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1、实验五 555时基电路及其应用,一、实验目的 1、熟悉555电路的工作原理及其特点 2、掌握555电路的基本应用,二、实验原理,555定时器是模拟电路与数字电路结合在一起的中规模集成电路,有双极型和CMOS型两类,结构与工作原理类似。 双极型后三位数码是555或556,CMOS型后四位数码是7555或7556.二者的逻辑功能和引脚排列完全相同,易于互换。 双极型的电源电压VCC+5V+15V,最大负载电流可达200mA。 CMOS型的电源电压为+3+18V,最大电流4mA 。 555电路功能灵活、适用范围广,只要外 围电路稍作配置,即可构成单稳触发器、多 谐振荡器或施密特触发器,因而可在定时、
2、 检测、控制、报警等方面。 555定时器的封装一般为八脚双列直插式 或圆形封装。,555电路的内部电路方框图如右图。 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. 三只 5K的电阻为比较 器提供参考电压。比较器C1 的同相输入端和 低电平比较器C2的反相输入端参考电平为 2/3 VCC和1/3 VCC。 C1与C2的输出端控制RS触发器状态和 放电管开关状态。,RD:置0端,为0时,555输出端VO为0电平. 正常工作时RD应该保持为1电平。 VC:是控制电压输入端,开路时输出2/3VCC,为比较器A1的参考电平,(当外接输入电压时,可改变比较器的参考电平),不接外加电压时,
3、通常接0.01f的电容器到地,起滤波作用,消除干扰,使参考电平稳定。 TH:比较器C1的输入端 TL:比较器C2的输入端 CT:放电管的集电极,提供放电通路。 当(6脚)高电平触发输入信号VI1超过参考电平2/3 VCC时,触发器复位,555输出 端3脚输出低电平,同时放电开关管导通; 当(2脚)低电平触发输入信号VI2低于1/3 VCC时,触发器被置位,555的3脚输出 高电平,同时放电开关管截止。,1、555电路的工作原理,、555电路构成单稳态触发器,2/3VCC,4、 电路构成施密特触发器,设被整形变换的电压为正弦波vs,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vi为半
4、波整流波形。当 vi上升到2/3 VCC时,vO从高电平翻转为低电平;当vi下降到1/3 VCC时,vO又从低电平翻转为高电平。电路的电压传输特性曲线如图所示。 回差电压 V2/3 VCC1/3 VCC1/3 VCC,VI,1、 单稳态触发器 取R改为100K,C 为10f,输入端加单次负脉冲,观测、记录波形Vi,VC,VO,测定幅度及暂稳时间。 2、 多谐振荡器 按图接线,用双踪示波器观测vc与vo的波形,测定频率。 3、 施密特触发器 按图接线,输入信号由10K电位器提供,10K一端接5V,另一端接地,逐渐加大和减小VS的幅度,观测输出波形,测绘电压传输特性,算出回差电压U。,四、实验内容
5、,图6.5.2 用555定时器接成的施密特触发器,返回,实验七 触发器与555电路应用,二、实验内容1:设计一个4人抢答逻辑电路 (提出任务原理框图(方案比较) 电路设计及逻辑分析 电路实验电路修改确定) 设计要求:1、每个参赛者控制一个按钮,用按动按钮发出抢答信号 2、竞赛主持人另有一个按钮,用于将电路复位 3、竞赛开始后,先按动按钮者所对应的发光二极管点亮,此后其它3人 再按动按钮对电路不起作用,实验七 210,抢答电路框图,1.设计任务 2.原理框图,工作脉冲信号,抢答按钮,主持人按钮,显示电路,主逻辑电路,实验七 触发器与555电路应用 3 . 四人抢答逻辑电路设计与分析,工作时钟脉冲
6、,接VCC,实验七 310,根据设计的初步设计电路和实验设备及元件等确定 4 . 实验电路,用逻辑电平开关代替: 抢答按钮J1-J4 主持人控制开关J5 使用元件: 74LS74 2片 74LS30 1片 NE555. 1片,D Q CP RD SD Q,D Q CP RD SD Q,D Q CP RD SD Q,D Q CP RD SD Q,J1 . . . . . . . J4 J5,5V,LED 1 LED 2 LED 3 LED 4,用逻辑电平指示灯代替 抢答指示灯LED * LED接在Q端,& 74LS30,74LS74-,74LS74-,5V,8 4 7 NE 555 6 5 1
7、2,5K 5K,0.01,0.01,5V,实验七 410,实验七 触发器与555电路应用,二、实验内容2: 555电路实验 1、多谐振荡器 T=T1+T2=(R1+2R2)C2 T1=(R1+R2)C2 T2=R2C2,实验七 510,抢答电路框图,5V,8 4 7 NE 555 6 5 1 2,0.01,2、施密特触发器 V =VT+-VT-=(1/3)VCC,R1 R2 C,5V,8 4 3 6 5 1 2,0.01,1,R1=100K R2=100K,VO,VC,C VI,VO,实验七 触发器和555电路,实验后要求: 1 、预习实验九 AD/DA转换器 2 、前次实验报告下周实验前交齐,实验六 59,参考电路1,使用元件: 74LS148 8-3优先编码器 74LS279 RS触发器 74LS48 4-7译码器等,实验七 610,参考电路2,使用元件: LM324 四运放 继电器等,实验七 710,参考电路3,使用元件: 可控硅 三极管 音乐片等,实验七 810,参考电路4,使用元件:,实验七 910,参考电路5,使用元件: CC4511 BCD47译码器 CC4068 8输入与非门等,实验七 1010,参考电路6,参考电路7,