07实验七 555定时器1

实验七：555定时器及其应用指导教师：孔洁一、实验目的掌握555定时器的电路结构、工作原理及其特点熟悉555定时器的应用。二、实验仪器和器材集成块555电阻，电位器，电容若干三、实验原理在数字系统中常常需要用到各种幅度、宽度以及具有陡峭边沿的矩形脉冲信号，如触发器的时钟脉冲（CP）。获取这些脉冲信号的方法通常有两种：①脉冲产生电路直接产生；②利用已有的周期信号整形、变换得到。脉冲整形、变换电路——单稳态触发器施密特触发器；脉冲产生电路——多谐振荡器；多用途的定时电路——555定时器。一、555定时器的电路结构TR＋－C1UR15k5k＋－C25kUR2&&&14G1RQQG2SG3G43VT8UCCUCOu6(TH)5()6217oRD2放电端uu12348765地2oRDUCC放电端6UCO555uuuTR＋－C1UR15k5k＋－C25kUR2&&&14G1RQQG2SG3G43VT8UCCUCOu6(TH)5()6217oRD2放电端uu1.分压器电压控制端①5脚悬空时，，；CC1RU32UCC2RU31UCO2RCO1RU21UUU,②5脚外接控制电压UCO时，。注：当5脚不加控制电压时，通常经过一个0.01µF的电容接地，以抑制干扰。TR＋－C1UR15k5k＋－C25kUR2&&&14G1RQQG2SG3G43VT8UCCUCOu6(TH)5()6217oRD2放电端uu2.电压比较器U+≥U-时，Ci＝1；U+＜U-时，Ci＝0。阈值输入端触发输入端3.基本RS触发器RSQn+100不定01010111Qn异步清零端TR＋－C1UR15k5k＋－C25kUR2&&&14G1RQQG2SG3G43VT8UCCUCOu6(TH)5()6217oRD2放电端uu4.放电三极管VT是一个集电极开路的放电三极管。当uO＝0时，VT导通；当uO＝1时，VT截止。二、555定时器的功能TR＋－C1UR15k5k＋－C25kUR2&&&14G1RQQG2SG3G43VT8UCCUCOu6(TH)5()6217oRD2放电端uu5脚不外接控制电压。定时器的主要功能取决于两个比较器输出对RS触发器和放电管VT状态的控制。不变不变1导通01截止11导通0××0VTuOu2u6输出输入CCU32CCU32CCU32CCU31CCU31CCU31DR555定时器功能表5脚不接控制电压，则，。CC1RU32UCC2RU31U三.单稳态触发器单稳态触发器是一种常用的脉冲整形电路，简称单稳。由外界触发自动返回稳定状态稳定状态暂稳态恢复期工作特性：①它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态；②在外界触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳态维持一段时间以后，电路能自动返回稳态；③暂稳态不能长久保持，其维持时间的长短取决于电路自身参数，与外界触发脉冲无关。一、555定时器构成的单稳态触发器48762315uCCuouIRUCC0.01μF5555脚经过0.01µF电容接地，则，。CC1RU32UCC2RU31U③恢复期：VT导通，电容C迅速放电，直到使uC≈0，电路又恢复到稳态。②暂稳态：u2触发脉冲下降沿到达时（），电路进入暂稳态，uO＝1。当时，uO＝0，暂稳态结束。CCIU31uCCCU32u1.工作原理①稳态：无触发信号时，uI为高电平。电容先充电后放电，当uC＝0时，电路进入稳态：uO＝0。TuI13UCC0uo0tWTWuC023UCCtttUCC48762315uCCuouIRUCC0.01μF555波形图电路对输入触发脉冲的宽度有一定要求，它必须小于tW。若输入触发脉冲宽度大于tW时，应在u2输入端加入微分电路。四.多谐振荡器多谐振荡器是一种常用的脉冲信号产生电路。工作特性：①无稳态，具有两个暂稳态；②自激振荡器－－在接通电源后，不需外加触发信号，便能自动产生矩形脉冲；③矩形波中除基波外，还含有丰富的高次谐波－－故称为多谐振荡器。自动触发自动返回暂稳态0暂稳态1暂稳态0一、555定时器构成的多谐振荡器1.电路结构48762315CUCCR1R2555uo0.01µFuCuC13UCCuo0T123UCCttUCCT202.工作原理接通电源后，电容C来不及充电，uc＝0，则uO＝1(第一个暂稳态)，VT截止。这时Ucc经R1和R2向C充电，当充至uc＝2/3Ucc时，输出翻转uO＝0(第二个暂稳态)，VT导通；这时电容C经R2和VT放电，当降至uc＝1/3Ucc时，输出翻转uO＝1。3.555定时器构成的振荡器应用实例－－模拟声响发生器将振荡器A的输出电压uo1，接到振荡器B中555定时器的复位端（4脚）。当uo1为高电平时振荡器B振荡，当uo1为低电平时555定时器复位，振荡器B停止振荡。这样，扬声器便发出“呜…呜”的间歇声响。84762351555A0.01µFCR1AR2A847623155550.01µFCR1BR2BRduo18Ωuo25µFUCCuo1uo2(a)(b)B1、单稳态触发器(1)按图14－2连线，取R＝100K，C＝47μf，输入信号Vi由单次脉冲源提供，用双踪示波器观测Vi，VC，VO形。测定幅度与暂稳时间。(2)将R改为1K，C改为0.1μf，输入端加1KHz的连续脉冲，观测波形Vi，VC，VO，测定幅度及暂稳时间。四、实验内容48762315uCCuouIRUCC0.01μF5552、多谐振荡器按图接线，用双踪示波器观测Vc与Vo的波形，测定频率。3.模拟声响电路按图接线，组成两个多谐振荡器，调节定时元件，使Ⅰ输出较低频率，Ⅱ输出较高频率，连好线，接通电源，试听音响效果。调换外接阻容元件，再试听音响效果。4、多谐振荡器用自己构成的多谐振荡器产生的矩形脉冲信号作为74LS161的输入脉冲CP来计数。注:555接口电路与EWB仿真软件接口对应:1GND2TRI3OUT4RES5CON6THR7DIS8UCC