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实验七555时基电路及其应用一、实验目的1、熟悉555型集成时基电路的结构、工作原理及其特点2、掌握555型集成时基电路的基本应用二、实验原理集成时基电路又称为集成定时器或555电路，是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，应用十分广泛。

它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，由于内部电压标准使用了三个3K电阻，故取名555电路。

其电路类型有双极型和CMOS型两大类，二者的结构与工作原理类似。

几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556电路；所有的CMOS产品型号最后四位数码都是7555或7556，二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。

双极型的电源电压V tt＝＋5V~15V，输出的最大电流可达200mA，CMOS型的电源时电压为＝3~＋18V。

1、555电路的工作原理555电路的内部电路方框图如图14－1所示。

它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关管T，比较器的参考电压由三只5K电阻器构成的分压器提供。

它们分别使高电平比较器A1的同相输入和低电平比较器A2的反相吕、、输入端的参考电平为2/3V CC和1/3V CC。

A1与A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。

当输入信号自6脚，即高电平触发输入并超过参考电平2/3V CC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1/3V CC 进，触发器复位，555的3脚输出高电平，同时放电开关管截止。

R D是复位端（4脚），当RD＝0,555输出低电平。

平时R D端开路或接V CC。

Vc是控制电压端（5脚），平时输出2/3V CC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通路。

555定时器主要是与电阻、电容构成充放电电路，并由两个比较器来检测电容器上的电压，以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。

这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路，可方便地构成单稳态触发器，多谐振荡器，施密特触发器等脉冲产生或波形变换电路。

2、555定时器的典型应用（1）构成单稳态触发器图14－2（a）为由555定时器和外接定时元件R、C构成的单稳态触发器。

触发电路由C1、R1、D构成，其中D为钳位二极管，稳态时555电路输入端处于电源电平，内部放电开关和T导通，输出端F输出低电平，当有一个外部2与脚5与6直接相连。

电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路亦不需要外加触发信号，利用电源通过R1、R2向C充电，以及C通过R2向放电端C1放电，使电路产生振荡。

电容C在1/3V CC t和2/3V cc之间充电和放电。

其波形如图14－3（b）所示。

输出信号的时间参数是T＝t w1+t w2, t w1=0.7(R1+R2)C, t w2=0.7R2C555电路要求R1与R2均应大于或等于1K,但R1＋R2应小于或等于3.3M欧。

外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性，555定时器配以少量的元件即要获得较高精度的振荡频率和具有较强的功率输出能力。

因此这种形式的多谐振荡器应用很广。

（3）组成占空比可调的多谐振荡器电路如图14－4，它比图14－3所示电路增了一个电位器和两个导引二极管。

D1、D2用来决定电容充、放电电流流经的、电阻的途径（充电时D1导通，D2截止放电时D2导通，D1截止）。

占空比P＝t w1/(t w1+t w2)≈0.7R A C/0.7(R A+R B)=R A/(R A+R B)可见，若取RA＝R电路即可输出占空比为50%的方波信号。

（4）组成占空比连续可调并能调节振荡频率的多谐振荡器电路如图14－5所示。

对C1充电时，充电电流通过R1、D1、R W2和RW1；放电时通过R W1、R W2、D2、R2。

当R1＝R2、R W2调至中心点，因充放电时间基本相等，其占空比约为50%，此时调节RW1仅改变频率，占空比不变。

如RW2调至偏离中心点，再调节R W1，不仅振荡频率改变，而且对占空比也有影响。

R W1不变，调节R W2，仅改变占空比，对频率无影响。

因此，当接通电源后，应首先调节R W1使频率至规定，再调节R W2，以获得需要的占空比。

若频率调节的范围比较大，还可以用波段开关改变C1的值。

（5）组成施密特触发器电路如图14－6，只要将脚2、6连在一起作为信号输入端，即得到施密特触发器。

图14－7示出了V S、V I和V0的波形图。

高被束、整形变换的电压为正弦波V S，其正半波通过二极管D同时加到555定时器的2脚和6脚，得V I为半波整流波形。

当V I上升到2/3VCC时，V0从同电平翻转为低电平；当V I下降到1/3V CC时，V0又从低电平翻转为高电平。

电路的电压传输特性曲线如图14－8所示。

回差电压△V=2/3V CC-1/3V CC=1/V CC三、实验设备与器件1、＋5V直流电源2、双踪示波器3、连续脉冲源4、单次脉冲源5、音频信号源6、数字频率计7、逻辑电平显示器8、555×2 2CK13×2 电位器、电阻、电若干四、实验内容1、单稳态触发器（1）按图14－2连线，取R＝100K，C＝47uf，输入信号V I由单次脉冲源提供，用双踪示波器观测V I、V C、V0波形。

测定幅度与暂稳时间。

（2）将R改为1K，以改为0.1uf，输入端加1KHZ的连续脉冲，观测波形V I、V C、V0，测定幅度主暂稳时间。

2、多谐振荡器（1）按图14－3接线，用双踪示波器观测V C与V O的波形，测定频率。

（2）按图14－4接线，组成占空比为50%的方波信号发生器。

观测V C、V0波形，测定波形参数。

（3）按图14－5接线，通过调节R W1和R W2来观测输出波形。

3、施密特触发器按图14－6接线，输入信号由音频信号源提供，预先调好V S的频率为1KHZ，接通电源，逐渐加大V S的幅度，观测输出波形，测绘电压传输特性，算出回差电压△U。

4、模拟声响电路按图14－9接线，组成两上多谐振荡器，调节定时元件，使I输出较低频率，II输出较高频率，连好线，接通电源，试听音响效果。

调换外接阻容元件，再试听音响效果。

五、实验预习要求1、复习有关555定时器的工作原理及其应用。

2、拟定实验中所需的数据、表格等。

3、如何用示波器测定施密特触发器的电压传输特性曲线？4、拟定各次实验的步骤和方法。

六、实验报告1、给出详细的实验线路图，定量绘出观测的波形。

2、分析、总结实验结果。

555电路的工作原理555电路的内部电路方框图如图14－1所示。

它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关管T，比较器的参考电压由三只5K电阻器构成的分压器提供。

它们分别使高电平比较器A1的同相输入和低电平比较器A2的反相吕、、输入端的参考电平为2/3VCC和1/3VCC。

A1与A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。

当输入信号自6脚，即高电平触发输入并超过参考电平2/3VCC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1/3VCC进，触发器复位，555的3脚输出高电平，同时放电开关管截止。

555定时器RD是复位端（4脚），当RD＝0,555输出低电平。

平时RD端开路或接VCC。

Vc是控制电压端（5脚），平时输出2/3VCC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通路。

555定时器主要是与电阻、电容构成充放电电路，并由两个比较器来检测电容器上的电压，以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。

这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路，可方便地构成单稳态触发器，多谐振荡器，施密特触发器等脉冲产生或波形变换电路。

555时基电路的基本特性和用法无线电90.11-12 俞鹤飞我们在使用555时基电路之前应该先了解它的基本特性。

按照集成电路的分类方法，数字集成电路以外的集成电路都归入模拟集成电路中，因此关于555时基电路的特性可以从非线性模拟集成电路手册中查找。

一、555电路的型号、封装和引脚1．型号我国目前广泛使用的555时基电路的统一型号是：双极型为CB555，CMOS型为CB7555。

这两种电路每个集成片内只有一个时基电路，称为单时基电路。

此外还有一种双时基电路，在一个集成片内包含有两个完全相同、又各自独立的时基电路。

它们的型号分别是CB556和CB7556。

表1列出它们的型号和与之对应的国内、国外常用的型号。

2．封装和引脚555单时基电路的封装有8脚圆形和8脚双列直插型两种。

圆形集成电路引脚的编号方法是把引脚朝下，带标志的引脚置于上倒，从带标志的引脚左边开始按逆时针方向顺序编号，见图1（a）。

双列直插型单时基电路的引脚编号方法是把集成片平放，从带标志的引脚开始按逆时针方向顺序编号，见图1（b）。

556双时基电路的封装只有14脚双列直插型一种。

引脚按双列直插型集成电路的统一方法编号，见图1（C）。

CB555（CB7555）单时基电路各引脚的作用见图1（a）、（b）和图2。

6脚是阈值输入端TH，2脚是触发输人端，5脚是控制端VC，4脚是主复位端，8脚是电源正极Vcc或VDD。

3脚是输出端VO，7脚是放电端DIS，1 脚是公共地端GND或VSS。

对双时基电路CB556（CB7556)来讲，两个时基电路共用一个电源端（14）一个地端（7），其余12个脚按左右分开，各为一个独立的时基电路，见图1（c）。

为了便于应用，在图2上，用圆圈内的数码表示出单时基电路的引脚号。

在小方框内用斜线隔开的2个数码表示出双时基电路左右两个时基电路的引脚号。

例如5／9表示左边时基电路输出端V01的引脚号是5，右边时基电路输出端V02的引脚号是9。

双极型和CMOS型555电路的内部电路和参数虽然不同，但它们的引脚编号和功能是完全相同的。

二、555时基电路的主要参数为了正确使用555时基电路，必须对它的基本特性有所了解。

双极型和CMOS型时基电路在电特性上是有差别的，应该分别给出。

至于双时基电路和单时基电路，除了静态电流，双时基电路应该是单时基电路的一倍以外，其余参数是完全相同的。

所以只要列出CB 555和CB 7555的主要参数并予以说明就可以了。