时基电路实验报告

实验目的 1.1.掌握555555定时器的工作原理。2.2.掌握555555定时器构成的单稳态触发器、振荡电路等应用电路的功能。3.3.掌握 555 555 定时器电路的安装 焊接和测试方法。任务引用555时基电路也称时基电路也称555定时器，是一种将模拟电路和数字电定时器，是一种将模拟电路和数字电路巧妙结合在一起的组合集成电路。路巧妙结合在一起的组合集成电路。特点：特点：定时精度高定时精度高 工作速度快工作速度快 温度稳定性好温度稳定性好 结构简单，使用灵活结构简单，使用灵活555定时器外形结构和功能两大类：两大类：双极型：双极型：555CMOS：7555 GND图图5-2-1 555定时器电路框图定时器电路框图图图5-2-2 555定时器符号图定时器符号图 555定时器的工作原理定时器的工作原理地低触发端低触发端高触发端高触发端放电端放电端电源端电源端清零端清零端输出端输出端电压控制端电压控制端典型的双列直插典型的双列直插式封装式封装 555定时器主要由定时器主要由比较器比较器、触发器触发器、反相器反相器和由和由三个三个5k 电阻电阻组成的组成的分分压器压器等部分构成，电路如图所示。等部分构成，电路如图所示。电阻分压器电阻分压器比较器比较器触发器触发器反相器反相器图图5-2-3 555定时器电路框图定时器电路框图管脚功能 1脚：外接电源负端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：输出端脚：输出端Vo Vo 2 2脚：低触发端脚：低触发端 当该端电压低于当该端电压低于1/3U1/3Ucccc时，输出高电平时，输出高电平 6 6脚：高触发端脚：高触发端 当该端电压高于当该端电压高于2/3U2/3Ucccc时，输出低电平时，输出低电平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0 xx0导通12/3UCC1/3UCC0导通11/3UCC保持原态保持原态1x1/3UCC1截止555555定时器构成多谐振荡器定时器构成多谐振荡器 555定时器构成多谐振荡器构成的多谐振荡器如图定时器构成多谐振荡器构成的多谐振荡器如图5-2-9所示。它是将两所示。它是将两个触发端个触发端2脚和脚和6脚合并在一起，放电端脚合并在一起，放电端7脚接于两电阻之间。脚接于两电阻之间。图图5-2-10 多谐振荡器的波形多谐振荡器的波形 图图5-2-9 多谐振荡器电路图多谐振荡器电路图 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 多谐振荡器参数的计算多谐振荡器参数的计算tuctuoOOtw1tw2输出波形的振荡周期可用过渡过程公输出波形的振荡周期可用过渡过程公式计算：式计算：tw1：uC(0)=VCC/3 V、uC()=VCC、1=(RA+RB)C、当当t=tw1时，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，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定时器的典型应用电路定时器的典型应用电路 单稳态触发器单稳态触发器 单稳态触发器电路图单稳态触发器电路图 单稳态触发器的波形图单稳态触发器的波形图 这里要注意这里要注意R的取值不能太小。（为什么？）的取值不能太小。（为什么？）若若R太小，当放电管导通时，灌入放电管的电流太大，会损坏放电管。太小，当放电管导通时，灌入放电管的电流太大，会损坏放电管。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定时器构成施密特触发器定时器构成施密特触发器 由于施密特触发器无须放电端，所以利用放电端与输出端状态相一由于施密特触发器无须放电端，所以利用放电端与输出端状态相一致的特点，从放电端加一上拉电阻后，可以获得与致的特点，从放电端加一上拉电阻后，可以获得与3脚相同的输出。但脚相同的输出。但上拉电阻可以单独接另外一组电源，以获得与上拉电阻可以单独接另外一组电源，以获得与3脚输出不同的逻辑电平。脚输出不同的逻辑电平。555定时器构成施密特触发器的电路图如图所示定时器构成施密特触发器的电路图如图所示,施密特触发器属于波形变施密特触发器属于波形变换电路，该电路可以将正弦波、三角波、锯齿波变为脉冲信号。换电路，该电路可以将正弦波、三角波、锯齿波变为脉冲信号。图施密特触发器电路图图施密特触发器电路图施密特触发器的工作原理和多谐振荡器施密特触发器的工作原理和多谐振荡器基本一致，无原则不同。只不过多谐振基本一致，无原则不同。只不过多谐振荡器是靠电容器的充放电去控制电路状荡器是靠电容器的充放电去控制电路状态的翻转，而施密特触发器是靠外加电态的翻转，而施密特触发器是靠外加电压信号去控制电路状态的翻转。所以，压信号去控制电路状态的翻转。所以，在施密特触发器中，外加信号的高电平在施密特触发器中，外加信号的高电平必须大于必须大于 ，低电平必须小于，低电平必须小于 ，否则电路不能翻转。否则电路不能翻转。施密特触发器的输出波形如下：施密特触发器的输出波形如下：ui00uOtt2VCC/31VCC/3 施密特触发器的波形图施密特触发器的波形图 施密特触发器的主要用于对输入波形的整形。图表示的是将三角波整形为施密特触发器的主要用于对输入波形的整形。图表示的是将三角波整形为方波方波,其它形状的输入波形也可以整形为方波。其它形状的输入波形也可以整形为方波。施密特触发器电路图施密特触发器电路图 光施密特触发器光施密特触发器RG为光敏电阻，光强时为低阻，为光敏电阻，光强时为低阻，2脚低电平，脚低电平，555置位，置位，J不动作；不动作；光弱时呈高阻，光弱时呈高阻，6脚为高电平，脚为高电平，555复位，复位，J吸合。吸合。RG是什么元件？是什么元件？电路是如何工作的？电路是如何工作的？简易灯光控制电路简易灯光控制电路什么元件？什么元件？光敏管：光弱时，光敏管：光弱时，C-E间间电阻极大；光强时，电阻电阻极大；光强时，电阻很小。很小。思考：灯思考：灯L什么时候亮？光强？光弱？什么时候亮？光强？光弱？实训课题一 秒指示测试电路实训目的实训目的 通过实践操作使学生加深对通过实践操作使学生加深对555的感性认识，理解的感性认识，理解555定定时器的工作原理时器的工作原理 掌握电路的安装、调试、测量与分析的方法掌握电路的安装、调试、测量与分析的方法实训器材实训器材 工具：电子钳、电烙铁、镊子等工具一套工具：电子钳、电烙铁、镊子等工具一套 仪表：稳压电源、万用表、示波器仪表：稳压电源、万用表、示波器 元件：略元件：略电路图测试步骤及要求1.安装电路完毕后，对照测试电路图和装配图进行检查，安装电路完毕后，对照测试电路图和装配图进行检查，仔细查电路中各元件是否安装正确，导线、焊接是否符合仔细查电路中各元件是否安装正确，导线、焊接是否符合要求，检查有极性元件是否安装连接正确。要求，检查有极性元件是否安装连接正确。2.用万用表测量电源是否短路用万用表测量电源是否短路3.无误后，按集成电路所标记的方向插上无误后，按集成电路所标记的方向插上555集成块，方可集成块，方可通电测试。通电测试。4.测试要求：测试要求：用示波器分别观察、测量和记录用示波器分别观察、测量和记录555定时器定时器2脚脚6脚和脚和3脚的脚的输入输出波形，并记录发光管的状态。输入输出波形，并记录发光管的状态。调试：1.电路是否正常工作电路是否正常工作2.用示波器观察用示波器观察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实训目的 通过实践操作使学生加深对通过实践操作使学生加深对555的感性认识，理解的感性认识，理解555定定时器的工作原理时器的工作原理 掌握电路的安装、调试、测量与分析的方法掌握电路的安装、调试、测量与分析的方法实训器材实训器材 工具：电子钳、电烙铁、镊子等工具一套工具：电子钳、电烙铁、镊子等工具一套 仪表：稳压电源、万用表、示波器仪表：稳压电源、万用表、示波器 元件：略元件：略 电压监视电路电压监视电路 调试：1.电路是否正常工作电路是否正常工作2.U URP下1U URP下2U URP下3灯的状态实训目的：实训目的：1、掌握变音门铃电路的工作原理、掌握变音门铃电路的工作原理2、学会变音门电路的安装与调试学会变音门电路的安装与调试3、学会简单的故障排除、学会简单的故障排除实训课题三：变音门铃电路变音门铃电路变音门铃电路 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实训目的 通过实践操作使学生加深对通过实践操作使学生加深对555的感性认识，理解的感性认识，理解555定定时器的工作原理时器的工作原理 掌握电路的安装、调试、测量与分析的方法掌握电路的安装、调试、测量与分析的方法实训器材实训器材 工具：电子钳、电烙铁、镊子等工具一套工具：电子钳、电烙铁、镊子等工具一套 仪表：稳压电源、万用表、示波器仪表：稳压电源、万用表、示波器 元件：略元件：略电路图