实验九555时基电路及其应用 、实验目的 1.熟悉555型集成时基电路结构、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 集成时基电路又称为集成定时器或555电路,是一种数字、模拟混合型的中 规模集成电路,应用十分广泛。外加电阻、电容等元件可以构成多谐振荡器,单 稳电路,施密特触发器等。它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路,由于 内部电压标准使用了三个5K电阻,故取名555电路。其电路类型有双极型和CMOS 型两大类,二者的结构与工作原理类似。几乎所有的双极型产品型号最后的三位 数码都是555或5567所有的CMS产品型号最后四位数码都是7555或7556 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。双极型的电源电压Un=+5V~+15V,输出的最大电流可达 200mA,OMOS型的电源电压为十3V~+18V,能直接驱动小型电机、继电器和低阻 抗扬声器。 1.555定时器的工作原理 555定时器原理图及引线排列如图1所示。其功能见表1。定时器内部由比 较器、分压电路、RS触发器及放电三极管等组成。分压电路由三个5K的电阻构 成,分别给A1和A2提供参考电平2/3Um0和1/3UD。A1和A2的输出端控制RS 触发器状态和放电管开关状态。当输入信号自6脚输入大于2/3Ub时,触发器 复位,3脚输出为低电平,放电管T导通;当输入信号自2脚输入并低于1/3UD0 时,触发器置位,3脚输出高电平,放电管截止。4脚是复位端,当4脚接入低 电平时,则U=0;正常工作时4接为高电平。5脚为控制端,平时输入2/3UDD 作为比较器的参考电平,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。如果不在5脚外加电压通常接0.01μF电容到地, 起滤波作用,以消除外来的干扰,确保参考电平的稳定
1 实验九 555 时基电路及其应用 一、实验目的 1．熟悉 555 型集成时基电路结构、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 集成时基电路又称为集成定时器或 555 电路，是一种数字、模拟混合型的中 规模集成电路，应用十分广泛。外加电阻、电容等元件可以构成多谐振荡器，单 稳电路，施密特触发器等。它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，由于 内部电压标准使用了三个 5K 电阻，故取名 555 电路。其电路类型有双极型和 CMOS 型两大类，二者的结构与工作原理类似。几乎所有的双极型产品型号最后的三位 数码都是 555 或 5567 所有的 CMOS 产品型号最后四位数码都是 7555 或 7556，二 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。双极型的电源电压UDD＝+5V～+15V,输出的最大电流可达 200mA，CMOS 型的电源电压为十 3V～+18V，能直接驱动小型电机、继电器和低阻 抗扬声器。 1．555 定时器的工作原理 555 定时器原理图及引线排列如图 1 所示。其功能见表 1。定时器内部由比 较器、分压电路、RS 触发器及放电三极管等组成。分压电路由三个 5K 的电阻构 成，分别给 A1和 A2提供参考电平 2/3UDD和 1/3UDD。 A1和 A2的输出端控制 RS 触发器状态和放电管开关状态。当输入信号自 6 脚输入大于 2/3UDD时，触发器 复位，3 脚输出为低电平，放电管 T 导通；当输入信号自 2 脚输入并低于 1/3UDD 时，触发器置位，3 脚输出高电平，放电管截止。4 脚是复位端，当 4 脚接入低 电平时，则Uo =0；正常工作时 4 接为高电平。5 脚为控制端，平时输入 2/3UDD 作为比较器的参考电平，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。如果不在 5脚外加电压通常接 0.01μF电容到地， 起滤波作用，以消除外来的干扰，确保参考电平的稳定
R(外部复位端) 高电平触发端) yoko GND-1 TR OUT (低电平触发希 R-4 (放电端)D 1009 图1555定时器的内部框图及引脚排列 表1555定时器的功能表 输 入 输出 阀值输入回触发输入②复位国输出放电管T⑦ 导通 1372 导通 1/3U DD 不变 不变 2.典型应用 (1)构成单稳态触发器 电路如图2所示,接通电源→电容C充电(至2/3UD0)→RS触发器置 0→U=0,T导通,C放电,此时电路处于稳定状态。当2加入V1000F
2 图 1 555 定时器的内部框图及引脚排列 表 1 555 定时器的功能表 2．典型应用 （1）构成单稳态触发器 电路如图 2 所示，接通电源→电容 C 充电（至 2/3UDD ）→RS 触发器置 0→Uo =0，T 导通，C 放电，此时电路处于稳定状态。当 2 加入Vi ＜1/3UDD时， RS 触发器置 1，输出Uo =1，使 T 截止。电容 C 开始充电，按指数规律上升，当 电容 C 充电到 2/3UDD时，C1翻转，使输出Uo =0。此时 T 又重新导通，C 很快放 电，暂稳态结束，恢复稳态，为下一个触发脉冲的到来作好准备。其中输出Uo脉 冲的持续时间 Wt =1.1RC,一般取 R=1kΩ--10MΩ，C＞1000PF
Upi 3UDr 65553 气厂 图2单稳态电路的电路图和波形图 (2)多谐振荡器 电路由555定时器和外接元件R、R2、C构成多谐振荡器,脚2和脚6直 接相连。电路无稳态,仅存在两个暂稳态,亦不需外加触发信号,即可产生振荡 电源接通后,UD通过电阻R1、R2向电容C充电。当电容上电U=2/3UD时 阀值输入端⑥受到触发,比较器C翻转,输出电压U=0,同时放电管T导通, 电容C通过R2放电;当电容上电压U=1/3U1,比较器A2工作,输出电压U变 为高电平C放电终止、又重新开始充电,周而复始,形成振荡。电容C在1/3UD0 2/3UD之间充电和放电,其波形图见图3。555电路要求R1、R2与均应大于或 等于1k9,使R1+R2应小于或等于3.3M9。 5.1K 6 555 2LOUT C干001证F 0.01uF 图3多谐振荡器的电路图和波形图
3 图 2 单稳态电路的电路图和波形图 （2）多谐振荡器 电路由 555 定时器和外接元件 R1、 R2、C 构成多谐振荡器，脚 2 和脚 6 直 接相连。电路无稳态，仅存在两个暂稳态，亦不需外加触发信号，即可产生振荡。 电源接通后，UDD通过电阻 R1、 R2向电容 C 充电。当电容上电Uc =2/3UDD时， 阀值输入端⑥受到触发，比较器 C1翻转，输出电压Uo =0，同时放电管 T 导通， 电容 C 通过 R2放电；当电容上电压Uc =1/3UDD，比较器 A2工作，输出电压Uo变 为高电平。C 放电终止、又重新开始充电，周而复始，形成振荡。电容 C 在 1/3UDD～ 2/3UDD之间充电和放电，其波形图见图 3。555 电路要求 R1、 R2与均应大于或 等于 1kΩ，使 R1＋ R2应小于或等于 3.3MΩ。 图 3 多谐振荡器的电路图和波形图
(3)密特触发器 电路如图4所示,U,为正弦波,经D半波整流到555定时器的2脚和6脚, 当U1上升到2/3U时,U从1→0;U1下降到1/3Ub时,U。又从0→1。电路 的电压传输特性如图4所示 回差电压:△U=1/3U 2 TR C 图4施密特触发器 电压传输特性 三、实验仪器及设备 数字逻辑实验箱、数字万用表、示波器 集成定时器:NE555×2; 电 阻:10k9、100k9×1,5.1k9×3; 电位器:100k9×1; 电容器:0.01μF×3,0.1uF、10uF、100uF×1; 叭:89/0.25W×1。 二极管 四、实验内容 1.单稳态触发器 (1)按图2连接电路,取R=100k,C=470μF,输出接LED指示器,U1用数字实验 箱上的单次脉冲源,用示波器观察U1、U、U波形。并测定幅度与暂稳时间( 用手表计时)
4 (3)密特触发器 电路如图 4 所示，Us 为正弦波，经 D 半波整流到 555 定时器的 2 脚和 6 脚， 当Ui 上升到 2/3UDD时，Uo从 1→0；Ui 下降到 1/3UDD时，Uo又从 0→1。电路 的电压传输特性如图 4 所示。 回差电压：∆U =1/3UDD 图 4 施密特触发器 电压传输特性 三、实验仪器及设备 数字逻辑实验箱、数字万用表、示波器； 集成定时器：NE 555 ×2； 电 阻：10kΩ、100kΩ×1，5.1kΩ×3； 电 位 器：100kΩ×1； 电 容 器：0.01μF×3，0.1μF、10μF、100μF×1； 喇 叭：8Ω/0.25W×1。 二极管 四、实验内容 １．单稳态触发器 （1）按图 2 连接电路，取 R=100k,C=470μF,输出接 LED 指示器，Ui 用数字实验 箱上的单次脉冲源，用示波器观察Ui 、Uc 、Uo波形。并测定幅度与暂稳时间（可 用手表计时）
(2)取R=1K,C=0.luF,输入f=1KHz连续脉冲,用示波器观察U,、U,Un,测 定幅度及延时时间 2.多谐振荡器 按图3连接电路,用双踪示波器观察U和U波形,并记录其波形、周期,填入 自制的表中。 3.施密特触发器 按图4接线,U输入正弦波IKHZ,逐渐加大U,的幅度,观测输出波形,测绘电 压传输特性,并算出回差电压△U。 4.模拟声响电路 用两片555定时器构成变音信号发生器,其电路如图5所示。它能按一定规 律发出两种不同的声音。这种变音信号发生器是由两个多谐振荡器组成。一个振 荡频率较低,另一个振荡频率受其控制。适当调整电路参数,使声音达到满意的 效果。 10k 100uF 8 8 100k 51k 555 (1) (2) 89 1ouF 0.1uF OOuf 图5变音信号发生器 五、实验预习要求 1.复习555集成定时器的工作原理、复习单稳触发器,多谐振荡器和施密特触 发器的工作原理。 2.拟定实验中所需的表格。 3.拟定各次实验的步骤和方法
5 （2）取 R=1K,C=0.1uF，输入 f=1KHz 连续脉冲，用示波器观察Ui 、Uc ,Uo，测 定幅度及延时时间。 2．多谐振荡器 按图 3 连接电路，用双踪示波器观察Uc 和Uo波形，并记录其波形、周期，填入 自制的表中。 3．施密特触发器 按图 4 接线，Us 输入正弦波 1KHZ，逐渐加大Us 的幅度，观测输出波形，测绘电 压传输特性，并算出回差电压∆U 。 4．模拟声响电路 用两片 555 定时器构成变音信号发生器，其电路如图 5 所示。它能按一定规 律发出两种不同的声音。这种变音信号发生器是由两个多谐振荡器组成。一个振 荡频率较低，另一个振荡频率受其控制。适当调整电路参数，使声音达到满意的 效果。 图 5 变音信号发生器 五、实验预习要求 1．复习 555 集成定时器的工作原理、复习单稳触发器，多谐振荡器和施密特触 发器的工作原理。 2．拟定实验中所需的表格。 3．拟定各次实验的步骤和方法
六、实验报告 1.根据实验内容,记录数据,画出波形。 2.分析、总结实验结果
6 六、实验报告 1．根据实验内容，记录数据，画出波形。 2．分析、总结实验结果