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1、电子技术课程设计说明书:555定时器构成得方波、三角波、正弦波发生器系部：歌尔科技学院专业：班级：2013级1班学生姓名：学号:指导教师：1 设计任务与要求12 设计方案12。1 设计思路12、1。1方案一原理框图。I2、1.2方案二原理框图2。2。2函数发生器得选择方案2。2、 3实验器材33硬件电路设计。43、155 5定时器得介绍43o 2 电路组成43o 3引脚得作用53、4基本功能引4 主要参数计算与分析74o 1由555定时器产生方波7。4、2由方波输出为三角波94。3 由三角波输出正弦波105 软件设计125、1系统组成框图。1 25。2 元件清单1 36调试过程14。6.1方波
2、三角波发生电路得安装与调试146o lo 1按装方波三角波产生电路。146、1。2 调试方波三角波产生电路146. 2 三角波正弦波转换电路得安装与调试146o 2、1按装三角波一一正弦波变换电路146、2、2调试三角波一一正弦波变换电路。1 46、2。3 总电路得安装与调试156o 2、4 调试中遇到得问题及解决得方法1。57 结论168 附录17。8o 1 用mu 1 sti s im 12设计得方波仿真电路图如图8- 1 I78.2 用mulst i s i m 1 2设计得三角波仿真电路图如图8 31。88o 3 用mulstis i m 1 2设计得正弦波仿真电路图如图8-5138、
3、4 电源参考电路图。2 0参考文献211设计任务与要求(1) 5 5 5定时器构成得方波发生器电路输出频率范围:10 1 KH可调；占空比0100%连续可调； 输出方波Vp_p ( = 12 v ;输出三角波Vp-p0、2v;输出正弦波Vp-p V , vo= 1 ;v +, vl 2 时，比较器C1输出低电平，C2输出高电平，基本RS触发器被路0,放电三极管T导通，输出端vO为低电平、（2）当v I 1V,vI2时，比较器C 1输出高电平，C 2输出低电平，基本RS触发 器被路1,放电三极管T截止，输出端vO为高电平、（3）当vll, vl 2 时，比较器C1输出高电平，C2也输出高电平，即
4、基本RS触发 器R=1,S=1,触发器状态不变，电路亦保持原状态不变。由于阈值输入端（v II）为高电平（）时，定时器输出低电平，因此也将该端 称为高触发端（TH）、因为触发输入端（v 12）为低电平（）时，定时器输出高电平，因此也将该端称 为低触发端（TL）、如果在电压控制端（5脚）施加一个外加电压（其值在OVCC之间），比较器得参 考电压将发生变化，电路相应得阈值、触发电平也将随之变化，并进而影响电路得 工作状态。另外，RD为复位输入端，当RD为低电平时，不管其她输入端得状态如何，输出v o为低电平，即RD得控制级别最高。正常工作时，一般应将其接高电平。555定时器功能如表31表3 -15
5、 5 5 时器功能表淸零端高触发端地触发端Q放电管功能0XX0导通直接淸零101X保持保持1101截止宜11001截止置1111导通淸零4 主要参数计算与分析4o 1由5 55定时器产生方波20kQ Key=A图4-1 方波产生电路当电容C1被充电时，2与6引脚得电压都上升，此时二极管D1导通， 接通+ 1 2 V电源后，电容C 1被充电，Vc上升，当Vc上升到2Vc c / 3时，触发 器被复位，同时放电B JT T导通，此时输出电平V。为低电平，电容C1通过 R2与T放电，使Vc下降。当V c下降到Vcc/3时，触发器又被置位，Vo翻转为 高电平、电容器C1经R2,R3,她们此时所分得总阻
6、值为R1向电容C1放电，放 电所需得时间为：t P L =R1*C 1* In 20.7*R1*C1;当Cl放电结束时，T截止，V c c将通过R1、R 2所分得得阻值为R3向 电容器C 2充电，Vc由V c c /3上升到2Vcc/3所需得时间为tPH二 R 3 *C2* ln20。7 *R3 * C 2 ;当Vc上升到2Vcc / 3时，触发器又发生翻转，如此周而复始，在输出端就得 到了一个周期性得方波，其频率为f =1 / ( t PL+tPH)1。43 / (Rl+R 2 ) *C1稳态时5 5 5电路输入端处于电源电平，内部放电开关管T导通，输出端Vo 输出低电平，当有一个外部负脉冲
7、触发信号加到Vi端、并使2端电位瞬时低 于1 / 3 Vcc，低电平比较器动作，单稳态电路即开始一个稳态过程，电容C开 始充电，Vc按指数规律增长。当Vc充电到2 /3Vcc时，高电平比较器动作，比 较器A1翻转，输出V。从高电平返回低电平，放电开关管T重新导通，电容C上 得电荷很快经放电开关管放电，暂态结束，恢复稳定，为下个触发脉冲得来到 作好准备。波形图见图4 2。图4一2电路得电压波形图4 v 2由方波输出为三角波图4一3三角波得产生电路图44输入及输岀电压波形当741很大时，运放两输入端为”虚地，忽略流入放大器得电流，令输 入电压为Vi输出为Vo,流过电容C得电流为i 1则，有 即输出
8、电压与输 入电压成积分关系、必当为固定值时上式表明输出电压按一定比例随时间作直线上升或下降。当为矩形波 时，便成为三角波。4.3 由三角波输出正弦波:严XSC120kQ KeyA50k KeyVcvi r-TP：VDDR1OioonC5HF 500pFR8C6 z=0.01uFC7VSS4=0.01 pFOV100Q Key=A 15%R158kQR166.8kQvssOVOV OVVEE图45正弦波得产生电路分析表明，传输特性曲线得表达式为：Ic=I/ 1+ex p (U id / U T )I 差分放大器得恒定电流；UT 温度得电压当量，当室温为25摄氏度时，UT26mV、 如果Uid为三角波，设表达式为U i d ( t ) = 4*Um ( t T / 4) /T ( 0 =t二T/2)U i d (t)= - 4 次 Cm* (t-3* T / 4) / T (T/ 2 = t二T) 式中Um三角波得幅度；T 一三角波得周期、为使输出波形更接近正弦波，(1) 传输特性曲线越对称，线性区越窄越好、(2) 三角波得幅度Um应正好使晶体管接近饱与区或截止区、(3) 图为实现三角波-一正弦波变换得
