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1、555 定时器及其应用【实验目的】(1)掌握 555 的工作原理及其性能特点(2)掌握 555 组成的基本电路及应用。【实验要求】(1) 用 555 组成一个时钟脉冲信号发生器,要求输出:标准秒脉冲, 20Hz20kHz 范围内任意频率可调、占空比可调的脉冲信号。(2)设计一个触摸开关,要求每触发一次其输出端维持10 秒钟的高 电平。(3)用555设计一个分频器,要求输入时钟脉冲的频率为1 KHz,其 输出为 100Hz。【实验器材】面包板,555 芯片一片,函数发生器,直流稳压电源,万用表,示波 器,电阻、电容、导线若干。【实验原理】(1)时钟脉冲产生器555 组成的多谱振器可以用作各种时钟
2、脉冲发生器,如图1 所示,通过D1, D2两个二极管将电路的充电支路与放电支路分开,则由RC电路的充放电时间公式得,充电时间为:t二0.7RC ,放电时间为 11t二0.7RC,因此输出脉冲的频率为f二143,占空比为23(R + R )CtR1二1t +1 R + R121313通过调节 R1 和 R3 的阻值便可实现输出不同频率与占空比的脉冲信号。D1Timer555 VIRTUAL J-. R3l Kcy-A .D2 _ r1 N4QQ12)触摸开关图 1 时钟脉冲发生器555 组成的单稳态触发器可以用作触摸开关,电路如图 2 所示, 其中 M 为触摸金属片(或导线)。静态时无触发脉冲输
3、入,555 的输出为低电平即U=0,发光二极管不亮,当用手触摸金属片M时,相当于 O2 端输入一负脉冲,555 的内部比较器 A2 翻转,使输出变为高电平即U=1,发光二极管亮,直到电容C上的电压充电U二2U 。发光二O C 3 DD极管亮的时间为tp 二 1.1RC 。图 2 触摸开关电路3)分频电路由 555 组成的单稳态触发器可以构成分频比率很大的分频电路, 如图 3 所示。设输入信号 Ui 为一列脉冲串,第一个负脉冲触发 2 端 后,555 的输出 Uo 变为高电平,电容 C 开始充电,由于 Uc 未达到 2U ,Uo将一直保持为高电平,在这段时间里,输入负脉冲再出发3 DD也不起作用
4、。当Uc达到2u时输出变为低电平,下一个负脉冲触发,3 DD输出又上跳为高电平,电容C又开始充电,如此周而复始。输出脉冲的延迟时间为tp = 1.1RC输出脉冲的周期为T 二 nTO1电路的分频比主要由延迟时间 tp 决定,由于 RC 时间常数可以取实验操作】图 3 分频电路1)实验要求一:用 555 组成一个时钟脉冲信号发生器,要求输出:标准秒脉冲,20Hz20kHz范围内任意频率可调、占空比可调的 脉冲信号。按照图1连接电路,要产生标准秒脉冲,只需调节R1和R3使 输出脉冲的周期为1秒,占空比为50%即可,20Hz20kHz范围 内任意频率可调、占空比可调的脉冲信号也可通过调节 R1 和R
5、3 产生。实验数据记录在表一中。表格 1 实验要求一数据记录表频率2Hz20Hz200Hz2Khz20KHz最低占空比0.66%3.68%22%28%35%最高占空比99.94%99.3%92.8%90%90.4%2)实验要求二:设计一个触摸开关,要求每触发一次其输出端维持10 秒钟的高电平。按照图2连接电路,要产生10s的高电平,因此选用loo卩f电 容器、104电位器调节至90KQ左右接入电路,根据二极管实 际电量时间微调电位器阻值即可。3)实验要求三:用 555 设计一个分频器,要求输入时钟脉冲的频 率为1 KHz,其输出为100Hz。按照图 3 连接电路,因为分频比为10,输出脉冲的延迟时间为 tp二1.1RC二10ms,因此选用104电容器和104电位器调节至90KQ左右接入电路,根据实际输出脉冲频率微调电位器阻值即可。