的内容。 预习实验的内容，自拟实验步骤和数据表格，完成理论设计，画出原理电路，选择所用元件名称、数量，熟悉元件引脚，手写预习报告。 一、实验目的 1．熟悉集成定时器555的工作原理及应用。 2．熟悉时钟信号产生电路的设计方法。 3．掌握使用定时器555设计多谐振荡器的方法。 二、知识要点 时钟信号在电子电路中有着非常重要的作用，而生成周期时钟信号的方法也有多种。比较常用的方法就是使用555定时器构成多谐振荡器。此电路广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。 555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为555，用CMOS工艺制作的称为7555。555定时器的电源电压范围宽，可在4.5V~16V 工作，7555可在3~18V工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。 图5-1 555定时器的结构图和引脚分布图 1脚－GND，接地脚； 2脚－Trigger，低电平触发端； 3脚－Output，输出端； 4脚－Reset，复位端，低电平有效； 5脚－Control V oltage，电压控制端； 6脚－Threshold，阈值输入端； 7脚－Discharge，放电端； 8脚－V CC，电源端。 三、实验内容 题目：时钟信号发生电路设计 设计一个电路，能够产生时钟信号，要求信号频率可调，设计范围不小于500Hz~1000Hz， 苏州市职业大学实习（实训）报告 名称555定时器声光报警电路2013年12月30日至2014年1月5日共一周 学院(部) 电子信息工程学院 班级12电气2 姓名李东 学院(部)负责人张红兵 系主任邓建平 指导教师王建国 目录 第一章绪论 (3) 第二章 555定时器声光报警电路原理 (4) 2.1硬件组成 (4) 2.2电路原理图 (4) 2.3印刷板电路图 (4) 2.4 555定时器声光报警电路原理 (5) 第三章主要元器件参数及相关计算 (6) 3.1元器件列表及测量值 (6) 3.2. 555定时器 (6) 3.2.1 555定时器的电路结构及其功能 (7) 3.2.2 555定时器的逻辑功能表。 (7) 3.3 电位器 (8) 3.4 蜂鸣器 (8) 3.4.1蜂鸣器的结构原理 (8) 3.5 发光二极管 (9) 3.6 相关性能指标计算 (9) 第四章焊接及调试 (10) 4.1查找资料 (10) 4.2 准备工具、检测元器件 (10) 4.3 焊接 (10) 4.4 调试及调试的波形 (10) 第五章结论 (11) 5.1 焊接好后的成品图 (11) 第六章总结 (12) 第一章绪论 数字电子技术实训是电类系列课程中的一门专业基础技术课。本课程强调以实践教学为主，在教学过程中要求学生把数字电子技术的基础内容贯穿起来，以电子工艺的要求独立完成电路原理的分析、设计、焊接及调试并作出具体的电子产品实物，使学生通过实践能较好地掌握常用数字器件的应用，更深层地掌握数字电子技术教材的内容。 本次实训内容是555定时器声光报警电路。 555定时器是一种结构简单、使用方便灵活、用途广泛的多功能电路。只要外部配接少数几个阻容元件便可组成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器等电路，因输入端设计有三个5kΩ的电阻而得名 555定时器的电压范围宽，双极型555定时器为5~16 V，CMOS 555定时器为3~18 V。可提供与TTL及CMOS数字电路兼容的接口电平。555定时器还可以输出一定的功率，可驱动微电机、指示灯、扬声器等。它在脉冲波形的产生与变换、仪器与仪表、测量与控制、家用电器与电子玩具等领域都用着广泛的应用 555定时器声光报警电路是利用两个555定时器组成的振荡电路，实现异步工作，使两个振荡器间隙振荡，这样蜂鸣器就会发出间隙的声响，发光二极管闪烁。 令狐采学创作 555定时器的典型应用电路 令狐采学 单稳态触发器 555定时器构成单稳态触发器如图22-2-1所示，该电路的触发信号在2脚输入，R和C 是外接定时电路。单稳态电路的工作波形如图22-2-2所示。 在未加入触发信号时，因ui=H，所以uo=L。当加入触发信号时，ui=L，所以uo=H，7脚内部的放电管关断，电源经电阻R向电容C充电，uC按指数规律上升。当uC上升到2 VCC/3时，相当输入是高电平，555定时器的输出uo=L。同时7脚内部的放电管饱和导通是时，电阻很小，电容C经放电管迅速放电。从加入触发信号开始，到电容上的电压充到2VCC/3为止，单稳态触发器完成了一个工作周期。输出脉冲高电平的宽度称为暂稳态时间，用tW表示。 图22-2-1 单稳态触发器电路图 图22-2-2 单稳态触发器的波形图 暂稳态时间的求取： 暂稳态时间的求取可以通过过渡过程公式，根据图22-2-2可以用电容器C上的电压曲线确定三要素，初始值为uc(0)=0V，无穷大值uc(∞)=VCC，τ=RC，设暂稳态的时间为t w，当t= tw时，uc(tw)=2 VCC/3时。代入过渡过程公式[1-p205] 几点需要注意的问题： 这里有三点需要注意，一是触发输入信号的逻辑电平，在无触发时是高电平，必须大于 2 VCC/3，低电平必须小于 VCC/3，否则触发无效。 二是触发信号的低电平宽度要窄，其低电平的宽度应小于单稳暂稳的时间。否则当暂稳时间结束时，触发信号依然存在，输出与输入反相。此时单稳态触发器成为一个反相器。 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。图22-2-3是555定时器单稳态触发器的示波器波形图，从图中可以看出触发脉冲的低电平和高电平的位置，波形图右侧的一个小箭头为0电位。 图22-2-3 555定时器单稳态触发器的示波器波形图 [动画4-5] 多谐振荡器 555定时器构成多谐振荡器的电路如图22-2-4所示，其工作波形如图22-2-5所示。 与单稳态触发器比较，它是利用电容器的充放电来代替外加触发信号，所以，电容器上的电压信号应该在两个阈值之间按指数规律转换。充电回路是RA、RB和C，此时相当输入是低电平，输出是高电平；当电容器充电达到2 VCC/3时，即输入达到高电平时，电路的状态发生翻转，输出为低电平，电容器开始放电。当电容器放电达到2VCC/3时，电路的状态又开始翻转。如此不断循环。电容器之所以能够放电，是由于有放电端7脚的作用，因7脚的状态与输出端一致，7脚为低电平电容器即放电。 图22-2-4 多谐振荡器电路图图22-2-5 多谐振荡器的波形 震荡周期的确定： 根据uc(t)的波形图可以确定振荡周期，T=T1+T2 先求T1，T1对应充电，时间常数τ1=(RA+RB)C，初始值为uc(0)= VCC/3，无穷大值u c(∞)=VCC，当t= T1时，uc(T1)=2 VCC/3，代入过渡过程公式，可得 T1=ln2(RA+RB)C≈0.7(RA+RB)C 求T2，T2对应放电，时间常数τ2=RBC，初始值为uc(0)=2 VCC/3，无穷大值uc(∞) =0 电子技术仿真实验报告实验题目： 3 555定时器的应用仿真实验 班级： 姓名： 学号： 实验日期： 实验成绩： 实验三 555定时器的应用仿真实验 一、实验目的： 1、熟悉555定时器的工作原理。 2、掌握555定时器的典型应用。 3、掌握基于multisim 10.0的555定时器应用仿真。 二、实验原理： 555定时器是一种常见的集数字与模拟功能于一体的集成电路。通常只要外接少量的外围元件就可以很方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器等多种电路。其中： （1） 构成施密特触发器，用于TTL 系统的接口，整形电路或脉冲鉴幅等； （2）构成多谐振荡器，组成信号产生电路； （3）构成单稳态触发器，用于定时延时整形及一些定时开关中。 555应用电路采用这3种方式中的1种或多种组合起来可以组成各种实用的电子电路。 U1 LM555CM GND 1DIS 7OUT 3 RST 4VCC 8THR 6CON 5 TRI 2 GND ——1脚，接地；TRI ——2脚，触发输入；OUT ——3脚，输出；RES ——4脚，复 位（低电平有效）；CON ——5脚，控制电压（不用时一般通过一个0.01F 的电容接地）；THR ——6脚，阈值输入；DIS ——7脚，放电端；VCC ——8脚，+电源 1、 由555定时器构成多谐振荡器 （1） 接通电源时，设电容的初始电压0=c V ，此时TR V \TH V 均小于1/3Vcc ，放电截止， 输出端电压为高电平，Vcc 通过1R 和2R 对C 充电，Vc 按照指数规律逐步上升。 （2） 当Vc 上升到2/3Vcc 时，放电管导通，输出端电压为低电平，电容C 通过2R 放电，Vc 按照指数规律逐步下降。 （3） 当Vc 下降到1/3Vcc 时，放电管截止，输出端电压由低电平翻转为高电平，电容C 又开始充电。当电容C 充到Vc=2/3Vcc 时，又开始放电，如此周而复始，在输出端即可产生矩形波信号。 矩形波信号的周期取决于电容器充、放电回路的时间常数，输出矩形脉冲信号的周期 C R R T )2(7.021+≈ 2、 施密特触发器是脉冲波形整形和变换电路中经常使用的一种电路。其具有两个稳定 状态，两个稳定状态的维持和相互转换取决于输入电压的高低和，属于电平触发，具有两个不同的触发电平，存在回差电压。由555定时器构成的施密特触发器将555定时器的THR 和TRI 两个输入端连在一起作为信号输入端即可得到施密特触发器。 （1） 当Vi<1/3Vcc 时，输出Vo 为高电平。随着Vi 的上升，只要Vi<2/3Vcc ，输出 信号将维持原状态不变，设此状态为第一稳定状态。 （2） 当Vi 上升到Vi ≥2/3Vcc 时，输出Vo 为低电平。电路由第一稳定状态翻转为第 二稳定状态，电路的正向阈值电压为+T V =2/3Vcc 。随着Vi 上升后又下降的情况，只要Vi 〉1/3Vcc ，电路将维持在第二稳定状态不变。 （3） 当Vi 下降到Vi ≤1/3Vcc 时，电路又翻转到第一稳态，电路的负向阈值电压为 -T V =1/3Vcc 。 三、实验内容： 1、555定时器构成多谐振荡器仿真实验 555定时器的基本应用及使用方法 我们知道，555电路在应用和工作方式上一般可归纳为3类。每类工作方式又有很多个不同的电路。在实际应用中，除了单一品种的电路外，还可组合出很多不同电路，如：多个单稳、多个双稳、单稳和无稳，双稳和无稳的组合等。这样一来，电路变的更加复杂。为了便于我们分析和识别电路，更好的理解555电路，这里我们这里按555电路的结构特点进行分类和归纳，把555电路分为3大类、8种、共18个单元电路。每个电路除画出它的标准图型，指出他们的结构特点或识别方法外，还给出了计算公式和他们的用途。方便大家识别、分析555电路。下面将分别 介绍这3类电路。 单稳类电路 单稳工作方式，它可分为3种。见图示。 第1种（图1）是人工启动单稳，又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元，并分别以1.1.1 和1.1.2为代号。他们的输入端的形式，也就是电路的结构特点是： “RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。 第2种（图2）是脉冲启动型单稳，也可以分为2个不同的单元。他们的输入特点都是“RT-7.6-CT”，都是从2端输入。1.2.1电路的2端不带任何元件，具有最简单的形式；1.2.2电路则带 有一个RC微分电路。 第3种（图3）是压控振荡器。单稳型压控振荡器电路有很多，都比较复杂。为简单起见，我们只把它分为2个不同单元。不带任何辅助器件的电路为1.3.1；使用晶体管、运放放大器等辅助器件的电路为1.3.2。图中列出了2个常用电路。 双稳类电路 这里我们将对555双稳电路工作方式进行总结、归纳。 555双稳电路可分成2种。 第一种（见图1）是触发电路，有双端输入（2.1.1）和单端输入（2.1.2）2个单元。单端比较器（2.1.2）可以是6端固定，2段输入；也可是2端固定，6端输入。 第2种（见图2）是施密特触发电路，有最简单形式的（2.2.1）和输入端电阻调整偏置或在控制端（5）加控制电压VCT以改变阀值电压的（2.2.2）共2个单元电路。 姓名：xxxxxxxxxxxxxxx学号：xxxxxxxxxx . 学院：计算机与电子信息学院专业：计算机类. 班级：xxxxxxxxxxxxxxxxxx时间：2019年10月18 日. 指导教师：xxxxxxxx . 实验名称：555定时器及应用. 一、实验目的 1、熟悉掌握555定时器的基本工作原理及功能； 2、掌握555定时器构成多谐震荡器的工作原理和使用方法； 3、熟悉数字系统的分析和应用。 二、实验原理 1、555定时器原理简介 555定时器是共仪器、仪表、自动化装置、各种民用电器的定时器、时间延时器等电子控制电路用的时间功能电路，也可以做自激多谐振荡器、脉冲调制电路、脉冲相位调谐电路、脉冲丢失指示器、报警器以及单稳态、双稳态等各种电路，应用范围十分广泛。 （1）555定时器的特点 ①外部连接几个阻容元件，可以方便的构成施密特触发器、多谐振荡器和单稳态 触发器等脉冲产生与整形回路。 ②具有一定的输出功率，因此可直接驱动微电机、指示灯和扬声器等。该器件有 双极型和COMS型两类产品，双极型产品型号最后三位为555，COMS型产品 型号最后四位为7555，它们的功能及外部引线排列完全相同。 ③电源电压范围宽（3~18V），双极型的电源电压为5~15V，COMS型的电源电 压为3~18V，能够提供与TTL及COMS型的数字电路兼容的逻辑电平。 （2）555定时器的电路结构及功能 图6-1是555定时器的电路结构图和管脚排列图，它的八个引脚的名称及作用如下： 1脚：芯片的地端2脚：芯片的触发输入端TR’（也叫低触发端）3脚：芯片的输出端4脚：芯片的复位端RD’ 5脚：芯片的控制电压输入Vco 6脚：芯片的阈值输入端TH（也叫高触发端）7脚：芯片的放电端DISC 8脚：芯片的电源Vcc 实验六 555定时器及其应用 一．实验目的 1．熟悉555定时器的组成及功能。 2．掌握555定时器的基本应用。 3．进一步掌握用示波器测量脉冲波形的幅值和周期。 二．实验原理 555定时器（又称时基电路）是一个模拟与数字混合型的集成电路。按其工艺分双极型 该端不用时，应将该端串入一只0.01μF 电容接地，以防引入干扰。 7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。 在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A 1、A 2基准电压分别为CC CC V 3 1 ,V 32的情况下，555时基电路的功能表如表6—1示。 输出高电平时间 2）Vi接连续脉冲f = 512HZ，用示波器观察、记录Vi、V2、V C及V O的波形（以Vi为触发信号），测出V O的脉冲宽度t W，且与理论值相比较。 4.设计一个用555定时器构成的方波发生器，要求方波的周期为1ms，占空比为5%。 四．预习要求 1．搞清555定时器的功能和应用 2．理论计算出实验内容1多谐振荡器的输出方波的周期T 3．理论计算实验内容3 中2）输出脉冲宽度t W。 4．搞清图6—5中R1、C1微分电路的作用。V i为连续脉冲，对应地分析、画出V2的波形。 五．思考题 1．用两片555定时器设计一个间歇单音发生电路，要求发出单音频率约为1KHZ，发音时间约为0.5S，间歇时间约为0.5S。 2．图6—4电路中指出电容C充电途径、放电途径。写出振荡周期T和占空比表达式。理论计算出实验内容2、3两种情况下的占空比。 3．图6—5中，设微分电路的输入连续脉冲周期为T i，R1、C1的参数应如何选择？ 4．实验内容3中，如果不采用R1、C1微分电路，即V i直接接至定时器的2脚，是否还能得到原来脉冲宽度t w的输出脉冲。 六．实验仪器与器材 1．电子技术实验箱MS-ⅢA型1台 2．直流电源（+5V）DS-2B-12型1台 3．示波器5020B型1台 4．万用表MF-47型1只 5．555定时器1只 一、实验目的 二、实验原理 555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555 定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图 2.9.1 和图2.9.2 所示。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3 555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为2VCC /3，C2 的反相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 C2 的输出为0，可使RS 触发器置1，使输出端OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则C1 的输出为 0，C2 的输出为1，可将RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。 它的各个引脚功能如下： 1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。 8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V，CMOS 型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。一般用5V。 3脚：输出端Vo 2脚：低触发端 6脚：TH高触发端 4脚：是直接清零端。当端接低电平，则时基电路不工作，此时不论、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。 5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。 7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。 在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A1、A2基准电压分别为的情况下，555时基电路的功能表如表6—1示。 三、实验内容 四、思考题 实验10 555定时器的原理及三种应用电路 「、实验目的 (1) 掌握555定时器的电路结构、工作原理。 (2) 熟悉555定时器的功能及应用。 :■、实验箱一个；双踪示波器一台；稳压电源一台；函数发生器一台。 CB555定时器；100Q ~100k Q电阻；0.01~100卩F电容；1k Q和5k Q电位器; 发光二极管或蜂鸣器。 三、实验内容 (1)按图2-10-3连接施密特触发器电路，分别输入正弦波、锯齿波信号，观察并记录输出输入波形。 1?实验原理 当输入电压《：：」V cc时，=V TR：：：'CC V。为高电平 3 3 1 2 当-V cc : V i:-时，乂保持高电平。 3 3 2 2 当V i ?—V CC,V TH -V TR -V cc 时，V o 为低电平。 3 3 1 2 V由大变小时，即-v cc : V :-时，V)保持低电平。 3 3 一旦V「：-V cc,则V o又回到高电平。 3 2?仿真电路如图: 3?实验结果： 输入正弦波: 输入锯齿波: (2)设计一个驱动发光二极管的定时器电路，要求每接收到负脉冲时，发光管持续点亮秒后熄灭。 2 1?实验原理： 由555定时器构成单稳态触发器，由单稳态触发器的功能可知，当输入为一个负脉冲 时，可以输出一个单稳态脉宽T W,且T W=1.1RC。所以想要使发光二极管接收到负脉冲时, 持续点亮2S，即要使T W=2S所以，需选定合适的R、C值。选定R、C时，先选定C的值 为100uF,然后确定R的值为18.2k Q。 2.仿真电路如图： 波形图为： 若是1秒或者是5秒。只需改变R 与C 的大小，使得脉冲宽度 T=1.1RC 分别为1或是5 即可。1 秒时： C=1OOuF, R=9.1k Q 5 秒时：C=1OOuF , R=45.5k Q 。 (3) 按图 2-10-7连接电路，取 R 仁1k Q , R2=10k Q ,C 仁0.1卩F,C2=0.01卩F ,观察、记录 V Cr 、V O 的同步波形，测出 V 。的周期并与估算值进行比较。改变参数 R1=15k Q , R2=10k Q ,C1=0.033卩F,C2=0.1卩F ,用示波器观察并测量输出端波形的频率。 经与理论估算值比较， 算出频率的相对误差值。 1?实验原理 555定时器构成多谐振荡器。 1 当加电后，V cc 通过R |,R 2 对R 充电，充电开始时V Cr =V TH =V TR ￡-V cc ,所以 V O =1。 3 1 2 当V Cr 上升到-V cc 数字电子技术仿真实验报告 实验名称：555定时器 学生姓名：刘佳璇学号：20152523 指导教师：金丹 院系：电气工程学院班级：201502D 2017 年11 月29 日 555定时器 一、实验目的 1、学会使用 MULTISIM 软件进行数字电子实验仿真。 2、学习了解555定时器的工作原理。 二、实验内容 多谐振荡器 三、实验原理 555定时器的内部电路图及引脚排列见下图，功能表见下表。 555定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器C1的同相输入端的电压为3/2CC V ，C2的反相输入端的电压为VCC 若触发输入端TR 的电压小于3/CC V ，则比较器C2的输出0，可使RS 触发器置1，使输出端OUT=1。如果阈值输入端TH 的电压大于3/2CC V ，同时TR 端的电压大于3/CC V ，则C1的输出为0，C2的输出为1，可将RS 触发器置0，使输出为0电平。 多谐振荡器又称为无稳态触发器，它没有稳定的输出状态，只有两个暂稳态。在电路处于某一暂稳态后，经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态。 两个暂稳态自行相互转换而输出一系列矩形波。多谐振荡器可用作方波发生器。电路如图。 四、 实验设计与仿真 构建仿真电路如图所示，其中Ω=k R 21，Ω=k R 12，F C μ1.0=。接通V 5电源，用示波器观察c u 和o u 的波形。 波形如下图： 仿真结果与实验结果一致。 五、实验小结 这次的仿真实验是 555 定时器（多谐振荡器）电路，实验连线较简单，但是原理并不简单，通过实验我更加深刻的理解了555定时器的工作原理。 555定时器及基本应 用 毕业论文 论文题目 555定时器及其基本应用 系别物电系 专业物理教育 班级 08级物理教育班 学号 130809066 姓名李小沙 指导教师袁乐民 二Ｏ一一年五月一日 555定时器及基本应用 摘要：555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为555，用CMOS工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。555定时器的电源电压范围宽，可在5~16V工作，最大负载电流可达200mA，7555可在3~18V工作，最大负载电流可达4mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。 关键词：555定时器，施密特触发器，多谐振荡器，单稳态触发器引言：随着电子技术的发展，尤其是消费类电子的日益普及，555定时器的使用量也在飞速增长。在购买和使用555定时器时，人们对555定时器的性能要求也逐渐提高。555定时器最重要的两个性能为电池的容量和电池的内阻，电池容量与电池内阻存在密切的关系。一般而言, 电池的容量越大, 内阻就越小。电池内阻的大小及其变化可反应电池内部的变化。电池内阻大，电池放电电压平台低，电池输出功率小，电池充电时电压高，高倍率快速充电时，电池会产生大量的热，使充电效率降低，降低电池性能。可见电池内阻的大小是衡量电池性能好坏的重要指标, 准确测量电池内阻具有重要意义。目前,测量电池内阻的方法主要有加载降压法、短路电流法、电桥法、交流电流法、双量程测量法、电位差计法等。这些方法各有利弊, 普遍问题是测量步骤较繁琐, 有些测量方法存在着不可忽视的测量误差, 甚至某些测量方法(因电池放电时间过长等)对电池的寿命有一定影响。本文将以论证的方式介绍一种较容易、准确测量电池内阻和电池容量的方法。 一、 555定时器简介 实验报告 课程名称：数字电子技术实验姓名： 学号： 专业： 开课学期： 指导教师： 实验课安全知识须知 1.须知1：规范着装。为保证实验操作过程安全、避免实验过程中意外发生，学生禁止穿拖 鞋进入实验室，女生尽量避免穿裙子参加实验。 2.须知2：实验前必须熟悉实验设备参数、掌握设备的技术性能以及操作规程。 3.须知3：实验时人体不可接触带电线路，接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。 4.须知4：学生独立完成接线或改接线路后必须经指导教师检查和允许，并使组内其他同学 引起注意后方可接通电源。实验中如设备发生故障，应立即切断电源，经查清问题和妥善处理故障后，才能继续进行实验。 5.须知5：接通电源前应先检查功率表及电流表的电流量程是否符合要求，有否短路回路存 在，以免损坏仪表或电源。 特别提醒：实验过程中违反以上任一须知，需再次进行预习后方可再来参加实验；课程中违反三次及以上，直接重修。 实验报告撰写要求 1.要求1：预习报告部分列出该次实验使用组件名称或者设备额定参数；绘制实验线路图， 并注明仪表量程、电阻器阻值、电源端编号等。绘制数据记录表格，并注明相关的实验环境参数与要求。 2.要求2：分析报告部分一方面参考思考题要求，对实验数据进行分析和整理，说明实验结 果与理论是否符合；另一方面根据实测数据和在实验中观察和发现的问题，经过自己研究或分析讨论后写出的心得体会。 3.要求3：在数据处理中，曲线的绘制必须用坐标纸画出曲线，曲线要用曲线尺或曲线板连 成光滑曲线，不在曲线上的点仍按实际数据标出其具体坐标。 4.要求4：本课程实验结束后，将各次的实验报告按要求装订，并在首页写上序号（实验课 上签到表对应的序号）。请班长按照序号排序，并在课程结束后按要求上交实验报告。 温馨提示：实验报告撰写过程中如遇预留空白不足，请在该页背面空白接续。 555定时器的典型应用及OrCAD／PSpice仿真 时间:2009-12-05 01:00来源:本站整理作者:admin 点击:129次 555定时器的典型应用及OrCAD／PSpice仿真 滕政胜，黄铭(1．百色学院科研处广西百色；2．云南大学信息学院云南昆明) 引言 555定时器是一种将模拟功能与数字(逻辑)功能紧密结合在一起的中小规模单 片集成电路。它功能多样，应用广泛，只要外部配上几个阻容元器件即可构成单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器等电路，是脉冲波形产生与变换的重要元器件，广泛应用于信号的产生与变换、控制与检测、家用电器以及电子玩具等领域。 OrCAD／PSpice作为国际上著名的电子设计自动化软件之一，具有仿真速度快、精度高等优点，不仅可以用于电路分析和优化设计，与印制版设计软件配合使用，还可实现电子设计自动化，被公认是通用电路模拟程序中最优秀的软件之一。例如：基于该软件，Essakhi等人提出了一种微波整流天线的时域模型；Du等人提出了一种从三维时域场分析提取S参数的方法；Zhang等人仿真了E类功率放大器的特性，并进行了实验证实；Sakuta等人分析了低相位噪声振荡器的特性，并计算了有载Q值；Hayahara等人设计了△-∑A／D转换器，并对其信噪比进行了仿真；Brecl等人提出了一维、二维薄膜模型，并模拟了其接触电阻。这些表明，软件OrCAD／PSpice是现代电子电路设计的有利工具。 本文以OrCAD／PSpice 10.5为工具，对555定时器构成的三种典型电路进行仿真分析，得出了一些有价值的结论。 1555定时器组成框图及工作机理 555定时器的图形符号及管脚图如图1所示，其中管脚1是公共端，管脚2为触发端，管脚3为输出端，管脚4为复位端，管脚5是控制电压输入端，管脚6 为阈值端，管脚7是内部三极管的放电端，管脚8是电源端。 课程名称：数字电子技术基础项目名称：灯泡延时电路 项目组成员及分工及成绩评定 目录 1 课程设计目的 (2) 2 课程设计题目及要求 (2) 3 课程设计报告内容 (2) 3.1 按键式延时照明灯方案 (2) 3.2 电路元器件介绍 (3) 3.3 电路功能介绍 (4) 3.3.1 电路制作流程 (4) 3.4 实操连接电路和仿真电路的实现 (5) 3.4.1 电路实物图 (5) 3.4.2 手画电路原理图 (6) 3.4.3 仿真结果 (6) 3.5 电路调试过程 (7) 4总结 (8) 1课程设计目的 （1）掌握进行基本技术技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。 （2）学习较复杂的电子系统设计的一般方法，了解和掌握模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。 （3）提高学生的创新能力。 （4）培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。 2课程设计题目及要求 设计步骤 1.对单稳态电路的设计和元器件参数计算、选择。 2.购买相关器件，采用面包板搭建电路。 3.画出总体电路图。 4.结合仿真结果和电路图安装自己设计的电路，检查线路的准确性。 5.调试电路，将电路用multisim对电路进行仿真。 6.提交符合要求的电路和实验设计报告。 要求 1.输出接LED电路， 2.按键不按LED不亮，当按键按下时LED亮30秒，之后熄灭。 3课程设计报告内容 3.1按键式延时照明灯方案 设计的电路图如下所示 13.1 555定时器的结构和工作原理本节重点: (1)脉冲的基本知识 (2)555电路的组成结构和工作原理 (3)555芯片引脚图 (4)555电路功能表 (5)555电路的典型应用 本节难点: (1)555的内部电路组成和工作原理 (2)555电路的典型应用 引入:555定时器电路是一种中规模集成定时器，目前应用十分广泛。通常只需外接几个阻容元件,就可以构成各种不同用途的脉冲电路,如多谐振荡器、单稳态触发器以及施密特触发器等。555定时电路有TTL集成定时电路和CMOS集成定时电路,它们的逻辑功能与外引线排列都完全相同。双极型产品型号最后数码为555，CMOS型产品型号最后数码为7555。 一、555电路的结构组成和工作原理 (1)电路组成及其引脚 (2)555的工作原理 它含有两个电压比较器，一个基本RS 触发器，一个放电开关T ，比较器 的参考电压由三只5K Ω的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器C1同相比 较端和低电平比较器C2的反相输入端的参考电平为Vcc 32和Vcc 3 1 。C1和C2的 输出端控制RS 触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过Vcc 3 2 时， 触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信 号自2脚输入并低于Vcc 3 1 时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电， 开关管截止。 D R 是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接Vcc 。 Vco 是控制电压端（5脚），平时输出Vcc 3 2 作为比较器A1的参考电平，当5 脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01F μ的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。 T 为放电管，当T 导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路. (3)555电路的引脚功能 二、555电路的应用 （1）用555电路构成施密特触发器 . . . . 州市职业大学 实习（实训）报告 名称555定时器声光报警电路 2013年12月30日至2014年1月5日共一周 学院(部) 电子信息工程学院 班级12电气2 姓名东 学院(部)负责人红兵 系主任邓建平 指导教师王建国 目录 第一章绪论 (3) 第二章555定时器声光报警电路原理 (4) 2.1硬件组成 (4) 2.2电路原理图 (4) 2.3印刷板电路图 (4) 2.4 555定时器声光报警电路原理 (5) 第三章主要元器件参数及相关计算 (6) 3.1元器件列表及测量值 (6) 3.2. 555定时器 (6) 3.2.1 555定时器的电路结构及其功能 (7) 3.2.2 555定时器的逻辑功能表。 (7) 3.3 电位器 (8) 3.4 蜂鸣器 (8) 3.4.1蜂鸣器的结构原理 (8) 3.5 发光二极管 (9) 3.6 相关性能指标计算 (9) 第四章焊接及调试 (10) 4.1查找资料 (10) 4.2 准备工具、检测元器件 (10) 4.3 焊接 (10) 4.4 调试及调试的波形 (10) 第五章结论 (11) 5.1 焊接好后的成品图 (11) 第六章总结 (12) 第一章绪论 数字电子技术实训是电类系列课程中的一门专业基础技术课。本课程强调以实践教学为主，在教学过程中要求学生把数字电子技术的基础容贯穿起来，以电子工艺的要求独立完成电路原理的分析、设计、焊接及调试并作出具体的电子产品实物，使学生通过实践能较好地掌握常用数字器件的应用，更深层地掌握数字电子技术教材的容。 本次实训容是555定时器声光报警电路。 555定时器是一种结构简单、使用方便灵活、用途广泛的多功能电路。只要外部配接少数几个阻容元件便可组成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器等电路，因输入端设计有三个5kΩ的电阻而得名 555定时器的电压围宽，双极型555定时器为5~16 V，CMOS 555定时器为3~18 V。可提供与TTL及CMOS数字电路兼容的接口电平。555定时器还可以输出一定的功率，可驱动微电机、指示灯、扬声器等。它在脉冲波形的产生与变换、仪器与仪表、测量与控制、家用电器与电子玩具等领域都用着广泛的应用 555定时器声光报警电路是利用两个555定时器组成的振荡电路，实现异步工作，使两个振荡器间隙振荡，这样蜂鸣器就会发出间隙的声响，发光二极管闪烁。 555集成定时器及其应用实验报告 一、实验内容与目的 1.单稳态触发器功能的测试,对于不同的外界元件参数，测定输出信号幅度和暂稳时间。 2.多谐振荡器功能的测试与验证，给定一个外界元件，测量输出波形的频率、占空比，并且计算理论值，算出频率的相对误差。 实验仪器： 自制硬件基础电路实验箱，双踪示波器，数字万用表，集成定时器NE555 2片；电阻100kΩ、10kΩ各2只；51kΩ、5.1kΩ、4.7kΩ各1只；电容30μF、10μF、0.1μF、2200pF各1只；电位器100kΩ1只； 元器件：LM555。 二、实验预习内容： 本实验旨在了解555定时器的内部结构和工作原理：单稳态触发器、多谐振荡器的工作原理。 实验资料： （1）构成单稳态触发器 电路如下图所示，接通电源→电容C充电（至2/3Vcc）→RS触发器置0→Vo =0，T导通，C放电，此时电路处于稳定状态。当2加入VI<1/3Vcc时，RS触发器置1，输出Vo=1，使T 截止。电容C开始充电，按指数规律上升，当电容C 充电到2/3Vcc时，A1翻转，使输出Vo=0。此时T又重新导通，C很快放电，暂稳态结束，恢复稳态，为下一个触发脉冲的到来作好准备。其中输出Vo脉冲的持续时间tw=1.1RC,一般取R=1kΩ--10MΩ，C>1000PF,只要满足VI的重复周期大于tp0 ,电路即可工作，实现较精确的定时。 (2) 多谐振荡器 电路如下图所示，电路无稳态，仅存在两个暂稳态，亦不需外加触发信号，即可产生振荡（振荡过程自行分析）。电容C在1/3Vcc--2/3Vcc之间充电和放电，输出信号的振荡参数为： 周期T=0.7 C(R1+2R2) 频率f=1/T=1.44/(R1+2R2)C, 占空比D=( R1+R2 )/( R1+2R2)。 555电路要求R1与R2 均应大于或等于1kΩ ，使R1+R2 应小于或等于3.3MΩ。 三、实验过程与数据分析 1.单稳态触发器逻辑功能的测试。 连接电路如下： 555定时器内部框图及电路工作原理 本文介绍555定时器内部框图及电路工作原理： 555定时器内部框图 555集成时基电路称为集成定时器，是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，其应用十分广泛。该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器，因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。它的内部电压标准使用了三个5K的电阻，故取名555电路。其电路类型有双极型和CMOS型两大类，两者的工作原理和结构相似。几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556；所有的CMOS产品型号最后四位数码都是7555或7556，两者的逻辑功能和引脚排列完全相同，易于互换。555和7555是单定时器，556和7556是双定时器。双极型的电压是+5V~+15V，输出的最大电流可达200mA，CMOS型的电源电压是+3V~+18V。 图8-1 555定时器内部框图 555电路的工作原理 555电路的内部电路方框图如图8-1所示。它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的 参考电平为和。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过时，触发器复位，555的输出端3脚输出 低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。 是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接VCC。 Vc是控制电压端（5脚），平时输出作为比较器A1的参考电平，当 5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。 T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。 555定时器的典型应用 （1）构成单稳态触发器 图8-2 555构成单稳态触发器 上图8-2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，内部放电开关管T导通，输出端Vo输出低电平，当有一个外部负脉冲触发信号加到Vi端。并使2端电位瞬时 低于，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，Vc按指数规律增长。当Vc充电到时，高电平比较器动作，比较器 A1翻转，输出Vo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，为下个触发脉冲的来到作好准备。波形图见图8-3。555定时器的典型应用电路
实验4指导书 555定时器电路设计
555定时器声光报警器实训报告要点
555定时器的典型应用电路
实验三++555定时器的应用仿真实验
555定时器的基本应用及使用方法
数字电路实验报告555定时器及应用
555定时器及其应用
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