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1、 实验八 555 定时器-实验报告要求一、实验目的(0.5 分)掌握 555 定时器的结构和工作原理,学会对此芯片的正确使用;学会分析和测试用555 定时器构成的多谐振荡器,单稳态触发器,施密特触发器等三种典型电路。二、实验设备与器件(0.5 分)序 号 名 称 型 号 与 规 格 数 量 备 注1 数 字 电 路 实 验 箱 1 台2 示 波 器 1 台3 信 号 发 生 器 1 台4 集 成 芯 片 555 定时器 1 片三、实验原理和电路(1 分)1器件特性555 定时器是一种中规模集成电路,外形为双列直插 8 脚结构,体积很小,使用起来方便。只要在外部配上几个适当的阻容元件,就可以构成
2、史密特触发器、单稳态触发器及自激多谐振荡器等脉冲信号产生与变换电路。它在波形的产生与变换、测量与控制、定时电路、家用电器、电子玩具、电子乐器等方面有广泛的应用。引脚功能:Vi1(TH):高电平触发端,简称高触发端,又称阈值端,标志为 TH。TH6TR2Dis7 VCC8Rd4Q 3GND1Vco 55551 2 3 45678GNDTR Vo RdVcoTHDisVCC555.(a) 555(b) 555图 2 555 定时器逻辑符号和引脚图 1 555 定时器内部结构R 5KR 5KR 5KC1C2G1G2G3RdVi1(TH)Vi2(TR)VCCTVcoR1VoVoDisQQSR.Vi2(
3、 ):低电平触发端,简称低触发端,标志为 。TRTRVCO:控制电压端。VO:输出端。Dis:放电端。:复位端。Rd555 定时器内含一个由三个阻值相同的电阻 R 组成的分压网络,产生 VCC 和31VCC 两个基准电压;两个电压比较器32C1、C 2;一个由与非门 G1、 G2 组成的基本RS 触发器(低电平触发) ;放电三极管 T和输出反相缓冲器 G3。555 定时器的控制功能说明见表 1。2施密特触发器由 555 定时器组成的施密特触发器见图3;在数字电路中用于脉冲信号的整形。当输入 Vi 是不规则信号时,经史密特触发器处理后,输出为规则的方波;将史密特触发器用于数据通讯电路中,具有一定
4、的抗干扰能力。图 3 施密特发器电路的电路图和波形图3单稳态触发器图 4 所示为单稳态触发器的电路和波形图。单稳态触发器在数字电路中常用于规整信号的脉冲宽度(T W):将脉宽不一致的信号输入单稳态触发器后,可输出脉宽一致的脉冲信号。另外,单稳态触发器也常用于定时器电路中,调整 RC 的值可以得到不同的定时值。表 1 555 定时器控制功能表输 入 输 出TH TRdVO DisVCC32 VCCVCCVCCLHHHHLH不变HL导通截止不变截止导通高电平脉冲的脉宽 TW:T w1.1(R+R W)C。图 4 单稳态电路的电路图和波形图4自激多谐振荡器图 5 所示为自激多谐振荡器电路和波形图。自
5、激多谐振荡器用于产生连续的脉冲信号。电路采用电阻、电容组成 RC 定时电路,用于设定脉冲的周期和宽度。调节 RW 或电容C,可得到不同的时间常数;还可产生周期和脉宽可变的方波输出。脉冲宽度计算公式:T w0.7 (R 1+RW+R2) C 振荡周期计算公式:T0.7 (R 1+RW+2R2) C图 5 自激多谐振荡器电路的电路图和波形图四、实验内容及步骤(0.5 分)1用 555 集成定时器构成单稳态电路。按图 4 接线。当 C=0.01F 时,选择合理输入信号 Vi的频率和脉宽,调节 RW以保证 Tt W,使每一个正倒置脉冲起作用。加输入信号后,用示波器观察 Vi、Vc 以及 Vo 的电压波形,比较它们的时序关系,绘出波形。2按图 5 所示电路组装占空比可调的多谐振荡器。取 R15.1k,R 25.1k,R W100k(电位器) ,C0.01F,调节电位器 RW,在示波器上观察输出波形 Vc、Vo,及占空比的变化情况。3按图 3 所示电路组装施密特触发器。输入电压为 Vi =5V,f=1kHz 的正弦波。用示波器观察并描绘 Vi 和 Vo 波形。并在图上直接标出上限触发电平、下限触发电平,算出回差电压。六、实验数据(2 分)整理实验线路,画出各种实验波形,计算数据。七、实验讨论(0.5 分)如何 555 定时器的 VCO 端外接输入信号时,多谐振荡器的输出如何改变?