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1、2020/8/6,1,集成定时器555的应用,现代电子技术实验,2020/8/6,2,一、实验目的,现代电子技术实验,1、熟悉555定时器电路的工作原理。 2、熟悉555定时器逻辑功能，学会分析用 555时基电路构成的多谐振荡器，单稳 态触发器的测试方法。 3、了解555定时器的实际应用。,2020/8/6,3,二、实验原理,555定时器是将模拟电路和数字电路集成于 一体的电子器件。 内部有3个5K的电阻分压器，故称555。555定时器可产生精确的时间延迟和振荡，在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到了应用。,现代电子技术实验,2020/8/6,5,（1） 电阻分
2、压器 由3个5k的电阻R组成，为电压比较器提供基准电压,电压控制输入,2020/8/6,6,（2） 电压比较器（高增益电压比较器）R置0端，S置1端,当TH2/3VCC时，A1输出0；当TH 2/3VCC时，A1 输出1。 当TR 1/3VCC时，A2输出1；当TR 1/3VCC时，A2 输出0。,阈值端,触发端,当UU时， UC输出高电平， 当UU时， UC输出低电平。,由A1和A2构成。,2020/8/6,7,（3） 基本RS触发器 Rd是低电平有效的复位输入端。正常工作时，必须使Rd处于高电平。,异步清零,现代电子技术实验,2020/8/6,8,（4）放电管T T是集电极开路的三极管。
3、相当于一个受控电子开关。,现代电子技术实验,定时器输出为0，T导通，外接电容可通过T放电。 定时器输出为1，T截止，外电路可对外接电容充电。,2020/8/6,9,（5）缓冲器 缓冲器由G3构成，用于提高电路的负载能力。并隔离负载对555定时器的影响。,现代电子技术实验,2. 555定时器功能表（CO未用时）,注意：工作中不使用(co)电压控制输入端时， 一般都通过一个0.01F的电容 接地,以旁路高频干扰。,0,0,1,1,现代电子技术实验,注意：工作中不使用(co)电压控制输入端时， 一般都通过一个0.01F的电容 接地,以旁路高频干扰。,2/3vcc,1/3vcc,1,1,0,0,1,0
4、,2/3vcc,1/3vcc,1,0,1,1,0,1,1/3vcc,1,1,1,保持,保持,2. 555定时器功能表（CO未用时）,现代电子技术实验,2/3vcc,保持,2020/8/6,12,由上表可得如下口诀：,555定时器功能表（CO未用时）,现代电子技术实验,555逻辑电路,2020/8/6,13,1用555定时器构成施密特触发器 按图3.52(a)电路接线，取R1=R2=100K，C1=C2=0.01f。输入正弦波信号1KHZ，逐渐加大Vi的幅度，用双踪示波器分别观察记录Vi、Vi、Vo波形,并测出VT+、 VT-。,三，实验内容,2020/8/6,14,由外界触发,自动返回,2，5
5、55定时器构成单稳态触发器,现代电子技术实验,如要得到负脉冲 外触发：使触发端有效暂稳态0。 自动返回：通过电容C的充放电使触发端有效稳态1。,如要得到正脉冲 外触发：使触发端TR有效暂稳态1。 自动返回：通过电容C的充放电使触发端TH有效稳态0。,单稳态工作模式是指电路只有一个稳定状态。 思路：外触发自动返回,2020/8/6,15,可加入附加电路，使ui 经微分后变为窄脉冲信号ui 。,ui,2020/8/6,16,输出脉冲宽度tW,输出脉冲宽度tW是暂稳态的停留时间，即电容C的电压从0充电到 所需的时间。,上式说明：单稳态触发器输出脉冲宽度tW （电路暂态时间，即电路的延时（定时）时间）
6、仅决定于定时元件R、C的取值，且成正比关系，而与输入触发信号和电源电压无关，其定时精度不会因电源电压的波动而受到任何影响。因此调节R、C的大小，即可方便地改变tW。,现代电子技术实验,2020/8/6,17,多谐振荡器是一种常用的脉冲信号产生电路。工作特性：, 自激振荡器在接通电源后，不需外加触发信号，便能自动产生矩形脉冲； 矩形波中除基波外，还含有丰富的高次谐波故称为多谐振荡器。,自动触发,自动返回,3， 555定时器构成多谐振荡器,现代电子技术实验, 无稳态，具有两个暂稳态；无稳态工作模式是指电路没有固定的稳定状态。555时基电路处于置位与复位反复交替状态。,2020/8/6,18,555
7、定时器构成的多谐振荡器 （a）电路 （b）工作波形,电容C充电,电容C放电,电容C充电 充=( R1+R2)C,现代电子技术实验,接通电源时，uC=0，此时，uo=1，T截止，电源经R1，R2对电容C充电。,电容C放电 放= R2C,利用放电管T作为一个受控电子开关，使电容交替充电、放电而改变TH、TR，则电路交替置0、置1。,uC2/3VCC时，555定时器输出翻转为0。T导通，电容C通过R2和T放电。,VC1/3VCC时，555定时器输出翻转为1。T截止，电源经R1，R2对电容C充电。周而复始。输出矩形脉冲序列。,2020/8/6,19,电容充电时间T1：,电容放电时间T2：,电路振荡周期
8、T：,现代电子技术实验,第一个暂稳态的脉冲宽度T1即uc从 1/3VCC充电上升到2/3VCC所需的时间。,第二个暂稳态的脉冲宽度T2,即uc从 2/3VCC放电下降到1/3VCC所需的时间,输出波形占空比q：,多谐振荡器工作波形,2020/8/6,20,555定时器的应用,图所示电路增加了一个电位器和两个导引二极管。D1、D2用来决定电容充、放电电流流经电阻的途径（充电时D1导通，D2截止；放电时D2导通，D1截止）。,可见，若取RARB电路即输出占空比为50的方波信号。,占空比可调的多谐振荡器,RW调到中间， 充电回路R1,RW,VD1； 放电回路:VD2, R2,RW,占空比:,2020
9、/8/6,21,555定时器的应用,对C1充电时，充电电流通过R1、D1、RW2和RW1；放电时通过RW1、RW2、D2、R2。当R1R2、RW2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RW1，不仅振荡频率改变，而且对占空比也有影响。RW1不变，调节RW2，仅改变占空比，对频率无影响。,占空比与频率均可调的 多谐振荡器,2020/8/6,22,555定时器的应用,图为压控振荡器的电路。这种振荡器可以用电压U控制输出脉冲频率，因为电压U的变化将影响电容C的充放电速度，从而改变了振荡周期。,555构成压控振荡器,202
10、0/8/6,23,3、应用举例,现代电子技术实验,电子圣诞树电路,由555构成的多谐振荡器，输出脉冲序列给CC4017提供计数脉冲。 CC4017为十进制/脉冲分配器。,当时钟脉冲上升沿达到时，使CC4017的输出端Q0-Q9依次输出高电平，脉冲宽度为时钟周期。 这些脉冲信号依次使T1-T6饱和导通，发光二极管依次被点亮。发光二极管闪烁的快慢由R1、R2、VR1及C决定。,2020/8/6,24,1. 555时基电路的应用,（1）用555定时器构成单稳态触发器 按图连接电路，输入500Hz脉冲信号（TTL信号），用双踪示波器观察记录Vi、VC、VO的波形，并标出波形周期、幅值、脉宽。,现代电子
11、技术实验,三、实验内容,Vi,2020/8/6,25,2，用555定时器构成施密特触发器 按图3.52(a)电路接线，R1=R2=100K,C1=C2=0.01f。输入正弦波信号1KHZ，逐渐加大Vi的幅度，用双踪示波器分别观察记录Vi、Vi、Vo波形,并在Vi点测出VT+、 VT-。,Vi,2020/8/6,26,3，用555定时器构成多谐振荡器 按图连接电路。 a.取R1=R2=100 k, C=0.01f；改变C=0.1f。 b.取C=0.01f，改变R1、R2电阻值。 用双踪示波器分别观察记录 uC、uO波形（标明幅度和脉宽）。记录相应数据于表3.16中。,现代电子技术实验,2020/
12、8/6,27,电子圣诞树电路,利用555定时器和CC4017芯片设计一个圣诞树电路。 调节参考，使发光二极管闪烁频率变化，（由R1、R2、VR1及C决定），参考数据：R168k、R2=47 k、VR1任意位置、C0.1f、 C0.01f 、 C10f 。记录观测结果，发光二极管闪烁频率？,2. 趣味性试验,2020/8/6,28,实验电路板,现代电子技术实验,2020/8/6,29,参考波形,单稳态触发器,多谐振荡器,2020/8/6,30,四、注意事项,故障检测和排除 1、检查各连线是否正确，尤其是各电源线。 2、要使波形稳定显示 (a) 选择正确的触发源。（Edge按键菜单下） (b) 调节触发电平(Level）旋钮，使触发电平 在波形幅度范围内。 3、注意将示波器探头衰减开关置于10：1档。 4、同时看两组波形时，Y1Y2通道幅度旋钮应调整在同一挡位上，地线重合。(从显示屏观测),现代电子技术实验,2020/8/6,31,思考题,1、555时基电路中，CO端为基准电压控制端，当悬空时触发电平分别为多少？当接固定电平时，触发电平分别为多少？ 2、在实验中555定时器5脚所接的电容起什么作用? 3、多谐振荡器的振荡频率主要由哪些元件决定?,现代电子技术实验,
