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1、实验九 脉冲的产生的与整形电路一、实验目的：1掌握 555 定时器的性能。2了解 555 定时器的典型应用。二、实验仪器及材料a)TDS-4 数电实验箱、双踪示波器、数字万用表。b)参考元件：555定时器、电容三、预习要求1. 了解 555 定时器的外引线排列和功能。2. 复习 555 定时器的电路结构、工作原理和功能，以及用 555 定时器构成施密特触发器 的电路结构、工作原理和工作波形。3. 用 multisim 软件对实验进行仿真并分析实验是否成功。四、实验原理1555 定时器的引脚功能图如图 5-22555 定时器的工作原理。555 定时器是一种数字与模拟混合型的中规模集成电路，应用广
2、泛。外加电阻、电容 等元件可以构成多谐振荡器，单稳电路，施密特触发器等。555 定时器原理图及引线排列如图 9-1所示。其功能见表9-1。定时器内部由比较器、 分压电路、RS触发器及放电三极管等组成。分压电路由三个5K的电阻构成，分别给A1和 A2提供参考电平2/3VCC和1/3VCC。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状 态。当输入信号自6脚输入大于2/3VCC时，触发器复位，3脚输出为低电平，放电管T导 通；当输入信号自2脚输入并低于1/3VCC时，触发器置位，3脚输出高电平，放电管截止。4脚是复位端，当4脚接入低电平时，则V0=0；正常工作时4接为高电平。5脚为控制端，平时
3、输入2/3Vcc作为比较器的参考电平，当5脚外接一个输入电压， 即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制。如果不在5 脚外加电压通常接 0.01“F电容到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，确保参考电平的稳定。表 9-1 555 定时器的功能表输入输出阀值输入触发输入复位输出啟电管TXX导通2/3Vcc2/3Vccl/3Vcc1导通l/3Vcc1不变不变1 施密特电路1）.电路结构：将TH（6脚）和/TR（2脚）相连作为信号输入端即可构成施密特触发 器，如图 9-2。2）工作原理：1）当Ui由0上升至WUcc*1/3时，Uc1=1,Uc2=0，触发器低电平置位，Q=U0=12）当 U
4、i 上升，在 Ucc*1/3 至 Ucc*2/3 之间，Uc1=1,Uc2=1,触发器保持，Q=U0=1。3）当Ui三Ucc*2/3时，Uc1=1,Uc2=0，触发器低电平复位，Q=U0=0。4）当Ui由Ucc*下降至WUcc*1/3时，Uc1=1,Uc2=0,触发器低电平置位，Q=U0=1。若输入电压的波形是个三角波，在输入端外接三角波u ,当u上升到2V /3时，输iiCC出u从高电平翻转为低电平；当u下降到V /3时,输出u从低电平翻转为高电平。施OiCCO密特触发器将输入的三角波整形为矩形波输出。电路的工作波形如图5-3所示。回差电压：Au=2 V 1V =1V 。3 CC 3 CC
5、3 CCU UILUol0图 9-3 施密特触发器波形图1. 单稳态电路图 9-4 单稳态电路的电路图和波形图单稳态电路的组成和波形如图9-4所示。当电源接通后,cc通过电阻R向电容C充电, 待电容上电压Vc上升到2/3Vcc时，RS触发器置0即输出Vo为低电平，同时电容C通过 三极管T放电。当触发端的外接输入信号电压ViVl/3Vcc时，RS触发器置1,即输出Vo 为高电平，同时，三极管T截止。电源Vcc再次通过R向C充电。输出电压维持高电平的时 间取决于RC的充电时间，当t=t时，电容上的充电电压为；Wv = V 1 一 eCCCtw 2rc = V3 CC 丿所以输出电压的脉宽t =RC
6、ln31.1RCW一般 R 取 1kQ 10MQ，C1000pFo值得注意的是：t的重复周期必须大于t ,才能保证放一个正倒置脉冲起作用。由上式可知,W单稳态电路的暂态时间与VCC无关。因此用555定时器组成的单稳电路可以作为精密定时器。五、实验内容1. 用555定时器构成施密特触发器：将555定时器接成图9-2所示电路，在其2管脚上加输入信号Ui(Ui为05V变化、f=lKHZ的三角波），用示波器同时观察并记录Ui （2管脚）、Uo （3管脚）的波形。2. 按图 9-4 所示用 555集成定时器构成单稳态电路。当C=0.01“F时，选择合理输入信号V的频率和脉宽，调节R以保证Tt，使iWW每
7、一个正倒置脉冲起作用。加输入信号后，用示波器观察V、Vc以及Vo的电压波形，i 比较它们的时序关系，绘出波形，并在图中标出周期、幅值、脉宽等。六、实验报告要求：整理实验数据，画出实验内容中所要求画的波形，按时间坐标对应标出波形的周期、脉宽和幅值等。1. 按实验内容的各个步骤要求整理相关实验数据。2. 记录实验原始数据附在实验报告后面。3. 总结555时基电路组成的典型电路及使用方法。七、注意事项：1. 单稳态电路的输入信号选择要特别注意。V的周期T必须大于v的脉宽t，并且低iOW电平的宽度要小于 v 的脉宽 tOW2. 所有需绘制的波形图均要按时间坐标对应描绘，而且要正确选择示波器的 AC、 DC输入方式，才能正确描绘出所有波形的实际面貌。在图中标出周期、脉宽以及幅值等。
