555定时器电路与功能详解
555定时器电路及其功能
555定时器是一种多用途的中规模集成电路器件，在外围配以少量阻容元件就可以构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器等电路，在脉冲产生和变换等技术领域有着广泛的应用。
一、555定时器的电路组成
555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的器件，内部电路结构如图6-1
所示：
555定时器由三部分组成：
. 电阻分压器和电压比较器：由三个等值电阻R 和两个集成运放比较器C1、C2构成。电源电压Vcc 经分压取得V+2、V-1作为比较器的输入参考电压，在无外加控制电压Vm 时，V+2=1/3Vcc 、V-1=2/3Vcc ；外加控制电压Vm 可改变参考电压值。比较器分别对阀值输入Vi1与V-1、触发输入Vi2与V+2进行比较，它们的结果决定比较器输出Vc1、Vc2的电位高低。
注意：不接外加控制时，控制端（5脚）不可悬空，需通过电容接地，以旁路高频干扰。 . 基本RS 触发器：由比较器输出电位Vc1、Vc2控制其状态。（4脚）为触发器复位
端当
=0时，触发器反相输出端=1，定时器输出Vo=0,同时，使T D 导通。 .
输出缓冲器和开关管：由反相放大器和集电极开路的三极管T D 构成。反相放大器用以提高负载能力，起到隔离作用。
二、555定时器的逻辑功能
555定时器的逻辑功能取决于比较器C1、C2的工作状态。
在无外加控制电压Vm 的情况下:
当Vi1>V-1、Vi2>V+2时，比较器输出Vc1=1、V C 2=0,触发器置0，=1，Vo=0,T D 导通。将Vo=0,Vo ’对地导通的状态称定时器的0态。
当Vi1 当Vi1 施密特触发器 时间：2008-07-31 06:19:14 来源： 作者： 点击：1096 施密特触发器也有两个稳定状态，但与一般触发器不同的是，施密特触发器采 用电位触发方式，其状态由输入信号电位维持；对于负向递减和正向递增两种不同变化方向的输入信号，施密特触发器有不同的阀值电压。见图6-2： 解释：当输入信号Vi 减小至低于负向阀值 时，输出电压Vo 翻转为高电平VoH ；而输入信号Vi 增大至高于正向阀值 时，输出电压Vo 才翻转为低电平VoL 。这种滞后的电压传输特性称回差特性，其值-称为回差电压。 一、用555定时器构成的施密特触发器 1.电路组成: 将555定时器的阀值输入端Vi1（6脚）、触发输入端Vi2（2脚）相连作为输入端Vi ，由Vo （3脚）或Vo ’（7脚）挂接上拉电阻Rl 及电源VDD 作为输出端，便构成了如图6-3所示的施密特触发器电路。 2.工作原理： 如图所示，输入信号Vi ，对应的输出信号为Vo ，假设未接控制输入Vm 。 ①当Vi=0V 时，即Vi1<2/3Vcc 、Vi2<1/3Vcc,此时Vo=1。以后Vi 逐渐上升,只要不高于阀值电压(2/3Vcc),输出Vo 维持1不变。 ②当Vi 上升至高于阀值电压（2/3Vcc ）时，则Vi1>2/3Vcc 、Vi2>1/3Vcc ，此时定时器状态翻转为0，输出Vo=0，此后Vi 继续上升，然后下降，只要不低于触发电位（1/3Vcc ），输出维持0不变。 ③当Vi 继续下降，一旦低于触发电位（1/3Vcc ）后，Vi1<2/3Vcc 、Vi2<1/3Vcc ，定时器 状态翻转为1，输出Vo=1。 总结：未考虑外接控制输入V m时，正负向阀值电压=2/3Vcc、=1/3Vcc，回差电压△V=1/3Vcc。若考虑Vm，则正负向阀值电压=Vm、=1/2Vm，回差电压△V=1/2Vm。由此，通过调节外加电压Vm可改变施密特触发器的回差电压特性，从而改变输出脉冲的宽度。 二、施密特触发器的应用举例 1.波形变换： 施密特触发器可用以将模拟信号波形转换成矩形波，如图6-4所示将正弦波信号同相转换成矩形波的例子，输出脉冲宽度tpo可通过回差电压加以调节。 2.波形整形 若数字信号在传输过程中受到干扰变成如图6-5（a)所示的不规则波形， 可利用施密特触发器的回差特性将它整形成规则的矩形波。若负向阀值取为，则回差电压 。整形后输出波形如图6-5(b)所示。由于输入信号的干扰在输出中表现为三个矩形 脉冲，这是错误的。若减小负向阀值取为，则回差电压。此时整形后输出波 形如图6-5(c)所示，消去了干扰。 3.幅度鉴别： 施密特触发器的翻转取决于输入信号是否高于或低于，利用此特性可以构成幅度鉴别 器，用以从一串脉冲中检出符合幅度要求的脉冲。如图6-6所示，当输入脉冲大于 时，施密特触发器翻转，输出端有脉冲输出；当输入脉冲幅度小于 时，施密特触发器不翻转，输出端没有脉冲输出。它可以鉴别出脉冲幅度高于 的输入信号。 单稳态触发器 时间：2008-07-31 06:20:07 来源： 作者： 点击：397 单稳态触发器只有一个稳定状态，在外加脉冲的作用下，单稳态触发器可以从一 个稳定状态翻转到一个暂态，该暂态维持一段时间又回到原来的稳态。 一、用555定时器构成单稳态触发器： 1.电路组成 如图6-7所示，其中R 、C 为单稳态触发器的定时元件，它们的连接点Vc 与定时器的阀值输入端（6脚）及输出端Vo'（7脚）相连。单稳态触发器输出脉冲宽度tpo=1.1RC 。 Ri 、Ci 构成输入回路的微分环节，用以使输入信号Vi 的负脉冲宽度tpi 限制在允许的范围内，一般tpi>5RiCi ，通过微分环节，可使Vi'的尖脉冲宽度小于单稳态触发器的输出脉冲宽度tpo 。若输入信号的负脉冲宽度tpi 本来就小于tpo ，则微分环节可省略。 定时器复位输入端 （4脚）接高电平，控制输入端Vm 通过0.01uF 接地，定时器输出端Vo （3脚）作为单稳态触发器的单稳信号输出端。 2.工作原理 当输入Vi 保持高电平时，Ci 相当于断开。输入Vi'由于Ri 的存在而为高电平Vcc 。此时，①若定时器原始状态为0，则集电极输出（7脚）导通接地，使电容C 放电、Vc =0，即输入6脚的信号低于2/3Vcc ，此时定时器维持0不变。 ②若定时器原始状态为1，则集电极输出（7脚）对地断开，Vcc经R向C充电，使Vc电位升高，待Vc值高于2/3Vcc时，定时器翻转为0态。 结论：单稳态触发器正常工作时，若未加输入负脉冲，即Vi保持高电平，则单稳态触发器的输出Vo一定是低电平。 单稳态触发器的工作过程分为下面三个阶段来分析，图6-8为其工作波形图： ①触发翻转阶段： 输入负脉冲Vi到来时，下降沿经RiCi微分环节在Vi'端产生下跳负向尖脉冲，其值低于负向阀值（1/3Vcc）。由于稳态时Vc低于正向阀值（2/3Vcc），固定时器翻转为1，输出Vo为高电平，集电极输出对地断开，此时单稳态触发器进入暂稳状态。 ②暂态维持阶段： 由于集电极开路输出端（7脚）对地断开，Vcc通过R向C充电，Vc按指数规律上升并趋向于Vcc。从暂稳态开始到Vc值到达正向阀值（2/3Vcc）之前的这段时间就是暂态维持时间tpo。 ③返回恢复阶段： 当C充电使Vc值高于正向阀值(2/3Vcc）时，由于Vi'端负向尖脉冲已消失，Vi'值高于负向阀值（1/3Vcc），定时器翻转为0，输出低电平，集电极输出端（7脚）对地导通，暂态阶段结束。C通过7脚放电，使Vc值低于正向阀值（2/3Vcc），使单稳态触发器恢复稳态。 二、单稳态触发器应用举例 利用单稳态触发器的特性可以实现脉冲整形，脉冲定时等功能。 1.脉冲整形 利用单稳态触发器能产生一定宽度的脉冲这一特性，可以将过窄或过宽的输入脉冲整形成固定宽度的脉冲输出。 如图6-9所示的不规则输入波形，经单稳态触发器处理后，便可得到固定宽度、固定幅度，且上升、下降沿陡峭的规整矩形波输出。 2.脉冲定时： 若将单稳态触发器的输出Vo 接至与门的一个输入脚，与门的另一个输入脚输入高频脉冲序列Vf 。单稳态触发器在输入负向窄脉冲到来时开始翻转，与门开启，允许高频脉冲序列通过与门从其输出端VAND 输出。经过tpo 定时时间后，单稳态触发器恢复稳态，与门关闭，禁止高频脉冲序列输出。由此实现了高频脉冲序列的定时选通功能，工作波形如图6-10 所示： 多谐振荡器 时间：2008-07-31 06:20:50 来源： 作者： 点击：599 多谐振荡器是一种能产生矩形波的自激振荡器，也称矩形波发生器。“多谐”指矩 形波中除了基波成分外，还含有丰富的高次谐波成分。多谐振荡器没有稳态，只有两 个暂稳态。在工作时，电路的状态在这两个暂稳态之间自动地交替变换，由此产生矩形波脉冲信号，常用作脉冲信号源及时序电路中的时钟信号。 一、用555定时器构成的多谐振荡器 1.电路组成： 用555定时器构成的多谐振荡器电路如图6-11（a）所示：图中电容C、电阻R1和R2作为振荡器的定时元件，决定着输出矩形波正、负脉冲的宽度。定时器的触发输入端（2脚）和阀值输入端（6脚）与电容相连；集电极开路输出端（7脚）接R1、R2相连处，用以控制电容C的充、放电；外界控制输入端（5脚）通过0.01uF电容接地。 2.工作原理： 多谐振荡器的工作波形如图6-11(b)所示： 电路接通电源的瞬间，由于电容C来不及充电，Vc=0v，所以555定时器状态为1，输出Vo为高电平。同时，集电极输出端（7脚）对地断开，电源Vcc对电容C充电，电路进入暂稳态I，此后，电路周而复始地产生周期性的输出脉冲。多谐振荡器两个暂稳态的维持时间取决于RC充、放电回路的参数。暂稳态Ⅰ的维持时间，即输出Vo的正向脉冲宽度T1≈0.7(R1+R2)C；暂稳态Ⅱ的维持时间，即输出Vo的负向脉冲宽度T2≈0.7R2C。 因此，振荡周期T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C，振荡频率f=1/T。正向脉冲宽度T1与振荡周期T之比称矩形波的占空比Ｄ，由上述条件可得D=（R1+R2）/（R1+2R2），若使R2>>R1，则D≈1/2，即输出信号的正负向脉冲宽度相等的矩形波（方波）。 二、多谐振荡器应用举例： 1.模拟声响发生器： 将两个多谐振荡器连接起来，前一个振荡器的输出接到后一个振荡器的复位端，后一个振荡器的输出接到扬声器上。这样，只有当前一个振荡器输出高电平时，才驱动后一个振荡器振荡,扬声器发声；而前一个振荡器输出低电平时，导致后面振荡器复位并停止震荡,此时扬声器无音频输出。因此从扬声器中听到间歇式的"呜......呜"声响。 2.电压——频率转换器： 由555定时器构成的多谐振荡器中，若定时器控制输入端（5脚）不经电容接地，而是外加一个可变的电压源，则通过调节该电压源的值，可以改变定时器触发电位和阀值电位的大小。 外加电压越大，振荡器输出脉冲周期越大，即频率越低；外加电压越小，振荡器输出脉冲周期越小，即频率越高。这样，多谐振荡器就实现了将输入电压大小转换成输出频率高低的电压—频率转换器的功能。 基于555定时器闪光电路设计与制作 我们主张，电子初学者要采用万能板焊接电子制作作品，因为这种电子制作方法，不仅能培养电子爱好者的焊接技术，还能提高他们识别电路图和分析原理图的能力，为日后维修、设计电子产品打下坚实的基础。 本文介绍555定时器的结构、引脚功能以及构成单稳态触发器、多谐振荡器、施密特触发器等电路，进一步掌握集成电路的使用方法，并利用多谐振荡器产生的脉冲信号控制二个发光二极管实现闪光电路。 一、基于555定时器闪光电路功能介绍 每辆车上电子装置在整个汽车制造成本中所占的比例由16%增至23%以上，目前电子技术的应用几乎已经深入到汽车所有的系统。汽车上的左、右闪光灯就是最普通的电子产品，今天我们就来学习如何使用555定时器设计闪光电路。 本制作套件就是利用555定时器设计的多谐振荡器，进而构成闪光电路，如图1所示。 图1 基于555定时器闪光电路成品图 二、基于555定时器闪光电路原理图 图2 基于555定时器闪光电路原理图 三、基于555定时器闪光电路工作原理 1、可调电阻的特性及用法 可调电阻也叫可变电阻，是电阻的一类，其电阻值的大小可以人为调节，以满足电路的需要。可以逐渐地改变和它串联的用电器中的电流，也可以逐渐地改变和它串联的用电器的电压，还可以起到保护用电器的作用。 图3 可调电阻100K可调范围 电位器是可调电阻的一种,通常是由电阻体与转动或滑动系统组成，即靠一个动触点在电阻体上移动，获得部分电压输出。 电位器的电阻体有两个固定端，通过手动调节转轴或滑柄，改变动触点在电阻体上的位置，则改变了动触点与任一个固定端之间的电阻值，从而改变了电压与电流的大小。 实验4 555定时器电路设计 预习内容 阅读《电工电子实验教程》第6.5节中555集成定时器应用的内容。 预习实验的内容，自拟实验步骤和数据表格，完成理论设计，画出原理电路，选择所用元件名称、数量，熟悉元件引脚，手写预习报告。 一、实验目的 1．熟悉集成定时器555的工作原理及应用。 2．熟悉时钟信号产生电路的设计方法。 3．掌握使用定时器555设计多谐振荡器的方法。 二、知识要点 时钟信号在电子电路中有着非常重要的作用，而生成周期时钟信号的方法也有多种。比较常用的方法就是使用555定时器构成多谐振荡器。此电路广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。 555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为555，用CMOS工艺制作的称为7555。555定时器的电源电压范围宽，可在4.5V~16V 工作，7555可在3~18V工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。 图5-1 555定时器的结构图和引脚分布图 1脚－GND，接地脚； 2脚－Trigger，低电平触发端； 3脚－Output，输出端； 4脚－Reset，复位端，低电平有效； 5脚－Control V oltage，电压控制端； 6脚－Threshold，阈值输入端； 7脚－Discharge，放电端； 8脚－V CC，电源端。 三、实验内容 题目：时钟信号发生电路设计 设计一个电路，能够产生时钟信号，要求信号频率可调，设计范围不小于500Hz~1000Hz， 电子技术仿真实验报告实验题目： 3 555定时器的应用仿真实验 班级： 姓名： 学号： 实验日期： 实验成绩： 实验三 555定时器的应用仿真实验 一、实验目的： 1、熟悉555定时器的工作原理。 2、掌握555定时器的典型应用。 3、掌握基于multisim 10.0的555定时器应用仿真。 二、实验原理： 555定时器是一种常见的集数字与模拟功能于一体的集成电路。通常只要外接少量的外围元件就可以很方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器等多种电路。其中： （1） 构成施密特触发器，用于TTL 系统的接口，整形电路或脉冲鉴幅等； （2）构成多谐振荡器，组成信号产生电路； （3）构成单稳态触发器，用于定时延时整形及一些定时开关中。 555应用电路采用这3种方式中的1种或多种组合起来可以组成各种实用的电子电路。 U1 LM555CM GND 1DIS 7OUT 3 RST 4VCC 8THR 6CON 5 TRI 2 GND ——1脚，接地；TRI ——2脚，触发输入；OUT ——3脚，输出；RES ——4脚，复 位（低电平有效）；CON ——5脚，控制电压（不用时一般通过一个0.01F 的电容接地）；THR ——6脚，阈值输入；DIS ——7脚，放电端；VCC ——8脚，+电源 1、 由555定时器构成多谐振荡器 （1） 接通电源时，设电容的初始电压0=c V ，此时TR V \TH V 均小于1/3Vcc ，放电截止， 输出端电压为高电平，Vcc 通过1R 和2R 对C 充电，Vc 按照指数规律逐步上升。 （2） 当Vc 上升到2/3Vcc 时，放电管导通，输出端电压为低电平，电容C 通过2R 放电，Vc 按照指数规律逐步下降。 （3） 当Vc 下降到1/3Vcc 时，放电管截止，输出端电压由低电平翻转为高电平，电容C 又开始充电。当电容C 充到Vc=2/3Vcc 时，又开始放电，如此周而复始，在输出端即可产生矩形波信号。 矩形波信号的周期取决于电容器充、放电回路的时间常数，输出矩形脉冲信号的周期 C R R T )2(7.021+≈ 2、 施密特触发器是脉冲波形整形和变换电路中经常使用的一种电路。其具有两个稳定 状态，两个稳定状态的维持和相互转换取决于输入电压的高低和，属于电平触发，具有两个不同的触发电平，存在回差电压。由555定时器构成的施密特触发器将555定时器的THR 和TRI 两个输入端连在一起作为信号输入端即可得到施密特触发器。 （1） 当Vi<1/3Vcc 时，输出Vo 为高电平。随着Vi 的上升，只要Vi<2/3Vcc ，输出 信号将维持原状态不变，设此状态为第一稳定状态。 （2） 当Vi 上升到Vi ≥2/3Vcc 时，输出Vo 为低电平。电路由第一稳定状态翻转为第 二稳定状态，电路的正向阈值电压为+T V =2/3Vcc 。随着Vi 上升后又下降的情况，只要Vi 〉1/3Vcc ，电路将维持在第二稳定状态不变。 （3） 当Vi 下降到Vi ≤1/3Vcc 时，电路又翻转到第一稳态，电路的负向阈值电压为 -T V =1/3Vcc 。 三、实验内容： 1、555定时器构成多谐振荡器仿真实验 令狐采学创作 555定时器的典型应用电路 令狐采学 单稳态触发器 555定时器构成单稳态触发器如图22-2-1所示，该电路的触发信号在2脚输入，R和C 是外接定时电路。单稳态电路的工作波形如图22-2-2所示。 在未加入触发信号时，因ui=H，所以uo=L。当加入触发信号时，ui=L，所以uo=H，7脚内部的放电管关断，电源经电阻R向电容C充电，uC按指数规律上升。当uC上升到2 VCC/3时，相当输入是高电平，555定时器的输出uo=L。同时7脚内部的放电管饱和导通是时，电阻很小，电容C经放电管迅速放电。从加入触发信号开始，到电容上的电压充到2VCC/3为止，单稳态触发器完成了一个工作周期。输出脉冲高电平的宽度称为暂稳态时间，用tW表示。 图22-2-1 单稳态触发器电路图 图22-2-2 单稳态触发器的波形图 暂稳态时间的求取： 暂稳态时间的求取可以通过过渡过程公式，根据图22-2-2可以用电容器C上的电压曲线确定三要素，初始值为uc(0)=0V，无穷大值uc(∞)=VCC，τ=RC，设暂稳态的时间为t w，当t= tw时，uc(tw)=2 VCC/3时。代入过渡过程公式[1-p205] 几点需要注意的问题： 这里有三点需要注意，一是触发输入信号的逻辑电平，在无触发时是高电平，必须大于 2 VCC/3，低电平必须小于 VCC/3，否则触发无效。 二是触发信号的低电平宽度要窄，其低电平的宽度应小于单稳暂稳的时间。否则当暂稳时间结束时，触发信号依然存在，输出与输入反相。此时单稳态触发器成为一个反相器。 R的取值不能太小，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。图22-2-3是555定时器单稳态触发器的示波器波形图，从图中可以看出触发脉冲的低电平和高电平的位置，波形图右侧的一个小箭头为0电位。 图22-2-3 555定时器单稳态触发器的示波器波形图 [动画4-5] 多谐振荡器 555定时器构成多谐振荡器的电路如图22-2-4所示，其工作波形如图22-2-5所示。 与单稳态触发器比较，它是利用电容器的充放电来代替外加触发信号，所以，电容器上的电压信号应该在两个阈值之间按指数规律转换。充电回路是RA、RB和C，此时相当输入是低电平，输出是高电平；当电容器充电达到2 VCC/3时，即输入达到高电平时，电路的状态发生翻转，输出为低电平，电容器开始放电。当电容器放电达到2VCC/3时，电路的状态又开始翻转。如此不断循环。电容器之所以能够放电，是由于有放电端7脚的作用，因7脚的状态与输出端一致，7脚为低电平电容器即放电。 图22-2-4 多谐振荡器电路图图22-2-5 多谐振荡器的波形 震荡周期的确定： 根据uc(t)的波形图可以确定振荡周期，T=T1+T2 先求T1，T1对应充电，时间常数τ1=(RA+RB)C，初始值为uc(0)= VCC/3，无穷大值u c(∞)=VCC，当t= T1时，uc(T1)=2 VCC/3，代入过渡过程公式，可得 T1=ln2(RA+RB)C≈0.7(RA+RB)C 求T2，T2对应放电，时间常数τ2=RBC，初始值为uc(0)=2 VCC/3，无穷大值uc(∞) =0 555定时器的基本应用及使用方法 我们知道，555电路在应用和工作方式上一般可归纳为3类。每类工作方式又有很多个不同的电路。在实际应用中，除了单一品种的电路外，还可组合出很多不同电路，如：多个单稳、多个双稳、单稳和无稳，双稳和无稳的组合等。这样一来，电路变的更加复杂。为了便于我们分析和识别电路，更好的理解555电路，这里我们这里按555电路的结构特点进行分类和归纳，把555电路分为3大类、8种、共18个单元电路。每个电路除画出它的标准图型，指出他们的结构特点或识别方法外，还给出了计算公式和他们的用途。方便大家识别、分析555电路。下面将分别 介绍这3类电路。 单稳类电路 单稳工作方式，它可分为3种。见图示。 第1种（图1）是人工启动单稳，又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元，并分别以1.1.1 和1.1.2为代号。他们的输入端的形式，也就是电路的结构特点是： “RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。 第2种（图2）是脉冲启动型单稳，也可以分为2个不同的单元。他们的输入特点都是“RT-7.6-CT”，都是从2端输入。1.2.1电路的2端不带任何元件，具有最简单的形式；1.2.2电路则带 有一个RC微分电路。 第3种（图3）是压控振荡器。单稳型压控振荡器电路有很多，都比较复杂。为简单起见，我们只把它分为2个不同单元。不带任何辅助器件的电路为1.3.1；使用晶体管、运放放大器等辅助器件的电路为1.3.2。图中列出了2个常用电路。 双稳类电路 这里我们将对555双稳电路工作方式进行总结、归纳。 555双稳电路可分成2种。 第一种（见图1）是触发电路，有双端输入（2.1.1）和单端输入（2.1.2）2个单元。单端比较器（2.1.2）可以是6端固定，2段输入；也可是2端固定，6端输入。 第2种（见图2）是施密特触发电路，有最简单形式的（2.2.1）和输入端电阻调整偏置或在控制端（5）加控制电压VCT以改变阀值电压的（2.2.2）共2个单元电路。 每辆车上电子装置在整个汽车制造成本中所占的比例由16%增至23%以上。一些豪华轿车上，使用单片微型计算机的数量已经达到48个，电子产品占到整车成本的50%以上，目前电子技术的应用几乎已经深入到汽车所有的系统。汽车上的左、右闪光灯就是最普通的电子产品，今天我们就来学习如何使用555定时器设计闪光电路。 555定时器可方便地构成单稳态触发器，多谐振荡器，施密特触发器等电路，闪光电路一般是利用多谐振荡器产生的脉冲信号控制而成。 一、电路图如下： 闪光电路原理图1引脚原理图2 分析工作原理的时候，可以对照图1所示，这是一个典型的利用555设计的多谐振荡器，调节可变电阻可以改变输出的振荡信号的频率，信号从3脚输出一个高低电平，控制D1和D2。 当输出高电平的时候，D2亮，D1不亮。当输出低电平的时候，D2不亮，D1亮。总的效果看起来就是闪烁了。 需要制作实物的朋友可以对照图2制作，像这么一个比较简单的电路，可以购买少量的元件，用万能板（洞洞板）焊接而成，当然焊接的时候，需要一定的焊接技术，如果焊接技术不行的朋友，一定要练习焊接技术，我们比较提倡在电子制作过程中采用拖焊技术，具体实物产品，可以参照图3和图4。 二、元件清单如下： 需要制作的朋友，可以到电子市场购买以上元器件，都是非常常用的元器件，容易购买。笔者建议去网上购买，初步估计所有的材料加在一起，价格在5元以内。 三、闪光器实物图 图3 闪光器实物图 图4闪光器背面走线图 在制作的时候，一定要注意555定时器的引脚功能，比如1脚接地，8脚接电源，和普通的DIP集成电路有些不一样，当制作完成的时候，如果LED灯不闪烁，就要检测了，首先检测1脚和8脚电压是否正常，然后再检测4脚电压是否正常，2脚和6脚是否已经连在一起来，如果这些都正常了，故障基本会被排除了。 一、实验目的 二、实验原理 555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555 定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图 2.9.1 和图2.9.2 所示。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3 555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为2VCC /3，C2 的反相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 C2 的输出为0，可使RS 触发器置1，使输出端OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则C1 的输出为 0，C2 的输出为1，可将RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。 它的各个引脚功能如下： 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脚：输出端Vo 2脚：低触发端 6脚：TH高触发端 4脚：是直接清零端。当端接低电平，则时基电路不工作，此时不论、TH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：VC为控制电压端。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0.01μF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。 在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A1、A2基准电压分别为的情况下，555时基电路的功能表如表6—1示。 三、实验内容 四、思考题 实验10 555定时器的原理及三种应用电路 「、实验目的 (1) 掌握555定时器的电路结构、工作原理。 (2) 熟悉555定时器的功能及应用。 :■、实验箱一个；双踪示波器一台；稳压电源一台；函数发生器一台。 CB555定时器；100Q ~100k Q电阻；0.01~100卩F电容；1k Q和5k Q电位器; 发光二极管或蜂鸣器。 三、实验内容 (1)按图2-10-3连接施密特触发器电路，分别输入正弦波、锯齿波信号，观察并记录输出输入波形。 1?实验原理 当输入电压《：：」V cc时，=V TR：：：'CC V。为高电平 3 3 1 2 当-V cc : V i:-时，乂保持高电平。 3 3 2 2 当V i ?—V CC,V TH -V TR -V cc 时，V o 为低电平。 3 3 1 2 V由大变小时，即-v cc : V :-时，V)保持低电平。 3 3 一旦V「：-V cc,则V o又回到高电平。 3 2?仿真电路如图: 3?实验结果： 输入正弦波: 输入锯齿波: (2)设计一个驱动发光二极管的定时器电路，要求每接收到负脉冲时，发光管持续点亮秒后熄灭。 2 1?实验原理： 由555定时器构成单稳态触发器，由单稳态触发器的功能可知，当输入为一个负脉冲 时，可以输出一个单稳态脉宽T W,且T W=1.1RC。所以想要使发光二极管接收到负脉冲时, 持续点亮2S，即要使T W=2S所以，需选定合适的R、C值。选定R、C时，先选定C的值 为100uF,然后确定R的值为18.2k Q。 2.仿真电路如图： 波形图为： 若是1秒或者是5秒。只需改变R 与C 的大小，使得脉冲宽度 T=1.1RC 分别为1或是5 即可。1 秒时： C=1OOuF, R=9.1k Q 5 秒时：C=1OOuF , R=45.5k Q 。 (3) 按图 2-10-7连接电路，取 R 仁1k Q , R2=10k Q ,C 仁0.1卩F,C2=0.01卩F ,观察、记录 V Cr 、V O 的同步波形，测出 V 。的周期并与估算值进行比较。改变参数 R1=15k Q , R2=10k Q ,C1=0.033卩F,C2=0.1卩F ,用示波器观察并测量输出端波形的频率。 经与理论估算值比较， 算出频率的相对误差值。 1?实验原理 555定时器构成多谐振荡器。 1 当加电后，V cc 通过R |,R 2 对R 充电，充电开始时V Cr =V TH =V TR ￡-V cc ,所以 V O =1。 3 1 2 当V Cr 上升到-V cc 555定时器的典型应用电路 单稳态触发器 555定时器构成单稳态触发器如图22-2-1所示，该电路的触发信号在2脚输入，R和C是外接定时电路。单稳态电路的工作波形如图22-2-2所示。 在未加入触发信号时，因u i=H，所以u o=L。当加入触发信号时，u i=L，所以u o=H，7脚内部的放电管关断，电源经电阻R向电容C充电，u C按指数规律上升。当u C上升到2V CC/3时，相当输入是高电平，5 55定时器的输出u o=L。同时7脚内部的放电管饱和导通是时，电阻很小，电容C经放电管迅速放电。从加入触发信号开始，到电容上的电压充到2V CC/3为止，单稳态触发器完成了一个工作周期。输出脉冲高电平的宽度称为暂稳态时间，用t W表示。 图22-2-1 单稳态触发器电路图 图22-2-2 单稳态触发器的波形图 暂稳态时间的求取： 暂稳态时间的求取可以通过过渡过程公式，根据图22-2-2可以用电容器C上的电压曲线确定三要素，初始值为u c(0)=0V，无穷大值u c(∞)=V CC，τ=RC，设暂稳态的时间为t w，当t= t w时，u c(t w)=2V CC/3时。代入过渡过程公式[1-p205] 几点需要注意的问题： 这里有三点需要注意，一是触发输入信号的逻辑电平，在无触发时是高电平，必须大于2V CC/3，低电平必须小于V CC/3，否则触发无效。 二是触发信号的低电平宽度要窄，其低电平的宽度应小于单稳暂稳的时间。否则当暂稳时间结束时，触发信号依然存在，输出与输入反相。此时单稳态触发器成为一个反相器。 R的取值不能太小，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。图22-2-3是555定时器单稳态触发器的示波器波形图，从图中可以看出触发脉冲的低电平和高电平的位置，波形图右侧的一个小箭头为0电位。 图22-2-3 555定时器单稳态触发器的示波器波形图[动画4-5] 多谐振荡器 555定时器构成多谐振荡器的电路如图22-2-4所示，其工作波形如图22-2-5所示。 与单稳态触发器比较，它是利用电容器的充放电来代替外加触发信号，所以，电容器上的电压信号应该在两个阈值之间按指数规律转换。充电回路是R A、R B和C，此时相当输入是低电平，输出是高电平；当电容器充电达到2V CC/3时，即输入达到高电平时，电路的状态发生翻转，输出为低电平，电容器开始放电。当电容器放电达到2V CC/3时，电路的状态又开始翻转。如此不断循环。电容器之所以能够放电，是由于有放电端7脚的作用，因7脚的状态与输出端一致，7脚为低电平电容器即放电。 图22-2-4 多谐振荡器电路图图22-2-5 多谐振荡器的波形 毕业论文 论文题目 555定时器及其基本应用 系别物电系 专业物理教育 班级 10级物理教育班 学号 131009008 姓名蒲永峰 指导教师袁乐民 二Ｏ一二年十二月十日 555定时器及基本应用 摘要：555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为555，用CMOS工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。555定时器的电源电压范围宽，可在5~16V工作，最大负载电流可达200mA，7555可在3~18V工作，最大负载电流可达4mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。 关键词：555定时器，施密特触发器，多谐振荡器，单稳态触发器 引言：随着电子技术的发展，尤其是消费类电子的日益普及，555定时器的使用量也在飞速增长。在购买和使用555定时器时，人们对555定时器的性能要求也逐渐提高。555定时器最重要的两个性能为电池的容量和电池的内阻，电池容量与电池内阻存在密切的关系。一般而言, 电池的容量越大, 内阻就越小。电池内阻的大小及其变化可反应电池内部的变化。电池内阻大，电池放电电压平台低，电池输出功率小，电池充电时电压高，高倍率快速充电时，电池会产生大量的热，使充电效率降低，降低电池性能。可见电池内阻的大小是衡量电池性能好坏的重要指标, 准确测量电池内阻具有重要意义。目前,测量电池内阻的方法主要有加载降压法、短路电流法、电桥法、交流电流法、双量程测量法、电位差计法等。这些方法各有利弊, 普遍问题是测量步骤较繁琐, 有些测量方法存在着不可忽视的测量误差, 甚至某些测量方法(因电池放电时间过长等)对电池的寿命有一定影响。本文将以论证的方式介绍一种较容易、准确测量电池内阻和电池容量的方法。 一、 555定时器简介 555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现 多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作 为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555 定 时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图 2.9.1 和图 2.9.2 所示。它内 课程名称：数字电子技术基础项目名称：灯泡延时电路 项目组成员及分工及成绩评定 目录 1 课程设计目的 (2) 2 课程设计题目及要求 (2) 3 课程设计报告内容 (2) 3.1 按键式延时照明灯方案 (2) 3.2 电路元器件介绍 (3) 3.3 电路功能介绍 (4) 3.3.1 电路制作流程 (4) 3.4 实操连接电路和仿真电路的实现 (5) 3.4.1 电路实物图 (5) 3.4.2 手画电路原理图 (6) 3.4.3 仿真结果 (6) 3.5 电路调试过程 (7) 4总结 (8) 1课程设计目的 （1）掌握进行基本技术技能训练，如基本仪器仪表的使用，常用元器件的识别、测量、熟练运用的能力，掌握设计资料、手册、标准和规范以及使用仿真软件、实验设备进行调试和数据处理等。 （2）学习较复杂的电子系统设计的一般方法，了解和掌握模拟、数字电路等知识解决电子信息方面常见实际问题的能力，由学生自行设计、自行制作和自行调试。 （3）提高学生的创新能力。 （4）培养理论联系实际的正确设计思想，训练综合运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题的能力。 2课程设计题目及要求 设计步骤 1.对单稳态电路的设计和元器件参数计算、选择。 2.购买相关器件，采用面包板搭建电路。 3.画出总体电路图。 4.结合仿真结果和电路图安装自己设计的电路，检查线路的准确性。 5.调试电路，将电路用multisim对电路进行仿真。 6.提交符合要求的电路和实验设计报告。 要求 1.输出接LED电路， 2.按键不按LED不亮，当按键按下时LED亮30秒，之后熄灭。 3课程设计报告内容 3.1按键式延时照明灯方案 设计的电路图如下所示 13.1 555定时器的结构和工作原理本节重点: (1)脉冲的基本知识 (2)555电路的组成结构和工作原理 (3)555芯片引脚图 (4)555电路功能表 (5)555电路的典型应用 本节难点: (1)555的内部电路组成和工作原理 (2)555电路的典型应用 引入:555定时器电路是一种中规模集成定时器，目前应用十分广泛。通常只需外接几个阻容元件,就可以构成各种不同用途的脉冲电路,如多谐振荡器、单稳态触发器以及施密特触发器等。555定时电路有TTL集成定时电路和CMOS集成定时电路,它们的逻辑功能与外引线排列都完全相同。双极型产品型号最后数码为555，CMOS型产品型号最后数码为7555。 一、555电路的结构组成和工作原理 (1)电路组成及其引脚 (2)555的工作原理 它含有两个电压比较器，一个基本RS 触发器，一个放电开关T ，比较器 的参考电压由三只5K Ω的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器C1同相比 较端和低电平比较器C2的反相输入端的参考电平为Vcc 32和Vcc 3 1 。C1和C2的 输出端控制RS 触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过Vcc 3 2 时， 触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信 号自2脚输入并低于Vcc 3 1 时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电， 开关管截止。 D R 是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接Vcc 。 Vco 是控制电压端（5脚），平时输出Vcc 3 2 作为比较器A1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，在不接外加电压时，通常接一个0.01F μ的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。 T 为放电管，当T 导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路. (3)555电路的引脚功能 二、555电路的应用 （1）用555电路构成施密特触发器 555定时器及基本应 用 毕业论文 论文题目 555定时器及其基本应用 系别物电系 专业物理教育 班级 08级物理教育班 学号 130809066 姓名李小沙 指导教师袁乐民 二Ｏ一一年五月一日 555定时器及基本应用 摘要：555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为555，用CMOS工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。555定时器的电源电压范围宽，可在5~16V工作，最大负载电流可达200mA，7555可在3~18V工作，最大负载电流可达4mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。 关键词：555定时器，施密特触发器，多谐振荡器，单稳态触发器引言：随着电子技术的发展，尤其是消费类电子的日益普及，555定时器的使用量也在飞速增长。在购买和使用555定时器时，人们对555定时器的性能要求也逐渐提高。555定时器最重要的两个性能为电池的容量和电池的内阻，电池容量与电池内阻存在密切的关系。一般而言, 电池的容量越大, 内阻就越小。电池内阻的大小及其变化可反应电池内部的变化。电池内阻大，电池放电电压平台低，电池输出功率小，电池充电时电压高，高倍率快速充电时，电池会产生大量的热，使充电效率降低，降低电池性能。可见电池内阻的大小是衡量电池性能好坏的重要指标, 准确测量电池内阻具有重要意义。目前,测量电池内阻的方法主要有加载降压法、短路电流法、电桥法、交流电流法、双量程测量法、电位差计法等。这些方法各有利弊, 普遍问题是测量步骤较繁琐, 有些测量方法存在着不可忽视的测量误差, 甚至某些测量方法(因电池放电时间过长等)对电池的寿命有一定影响。本文将以论证的方式介绍一种较容易、准确测量电池内阻和电池容量的方法。 一、 555定时器简介 实验八 555定时器及其应用 一、实验目的 1．熟悉并掌握555时基电路的工作原理； 2．熟悉并掌握555构成的单稳态触发器、多谐振荡器、占空比可调的多谐振荡器三种典型电路结构及工作原理； 3．学会应用555时基集成电路。 二、实验任务（建议学时：4学时） （一）基本实验任务 1. NE555构成的单稳态触发器逻辑功能测试； 2. NE555构成的多谐振荡器及参数测试； 3. NE555构成的占空比可调的多谐振荡器及参数测试； （二）扩展实验任务（） 1. 555构成的脉冲宽度调制（PWM —Pulse Width Modulation ）器。 2. 利用555时基电路设计一个驱动电路，能够实现对LED 灯的亮度调节。 3. 利用555时基电路设计一个线性斜坡电压（Linear Ramp ）发生器。 三、实验原理 1．555定时器又称为时基电路，由于它的内部使用了三个5K 的电阻，故取名555。 NE555引脚功能说明： GND ：电源地；TRIG ：触发端；OUT ：输出端；RESET ：清零端，低电平有效； CONT ：控制端；THRES ：阈值电压输入端；DISCH ：放电端；Vcc ：电源正极； 5K 5K 5K R S RE S Vcc CONT RESET THRES TRIG GND DISCH OUT 12 6 5 84 3 7 （a ）引脚排列 （b ）内部框图 图8-1 NE555引脚排列及内部框图 555定时器集成芯片型号很多，例如LM555、NE555、SA555、CB555、ICM7555、LMC555等等，尽管型号繁多，但它们的引脚功能是完全兼容的，在使用中可以彼此替换，大多数双极型芯片最后3位数码都是555，大多数CMOS型芯片最后4位数码都是7555（还有部分定时器芯片的命名采用C555来表示CMOS型555定时器，例如LMC555）。另外，还有双定时器型芯片双极型的556和CMOS型的7556、四定时器NE558。 555的引脚排列和内部框图见图8-1，556的引脚排列见图8-2。 图8-2 NE556双定时器引脚排列 2．双极型与CMOS型555定时器芯片的区别 1）双极型555定时器工作电压范围5~15V，其驱动能力强，最大负载电流达±200mA，其构成的多谐振荡器工作频率较低，极限大约为300kHz（不同厂商生产的555定时器其最高振荡频率不一定相同，具体值需要通过查阅厂商提供的芯片参数手册）； 2）CMOS型555定时器工作电压范围3~16V，其驱动能力弱，最大负载电流仅有±4mA，其构成的多谐振荡器工作频率较高，可达500kHz（不同厂商生产的555定时器其最高振荡频率不一定相同，具体值需要通过查阅厂商提供的芯片参数手册）； 由于CMOS型的555定时器驱动能力很弱，因此，使用CMOS型的555定时器时，当负载工作电流最大值超过±4mA时，需要在CMOS型555定时器的Out端和负载之间加一级缓冲电路以提高CMOS型555定时器的驱动能力。 注意，这里的负载电流正负表示的含义为：负载电流为正时，表示电流由Out端流出，负载电流为负时，表示电流流入Out端。 实训报告实训名称：555定时器 专业：电子信息工程技术 班级： 09电信班 姓名： XXX 学号： XXXXXXX 指导老师： XXX 实训时间：XXXX年XX月XX日 555定时器及应用电路的分析与测试 一、实训目的： ①进一步熟悉555定时器的基本功能和特点。 ②测试和分析555定时器构成的基本应用电路。 二、实训器材： 万用表 1 块、555 集成定时器（1 块），电阻元件 15 kΩ（1 只）、68 kΩ（1 只），极性电容10 μF（ 1 只），瓷片电容0.01 μF（ 1 只），发光二极管，导线若干， 三、实训内容： 秒脉冲产生电路及抢答报警电路的测试 将 555 定时器按布线图接线，在检查无误的情况下接通电源，看发光二极管是否是一闪一闪的亮，若不是，检查电路是否接错，直至正常为止。 四、布线图 实训总结 通过本次实训我学到了很多 1、能正确选用集成门电路，掌握用门电路进行简单数字逻辑电路设计的方法。 2、能进行电路的安装、调试和测试，并进行正确的分析。 3、具有安全生产意识，了解事故的预防措施。 4、能与他人合作、交流完成电路的设计、电路的组装与测试等任务，具有团结协作、敢于创新精神和解决问题的可迁移的关键能力。 5、了解了数字电路的特点（1）精度高（2）可靠性高（3）应用范围广（4）集成度高且成本低（5）使用效率高 实训中发现的问题、现象及事故 1、在画电路图的时候要仔细，不要把线接错，要分清集成块的型号。 2、在面包板上连接电路，注意IC芯片的方向和管脚排列应正确。 3、在布线时要注意不要漏了电源线和接地的线。 4、在焊接时，要注意不要桥连和虚焊；不要把面包板上的铜片弄掉。 5、在焊接的过程中要注意焊锡和松香的用量，影响焊点的美观。 6、焊接完后要检查是否拔下电烙铁的插头，防止意外事故发生；还要检查焊接的线路是否被焊锡松香短路。 在实训中我明白了团队合作的重要性，不懂就问，如果电路接好后不出结果，就要根据电路图检查错误，如果确实检查不了，就要及时向老师或同学求助。 555定时器内部框图及电路工作原理 本文介绍555定时器内部框图及电路工作原理： 555定时器内部框图 555集成时基电路称为集成定时器，是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，其应用十分广泛。该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器，因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。它的内部电压标准使用了三个5K的电阻，故取名555电路。其电路类型有双极型和CMOS型两大类，两者的工作原理和结构相似。几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556；所有的CMOS产品型号最后四位数码都是7555或7556，两者的逻辑功能和引脚排列完全相同，易于互换。555和7555是单定时器，556和7556是双定时器。双极型的电压是+5V~+15V，输出的最大电流可达200mA，CMOS型的电源电压是+3V~+18V。 图8-1 555定时器内部框图 555电路的工作原理 555电路的内部电路方框图如图8-1所示。它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的 参考电平为和。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过时，触发器复位，555的输出端3脚输出 低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。 是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接VCC。 Vc是控制电压端（5脚），平时输出作为比较器A1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，在不接外加电压时，通常接一个0.01uf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。 T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。 555定时器的典型应用 （1）构成单稳态触发器 图8-2 555构成单稳态触发器 上图8-2为由555定时器和外接定时元件R、C构成的单稳态触发器。D为钳位二极管，稳态时555电路输入端处于电源电平，内部放电开关管T导通，输出端Vo输出低电平，当有一个外部负脉冲触发信号加到Vi端。并使2端电位瞬时 低于，低电平比较器动作，单稳态电路即开始一个稳态过程，电容C开始 充电，Vc按指数规律增长。当Vc充电到时，高电平比较器动作，比较器 A1翻转，输出Vo从高电平返回低电平，放电开关管T重新导通，电容C上的电荷很快经放电开关管放电，暂态结束，恢复稳定，为下个触发脉冲的来到作好准备。波形图见图8-3。 电子电路CAD课程设计 学生姓名：学号： 学校： 专业年级： 题目：基于555定时器的电子琴设计指导老师： 2011年12月24日 1 设计要求与任务 （1）学习调试电子电路的方法，提高实际动手能力； （2）了解由555定时器构成简易电子琴的电路及原理。 2 设计方案 本实验采用两个555集成定时器组成简易电子琴。整个电路由主振荡器，颤音振荡器，扬声器和琴键按钮等部分组成。 主振荡器由555定时器，七个琴键按钮S1~S7，外接电容C1、C2，外接电阻R8以及R1~R7等元件组成，颤音振荡器由555定时器，电容C5及R9、R10等元件组成，颤音振荡器振荡频率较低为64Hz，若将其输出电压U连接到主振荡器555定时器复位端4，则主振荡器输出端出现颤音。 按图接线后闭合不同开关即可令喇叭发出不同频率的声响，从而模拟出电子琴的工作。 3 实验器材 555定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插8脚结构，体积很小，使用起来方便。只要在外部配上几个适当的阻容元件，就可以构成史密特触发器、单稳态触发器及自激多谐振荡器等脉冲信号产生与变换电路。它在波形的产生与变换、测量与控制、定时电路、家用电器、电子玩具、电子乐器等方面有广泛的应用。 4 系统设计 4.1 总体框图 该电路包括按钮开关，定值电阻，555振荡器和扬声器三部分组成。 （1）输入端：由八个按钮开关与各自的定值电阻串联在并联组成输入端；（2）频率产生端：根据定值电阻的不同输入，由555产生不同的信号频率；（3）扬声器端口：接受信号频率发出特定的频率。 4.2 开关输入端 逻辑功能：八个开关与经计算出来的固定电阻串联后再其并联，给555震荡器产生不同的信号，从而产生不同的频率。 学生实验报告 系别电子信息学院课程名称电子技术实验 班级10通信A班实验名称实验八 555定时器及其应用 姓名葛楚雄实验时间2012年5月30日 学号20指导教师文毅 报告内容 一、实验目的和任务 1.熟悉555型集成时基电路的电路结构、工作原理及其特点。 2.掌握555型集成时基电路的基本应用。 二、实验原理介绍 555集成时基电路称为集成定时器，是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，其应用十分广泛。该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器，因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。它的内部电压标准使用了三个5K的电阻，故取名555电路。其电路类型有双极型和CMOS型两大类，两者的工作原理和结构相似。几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556；所有的CMOS产品型号最后四位数码都是7555或7556，两者的逻辑功能和引脚排列完全相同，易于互换。555和7555是单定时器，556和7556是双定时器。双极型的电压是+5V～+15V，最大负载电流可达200mA，CMOS型的电源电压是+3V～+18V,最大负载电流在4mA以下。 1、555电路的工作原理 555电路的内部电路方框图如图20-1所示。它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关Td，比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使低电平比较器Vr1反相输入 端和高电平比较器Vr2的同相输入端的参考电平为2/3VCC和1/3VCC。Vr1和Vr2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过2/3VCC时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3VCC时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时充电，开关管截止。 R是异步置零端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接VCC。Vro是控制电压端（5脚），D 平时输出2/3VCC作为比较器Vr1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，在不接外加电压时，通常接一个的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。Td为放电管，当Td导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。 2、555定时器的典型应用 （1）构成单稳态触发器 上图20-2为由555定时器和外接定时元件R、C构成的单稳态触发器。D为钳位二极管，稳态时555电路输入端处于电源电平，内部放电开关管T导通，输出端Vo输出低电平，当有一个外部负脉冲触发信号加到Vi端。并使2端电位瞬时低于1/3VCC，单稳态电路即开始一个稳态过程，电容C开始充电，Vc按指数规律增长。当Vc充电到2/3VCC时，输出Vo从高电平返回低电平，放电开关管Td重新导通，电容C上的电荷很快经放电开关管放电，暂态结束，恢复稳定，为下个触发脉冲的来到作好准备。波形图见图20-3。基于555定时器闪光电路设计及制作
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