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1、电子技术课程设计说明书题目:555定时器构成得方波、二角波、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：年月日目录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12、1、2方案二原理框图22、2函数发生器得选择方案22、3实验器材23硬件电路设计43、1555定时器得介绍43、2电路组成43、3引脚得作用53、4基本功能54主要参数计算与分析74、1由555定时器产生方波74、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125、2元件清单126调试过程136、1 方波三角波发生电路得安装
2、与调试136、1、1 按装方波三角波产生电路136、1、2调试方波三角波产生电路136、2三角波-正弦波转换电路得安装与调试136、2、1按装三角波一一正弦波变换电路136、2、2调试三角波一正弦波变换电路136、2、3 总电路得安装与调试146、2、4调试中遇到得问题及解决得方法147 结论158 附录168、1用 mulstisim12 设计得方波仿真电路图如图 8-1168、2用 mulstisim12 设计得三角波仿真电路图如图83178、3用 mulstisim12 设计得正弦波仿真电路图如图85188、4电源参考电路图19参考文献201 设计任务与要求(1) 555 定时器构成得方
3、波发生器电路输出频率范围 10-1KH 可调；占空比 0100%连续可调; 输出方波 Vp_p =12v ； 输出三角波 Vp-p0、2v； 输出正弦波 Vp-pv , vo=1;v+ Vv,vo=0。基本RS触发器；(4) 放电三极管T及缓冲器G图3-2 555 定时器内部逻辑图图3-3引脚图3、3 引脚得作用1引脚：接地端,与地相接;2引脚：触发输入端 ;3引脚： 电压输出端;4引脚：RD复位端：当 端接低电平，则时基电路不工作，此时不论、TH处于何电平,时基电路输出为“ 0”，该端不用时应接高电平。5引脚： 电压控制端;若此端外接电压，则可改变内部两个比较器得基准电压，当该端不用时，应将
4、该端串入一只 0、01口 F电容接地，以防引入干扰。6引脚： 阈值输入端；7引脚：放电端;8引脚：电源输入端。外接电源VCC,双极型时基电路VCC得范围就是4、516V, CMOS型时基电路VCC得范围为318V. 一般用5V。3、4 基本功能当5脚悬空时，比较器C1与C2得比较电压分别为ccV32与ccV31(1)当vI1，vI2时，比较器C1输出低电平，C2输出高电平，基本RS触发器 被臵0，放电三极管T导通，输出端vO为低电平。（2）当vll,vl2时，比较器Cl输出高电平，C2输出低电平，基本RS触发器被 臵1,放电三极管T截止，输出端vO为高电平。（3）当vI1,vI2时，比较器C1
5、输出高电平，C2也输出高电平，即基本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 （vI1） 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（vI2）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 0VCC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 vo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
6、平555 定时器功能如表 3-1表3-1555 定时器功能表清零端高触发端地触发端Q放电管功能0XX0导通直接清零101X保持保持1101截止置11001截止置11110导通清零4 主要参数计算与分析4、1 由 555 定时器产生方波图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+ 12V电源后，电容C1被充电，Vc上升，当Vc上升到2Vcc/3时，触发器 被复位，同时放电 BJT T 导通,此时输出电平 Vo 为低电平，电容 C1 通过 R2 与T放电，使Vc下降。当Vc下降到Vcc/3时，触发器又被置位，Vo翻转为高 电平.电容器C1
7、经R2，R3,她们此时所分得总阻值为R1向电容C1放电，放电 所需得时间为:tPL=R1 * Cl * ln2 心0、7* R1 *C1;当Cl放电结束时，T截止，Vcc将通过Rl、R2所分得得阻值为R3向电 容器C2充电，Vc由Vcc/3上升到2Vcc/3所需得时间为tPH=R3 * C2* ln2 心0、7*R3*C2;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 / (tPL+tPH)1、43 / (R1+R2 )*C1稳态时555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触发
8、信号加到 Vi 端。并使 2端电位瞬时低 于l/3Vcc,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Vo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42.图4-2 电路得电压波形图4、2 由方波输出为三角波图 44 输入及输出电压波形当 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il则，有 即输出电压与输 入电压成积
9、分关系.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图45 正弦波得产生电路3JTT!K|分析表明,传输特性曲线得表达式为：Ic=I/ 1+exp( Uid/UT)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Uid (t)=4 Um*(t T/4 ) /T(0=t=T/2)Uid(t )=-4Um(t-3*T/4)/T(T/2=t=T)式中Um三角波得幅度；T 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
10、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。图为实现三角波正弦波变换得电路。其中R5调节三角波得幅度，R9 调整电路得对称性，其并联电阻 R10 用来减小差分放大器得线性区。电容 C5 为隔直电容，C8为滤波电容，以滤除谐波分量，改善输出波形。隔直电容 C5 要取得较大,因为输出频率很低， 取 c5=500 微法,滤波电容 视输出 得波形而定， 若含高次斜波成分较多， c6，c7 可取得较小， 一般为几 十皮法至 0、01 微法。 R9=100 欧与 R10=100 欧姆相并联，以减小差分放大器得 线性区.5 软件设计5、1 系统组成框图图 5-1 总体框图5、2 元件清单表 5-1
