《电工电子技术项目教程教学课件作者杨德明 习题答案 模块410》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工电子技术项目教程教学课件作者杨德明 习题答案 模块410（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 项目12直流稳压电源 项目11D A与A D转换电路 项目10555定时器及应用 电工电子技术项目教程 模块4综合应用 555定时器是一种数字电路与模拟电路相结合的中规模集成电路 该电路使用灵活 方便 广泛用于信号的产生 变换 控制与检测 目前世界上各大电子公司均生产这种产品且都以555命名 项目10555定时器及应用 水箱水位自动控制电路 1 了解555定时器的内部结构 2 了解555定时器的工作原理 3 了解555定时器的典型应用 任务引入 水箱中的水位低于预定的水位时 自动启动水泵抽水 而当水箱中的水位达到预定的高水位时 使水泵停止抽水 始终保持水箱中有一定的水 既不会干 也不会溢 非
2、常的实用而且方便 一 555定时器的内部结构和工作原理 定时器功能表 相关知识 二 555定时器的典型应用 1 单稳态电路 数字电路中介绍的触发器具有两个稳态的输出状态Q和 且两个状态始终相反 单稳态触发器只有一个稳态状态 在未加触发信号之前 触发器处于稳定状态 经触发后 触发器由稳定状态翻转为暂稳状态 暂稳状态保持一段时间后 又会自动翻转回复到原来的稳定状态 单稳态触发器一般用于延时和脉冲整形电路 单稳态触发器的工作原理 电源接通但未按开关SW时 脚TRIGGER输入保持高电平 电压比较器COMP1输出低电平 由于电容C上充电尚示完成 电压比较器COMP2的同相输入端的电压小于V2 因此CO
3、MP2保持L 触发器保持原态 放电三极管TR导通 电容C通过该三极管放电 电压无法进一步升高 输出OUT保持L L表示低电平 大小几乎为0V H表示高电平 接近电源电压VCC 电源刚刚接通时的电路状态 单稳态触发器的工作原理 单稳态触发器的工作原理 暂稳态时间 定时时间 通过以下公式求得 单稳态电路的应用 1 整形 将输入信号VI加到一个下降沿触发的单稳态触发器就可得到相应的定宽 定幅且边沿陡峭的矩形波 这就起到了对输入信号整形的作用 由于单稳态触发器一经触发 其输出电平高低就不再与输入信号电平高低有关 暂稳态时间T也是可控的 2 定时 由于单稳态发器能产生一个定宽的矩形输出脉冲 因此利用它可
4、起到定时控制作用 2 多谐振荡器 多谐振荡器一旦振荡开始 电路没有稳态 只有两个暂稳态 做交替变化 输出矩形波脉冲信号 因此又被称作无稳态电路 多谐振荡器是能产生矩形脉冲波的自激振荡器 由于波形中除基波外 包括许多高次谐波 因此被称作多谐振荡器 多谐振荡器工作原理 电源刚刚接通时的电路状态 多谐振荡器工作原理 当 点电压超过COMP1同相端的V1时 COMP1输出变为 不过 这种变化并不能改变触发器的状态 随着 点电压的进一步上升 达到COMP2反相端V2时 COMP2输出变成 状态 也就是触发器的 端子变为 输出发生翻转 Q变为 变为 状态 OUT从H变为 多谐振荡器工作原理 当 点电压下降
5、到COMP1的V1以下时 COMP1的输出状态变为 触发器的 端子变为 状态 因此 Q变为 变为 状态 由于变为 状态 TR变成截止 电容 C 一直进行的放电停止 电流再次通过Ra和Rb向电容 充电 电荷开始存储 随着电容 上电荷的增加 点电压开始上升 COMP1输出又变为 状态 这样 随着这个动作过程重复 OUT上就出现了矩形波信号 多谐振荡器工作原理 在每个周期内 电容 充电通过Ra和Rb 放电只通过Rb 因此 充电和放电时间不同 当Ra Rb时 两个时间差别不大 但区别还是有的 充放电时间完全相同一般做不到 假如让Ra为 看起来似乎可以 但那样做得话 电源 CC和TR直接相连 TR容易损
6、坏 可见Ra不能为 只要Ra比Rb小 实用上就没问题 振荡器的频率通过以下公式求得 多谐振荡器工作原理 3 施密特触发器 施密特触发器是一种脉冲信号变换电路 用来实现整形和鉴波 当 脚TRI 脚THR电压上升到2 3 CC时 输出端 脚 OUT 翻转为低电平L 而当 脚的电压下降到1 3 CC时 器件的输出端又翻转回高电平H 脚作为输入端 外接一个已知的幅度大于2 3 CC的信号源 利用信号的变化使 脚的电压上下变动 在t1时刻上升至2 3 CC 输出状态翻转为L 在t2时刻下降至1 3 CC 输出变为H 随着信号的变化 脚输出连续的方波脉冲 上门槛电压UT 2 3 CC 下门槛电压UT 1
7、3 CC 回差电压AU UT UT 1 3 CC 用555构成的施密特触发器 可以利用外界因素来改变其门槛电压和回差电压 只要在 脚外接一个电压 或外接一个电阻到电源 或外接一个电阻到地 均能改变上 下门槛和回差电压 特别提示 施密特触发器的特点 电压传输具有回差特性 施密特触发器利用其输入信号达到某一特定的阈值时 输出电平会发生跃变的特点 对电路中输入的电信号可以进行波形整形 幅度鉴别及波形变换等 施密特触发器的功能 4 电压频率 V F 变换器 调节电位器R4 可改变电压UCO的数值 亦即改变比较器COMPl COMP2的参考电压 上比较器COMP2的参考电压为Uco 下比较器COMP1的
8、参考电压为1 2Uco Uco越大 参考电压值越大 输出脉冲周期越大 输出频率越低 反之 Uco越小 输出频率越高 可见 只要改变控制端电压Uco 就可改变其输出的矩形波频率 此时 555振荡器就是一个电压频率变换器 也称压控振荡器 任务实施 水位逐渐升高淹及金属片 但不及金属片 时 由于 淹水 相当于在 两金属片间接入了一个电阻 等效于 脚接了一个电阻至电源VCC 选择适当面积的金属片 可使 脚电位高于VCC 3 但这时 脚仍为低电平 555输出状态不变 即继续维持前面的OUT 1状态 电机继续供水 水位继续上升至淹及金属片 时 相当于 脚也接了一个电阻到电源VCC 选择足够面积的金属片 使此时 脚的电位高于2 3VCC 则 脚输出为 0 三极管V截止 继电器K失电 切断供水电机电源回路 供水停止 如果由于用户用水 水位下降至脱离金属片 时 电机启动供水 重复上述过程 当水位在金属片 以下时 脚分别通过电阻R1和R2接地 此时 脚OUT端输出为 H 三极管V饱和导通 继电器K得电 接通供水电机回路 电机启动供水
