555时基电路及其应用

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1、555时基电路及其应用 实验目的目的 1. 1. 掌握掌握555555定定时器的工作原理。器的工作原理。 2. 2. 掌握掌握555555定定时器构成的器构成的单稳态触触发器、振器、振荡电路等路等应用用电路的功能。路的功能。 3. 3. 掌握掌握 555 555 定定时器器电路的安装路的安装 焊接和接和测试方法。方法。 任务引用555时基基电路也称路也称555定定时器，是一种将模器，是一种将模拟电路和数字路和数字电路巧妙路巧妙结合在一起的合在一起的组合集成合集成电路。路。特点：特点： 定定时精度高精度高 工作速度快工作速度快 温度温度稳定性好定性好 结构构简单，使用灵活，使用灵活555定时器外

2、形结构和功能两大两大类：双极型：双极型：555CMOS：7555 GND图5-2-1 555定定时器器电路框路框图图5-2-2 555定定时器符号器符号图 555定定时时器的工作原理器的工作原理地低触低触发端端高触高触发端端放放电端端电源端源端清零端清零端输出端出端电压控制端控制端典型的双列直插典型的双列直插式封装式封装 555定定时器主要由比器主要由比较器、触器、触发器、反相器和由三个器、反相器和由三个5k 电阻阻组成的分成的分压器器等部分构成，等部分构成，电路如路如图所示。所示。电阻分阻分压器器比比较器器触触发器器反相器反相器图5-2-3 555定定时器器电路框路框图管脚功能 1脚：外接电

3、源负端VSS或接地，一般情况下接地。 8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 16V，CMOS 型时基电路VCC的范围为3 18V。一般用5V。 3 3脚：脚：输输出端出端Vo Vo 2 2脚：低触脚：低触发发端端 当当该端端电压低于低于1/3U1/3Ucccc时，输出高出高电平平 6 6脚：高触脚：高触发发端端 当当该端端电压高于高于2/3U2/3Ucccc时，输出低出低电平平4脚：强制复位端。当此脚接低电平，则时基电路不工作，此时不论2脚6脚处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。 5脚：为控制端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不

4、用时，应将该端串入一只0.01F电容接地，以防引入干扰。 7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。 定时器基本功能表表表 1复位端4脚高触发端6脚低触发端2脚输出端3脚放电端7脚0xx0导通12/3UCC1/3UCC0导通11/3UCC保持原态 保持原态1x1/3UCC1截止555555定定时器构成多器构成多谐振振荡器器 555定定时器构成多器构成多谐振振荡器构成的多器构成的多谐振振荡器如器如图5-2-9所示。它是将两所示。它是将两个触个触发端端2脚和脚和6脚合并在一起，放脚合并在一起，放电端端7脚接于两脚接于两电阻之阻之间。 图5-2-10 多多谐振振荡器的波形器的波形

5、 图5-2-9 多多谐振振荡器器电路路图 tuctuoOO工作原理接通电源瞬间，电容两端电压U=0，即UTH=UTR=UC=01/3VDD,OUT=1,放电管截止，直流电源通过电阻RA和RB向电容充电，电容电压上升；当UC2/3V,即UTH=UTR=UC2/3VDD时，电路翻转，输出OUT=1 变为OUT=0，放电管导通，电容经RB放电，电容电压下降，当电容电压下降到UC1/3VDD,即UTH=UTR=UC1/3VDD时，电路再次翻转，输出又有OUT=0变为OUT=1，如此周而复始，便形成振荡。振荡周期：T=t1+t20.7（RA+RB)C+0.7RB C 多多谐振振荡器参数的器参数的计算算t

6、uctuoOOtw1tw2输出波形的振出波形的振荡周期可用周期可用过渡渡过程公程公式式计算：算： tw1 ： uC (0) = VCC /3 V、 uC () =VCC、 1=(RA+ RB)C、 当当t= tw1时，uC (tw1) =2 VCC /3代代入三要素方程。于是可解出入三要素方程。于是可解出 tw2 ： uC (0) = 2VCC /3 V、 uC () =0V、 1= RBC、当当t= tw2时，uC (tw2) =VCC /3代入公式。于是可代入公式。于是可解出解出占空比（占空比（Duration Ratio） 555555定定时器的典型器的典型应用用电路路 单稳态单稳态触触

7、发发器器 单稳态触触发器器电路路图 单稳态触触发器的波形器的波形图 这里要注意里要注意R的取的取值不能太小。（不能太小。（为什么？）什么？）若若R太小，当放太小，当放电管管导通通时，灌入放，灌入放电管的管的电流太大，会流太大，会损坏放坏放电管。管。工作原理 当无触发脉冲信号时，输入Ui=1,电源接通后，通过电阻R向电容C充电，当Uc(UTH)上升到2/3VDD时，OUT=0，放电管导通，放电UTH1/3VDD,此时OUT保持原态“0,称这种状态时单稳态触发器的稳定状态。 当有触发信号，即:Ui=UTR=01/3VDD时，由于UTH2/3VDD,则触发器输出由“0”变为“1”，放电管由导通变为截

8、止，直流电+VDD通过电阻对电容充电，电容两端电压UC（UTH）按指数上升，当UTH=UC2/3VDD时，又有UTR1/3VDD,电路又发生翻转，OUT=0放电管导通，电容放电，电路自动返回稳定状态。555555定定时器构成施密特触器构成施密特触发器器 由于施密特触由于施密特触发器无器无须放放电端，所以利用放端，所以利用放电端与端与输出端状出端状态相一相一致的特点，从放致的特点，从放电端加一上拉端加一上拉电阻后，可以阻后，可以获得与得与3脚相同的脚相同的输出。但出。但上拉上拉电阻可以阻可以单独接另外一独接另外一组电源，以源，以获得与得与3脚脚输出不同的出不同的逻辑电平。平。555定定时器构成施

9、密特触器构成施密特触发器的器的电路路图如如图所示所示,施密特触施密特触发器属于波形器属于波形变换电路，路，该电路可以将正弦波、三角波、路可以将正弦波、三角波、锯齿波波变为脉冲信号。脉冲信号。图施密特触施密特触发器器电路路图施密特触施密特触发器的工作原理和多器的工作原理和多谐振振荡器器基本一致，无原基本一致，无原则不同。只不不同。只不过多多谐振振荡器是靠器是靠电容器的充放容器的充放电去控制去控制电路状路状态的翻的翻转，而施密特触，而施密特触发器是靠外加器是靠外加电压信号去控制信号去控制电路状路状态的翻的翻转。所以，。所以，在施密特触在施密特触发器中，外加信号的高器中，外加信号的高电平平必必须大于

10、大于 ，低，低电平必平必须小于小于 ，否，否则电路不能翻路不能翻转。 施密特触施密特触发器的器的输出波形如下：出波形如下：ui00uOtt2VCC/31VCC/3 施密特触施密特触发发器的波形器的波形图图 施密特触施密特触发器的主要用于器的主要用于对输入波形的整形。入波形的整形。图表示的是将三角波整形表示的是将三角波整形为方波方波,其它形状的其它形状的输入波形也可以整形入波形也可以整形为方波。方波。 施密特触施密特触发发器器电电路路图图 光施密特触光施密特触发器器RG为光敏光敏电阻，光阻，光强时为低阻，低阻，2脚低脚低电平，平，555置位，置位，J不不动作；光作；光弱弱时呈高阻，呈高阻，6脚脚

11、为高高电平，平，555复复位，位，J吸合。吸合。RG是什么元件？是什么元件？电路是如何工作的？路是如何工作的？简易灯光控制易灯光控制电路路什么元件？什么元件？光敏管：光弱光敏管：光弱时， C-E间电阻极大；光阻极大；光强时，电阻阻很小。很小。思考：灯思考：灯L什么什么时候亮？光候亮？光强？光弱？光弱？实训课题一 秒指示测试电路实训目的目的 通通过实践操作使学生加深践操作使学生加深对555的感性的感性认识，理解，理解555定定时器的工作原理器的工作原理 掌握掌握电路的安装、路的安装、调试、测量与分析的方法量与分析的方法实训器材器材 工具：工具：电子子钳、电烙烙铁、镊子等工具一套子等工具一套 仪表

12、：表：稳压电源、万用表、示波器源、万用表、示波器 元件：略元件：略电路图测试步骤及要求1.安装安装电路完路完毕后，后，对照照测试电路路图和装配和装配图进行行检查，仔仔细查电路中各元件是否安装正确，路中各元件是否安装正确，导线、焊接是否符合接是否符合要求，要求，检查有极性元件是否安装有极性元件是否安装连接正确。接正确。2.用万用表用万用表测量量电源是否短路源是否短路3.无无误后，按集成后，按集成电路所路所标记的方向插上的方向插上555集成集成块，方可，方可通通电测试。4.测试要求：要求： 用示波器分用示波器分别观察、察、测量和量和记录555定定时器器2脚脚6脚和脚和3脚的脚的输入入输出波形，并出

13、波形，并记录发光管的状光管的状态。调试：1.电路是否正常工作路是否正常工作2.用示波器用示波器观察察2、3脚的波形脚的波形ttu2u3实训课题二 电压监视电路实训目的目的 通通过实践操作使学生加深践操作使学生加深对555的感性的感性认识，理解，理解555定定时器的工作原理器的工作原理 掌握掌握电路的安装、路的安装、调试、测量与分析的方法量与分析的方法实训器材器材 工具：工具：电子子钳、电烙烙铁、镊子等工具一套子等工具一套 仪表：表：稳压电源、万用表、示波器源、万用表、示波器 元件：略元件：略 电压监视电路路 调试：1.电路是否正常工作路是否正常工作2.U URP下1U URP下2U URP下3

14、灯的状态实训目的：目的：1、掌握、掌握变音音门铃电路的工作原理路的工作原理2、 学会学会变音音门电路的安装与路的安装与调试3、学会、学会简单的故障排除的故障排除实训课题三：三：变音音门铃电路路变音音门铃电路路 仿真图工作原理当按下按钮电源通过V2对电容C1充电，电压上升，那么4脚复位端电压就会由低电位升高，不在复位，同时，由V1、R2、R3、C2及NE555组成了振荡电路， 它的周期为： T=0.7（R2+R3)C2+0.7R3C2 ，就会发出“叮”的声音。 当放开按钮，C1不在充电改为放电，放电有一定时间，此时就会由原来的振荡电路变成由R1、R2、R3、C2及NE555组成振荡电路，周期为： T=0.7（R1+R2+R3)C2+0.7R3C2 由于T不同，就会发出“咚”的声音。C1放电结束，4脚又变成低电位，复位。叮咚结束。实训课题四 防盗报警器实训目的目的 通通过实践操作使学生加深践操作使学生加深对555的感性的感性认识，理解，理解555定定时器的工作原理器的工作原理 掌握掌握电路的安装、路的安装、调试、测量与分析的方法量与分析的方法实训器材器材 工具：工具：电子子钳、电烙烙铁、镊子等工具一套子等工具一套 仪表：表：稳压电源、万用表、示波器源、万用表、示波器 元件：略元件：略电路图