实验八 555 集成定时器的应用

现代电子技术实验现代电子技术实验

实验八

555 集成定时器的应用实验目的实验目的

实验原理实验原理

实验内容实验内容

注意事项注意事项


一、实验目的

实验实验目的




1. 熟悉 555 时基电路的工作原理。2. 熟悉 555 时基电路逻辑功能的测试

方法。学会分析和测试用 555 时基电路构成的多谐振荡器，单稳态触发器，施密特触发器。

3. 了解定时器 555 的实际应用。


二、实验原理

实验目的实验目的




555 定时器是模拟—数字混合式集成电路。

可产生精确的时间延迟和振荡，内部有 3 个 5KΩ 的电阻分压器，故称 555 。

　　在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到了应用。


各公司生产的 555 定时器的逻辑功能与外引线排列都完全相同。

双极型产品 CMOS 产品

单定时器型号的最后几位数码

555 75557555

双定时器型号的最后几位数码 556556 75567556

优点驱动能力

较大低功耗

高输入阻抗

电源电压工作范围 5~18V 2~18V

种类特点


555 逻辑电路图和引脚图

电阻分压器电压比较器

基本 RS 触发器

放电管 T

缓冲器


电阻分压器

(1) 电阻分压器由 3 个 5kΩ 的电阻 R 组成，为电

压比较器 A1 和 A2 提供基准电压。


电压比较器

(2) 电压比较器 A1 和 A2 。当 U＋＞ U－时，比较器输出高电平，反之则输出低

电平。CO 为控制电压输入端。　当 CO 未用时， UR1 ＝ 2/3VCC ， UR2 ＝ 1/3VCC 。　当 CO 外接固定电压时， UR1 ＝ UCO ， UR2 ＝ 1/2UCO

TH 称为高触发端。

称为低触发端。

TR


基本 RS 触发器

（ 3 ）基本 RS 触发器　其置 0 和置 1 端为低电平有效触发。为复位输端，低电平有效。正常工作时，必须使处于高电平。


放电管 T

（ 4 ）放电管 TT 是集电极开路的三极管。定时器输出为 0 时，

T 导通；外接电容可通过 T 放电。定时器输出为 1时， T 截止，外电路可对外界电容充电。

缓冲器

（ 5 ）缓冲器　缓冲器由 G3 构成，用于提高电路的负载能力。


555 定时器功能表

TH TR Rd OUT DIS

× × 0 0 导通

＞3

2 VCC ＞3

1 VCC 1 0 导通

＜3

2 VCC ＞3

1 VCC 1 保持保持

＜3

2 VCC ＜3

1 VCC 1 1 截止

555 逻辑电路和引脚图


11 、施密特触发器、施密特触发器

回差电压 CCCCCC VVVV3

1

3

1

3

2

施密特触发器回差特性：上升过程和下降过程有不同的转换电平 UT ＋和 UT-

555 定时器内部比较器有两个不同的基准电压 UR1 和 UR2 。

VTH

VTH

应用简介


22 、用、用 555555 定时器构成多谐振定时器构成多谐振荡器荡器

CRtCtttT WWWW 2221121 7.0RR7.0

　　电容 C 充电

接通电源时， VC=0 ，此时， vo=1 ， T 截止，电源经 R1 ， R2 对电容C 充电。

21

21w1

R2R

RR

T

tq

电容 C 放电

VC≥2/3VCC 时， 555定时器输出翻转为 0 。T 导通，电容 C 通过 R2

和 T 放电。

截止，电源经 R1 ， R2 对电容 C 充电。周而复始。输出矩形脉冲序列。

VC≤1/3VCC 时， 555定时器输出翻转为 1 。 T

占空比应用简介


3.3. 用用 555555 定时器构成单稳态触发定时器构成单稳态触发器器

tw=1.1RC

当触发脉冲 vi 为高电平时， VCC 通过 R 对C 充电，当 VTH = Vc≥2/3V

CC 时，高触发端 TH 有效，定时器输出置 0 ；此时，放电管导通， C 放电， VT

H =VC =0 。电路保持稳态。当触发脉冲 Vi 下降沿到来时，低触发端 TR 有效置 1 状态，电路进入暂稳态。此时放电管 T 截止， V

CC 通过 R 对 C 充电。

当 VTH = VC≥2/3VCC 时，使高触发端 TH 有效，定时器输出置 0 状态，电路自动返回稳态，此时放电管 T 导通。

电路返回稳态后， C 通过导通的放电管 T 放电，使电迅速恢复到初始状态。应用简介


应用举例应用举例


三、实验内容三、实验内容

11 ．．基础性实验基础性实验 555555 时基电路逻辑功能测试时基电路逻辑功能测试放电管放电管 DISDIS 接接 VR2VR2 端口，端口，按表按表 3.153.15

内容用示波器或万用表测试，并将测试结内容用示波器或万用表测试，并将测试结果填入表果填入表 3.153.15 中。中。

现代电子技术实验现代电子技术实验22 ．． 555555 时基电路的应用时基电路的应用

⑴⑴ ．用．用 555555 定时器构成单稳态触发器定时器构成单稳态触发器按图按图 3.50(a)3.50(a) 连接电路，取连接电路，取 RR11=R=R22=5.1KΩ,R=100KΩ,C=0.01=5.1KΩ,R=100KΩ,C=0.01μf,Cμf,C11=0.01μf=0.01μf。输入。输入 500Hz500Hz脉冲信号，用双踪示波器观察脉冲信号，用双踪示波器观察记录记录 VVii、、 VVCC 、、 VVOO 的波形。并标出波形周期、幅值、脉宽。的波形。并标出波形周期、幅值、脉宽。

现代电子技术实验现代电子技术实验⑵⑵．用．用 555555 定时器构成多谐振荡器定时器构成多谐振荡器

按图按图 3.513.51 （（ aa ）连接电路，）连接电路，取取 RR11=R=R22=100=100 kΩ,CkΩ,C11=0.01μf=0.01μf 、、 C=0.01μfC=0.01μf 。。用双踪示波器分别观察记录用双踪示波器分别观察记录 VVCC 、、 VVOO 波形，波形，

改变改变 RCRC参数。记录相应数据于表参数。记录相应数据于表 3.163.16 中。中。


⑶⑶．用．用 555555 定时器构成施密特触发器定时器构成施密特触发器按图按图 3.52(a)3.52(a) 电路接线，取电路接线，取 R1=R2=100KΩR1=R2=100KΩ，， CC11

=C=C22=0.01μf=0.01μf。输入正弦波信号。输入正弦波信号 1KHZ1KHZ，逐渐加大，逐渐加大 ViVi的幅的幅度，用双踪示波器分别观察记录度，用双踪示波器分别观察记录 VVTHTH、、 VVoo波形（注意输入波形（注意输入正弦波信号对输出波形的脉宽、上、下限触发电平以及回正弦波信号对输出波形的脉宽、上、下限触发电平以及回差电压的影响，要求得出结论）。差电压的影响，要求得出结论）。

测绘电压传输特性。测绘电压传输特性。

（比较（比较 VVTHTH 、、 VVoo 得得出出 VVT+T+ 、、 VVT-T- ））

VTH


（ 4）趣味性实验按图 3.53 电路接线。利用 555 定时器和 R1 、 R2 、 VR1及 C 组成时钟脉冲产生器和十进制计数器 /脉冲分配器 CC4017设计一个圣诞树电路。发光二极管闪烁的快慢由 R1 、 R2 、 VR1及 C决定，因此仅提供一组参考数据。 R1 ＝ 68 kΩ、 R2=47 kΩ、 VR1任意位置、 C ＝ 0.1μf。实验时 R1 、 R2 、 VR1及 C 可在实验底板上灵活选取。


四、四、注意事项注意事项 (一一 )) 故障检测和排除故障检测和排除 11 、检查各连线是否正确，尤其是电、检查各连线是否正确，尤其是电

源线。源线。 22 、要使波形稳定显示则需：、要使波形稳定显示则需： (a) (a) 选择正确的触发源。（选择正确的触发源。（ EdgeEdge 按按键菜单）键菜单）

(b)(b)调节触发平调节触发平 (Level(Level ）旋钮，）旋钮，使触发电平在波形幅度范围内。使触发电平在波形幅度范围内。


((二二 ))思考题思考题 11 ．． 555555 时基电路中，时基电路中， COCO 端为端为基准电压控制端，当悬空时，触发电基准电压控制端，当悬空时，触发电平分别为多少？当接固定电平时，触平分别为多少？当接固定电平时，触发电平分别为多少？发电平分别为多少？ 22 ．在实验中．在实验中 555555 定时器定时器 55 脚所脚所接的电容起什么作用接的电容起什么作用 ??

33 ．多谐振荡器的振荡频率主要．多谐振荡器的振荡频率主要由哪些元件决定由哪些元件决定 ? ?

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