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1、555集成定时器及应用,一、实验目的1.熟悉555集成定时器的组成及工作原理。2.掌握用555定时器构成单稳态电路、多谐振荡电路和施密特触发电路等。3.进一步学习用示波器对波形进行定量分析，并测量出波形的周期、脉宽、时序等。,二、实验原理,一、555定时器555定时器是一种双极型中规模集成电路，其内部包涵了模拟电路和数字电路，只要在其外部连接上几个适当的阻容器件，就可方便地构成单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器等脉冲产生与变换电路。在波形的产生和整形方面，以及定时和自动控制系统方面都有着广泛的应用。,555定时器功能表,工作原理,（1）4脚为复位输入端（RD），当RD为低电平时，不管其他输
2、入端的状态如何，输出vo为低电平。正常工作时，应将其接高电平。（2）5脚为电压控制端，当其悬空时，比较器C1和C2的比较电压分别为2/3VCC 和1/3VCC。（3）2脚为触发输入端，6脚为阈值输入端，两端的电位高低控制比较器C1和C2的输出，从而控制RS触发器，决定输出状态。控制电压端是比较器Cl的基准电压端，通过外接元件或电压源可改变控制端的电压值，即可改变比较器Cl、C2的参考电压。不用时可将它与地之间接一个0.01F的电容，以防止干扰电压引入。,2555定时器的应用(1)单稳态电路单稳态电路的组成如图所示。当电源接通后，Vcc通过电阻R向电容C充电，待电容上电压Uc上升到2/3Vcc时
3、，RS触发器置0，即输出Uo为低电平，同时电容C通过三极管T放电。当触发端的外接输入信号电压U11/3Vcc时，RS触发器置1，即输出Uo为高电平，同时，三极管T截止。电源Vcc再次通过R向C充电。输出电压维持高电平的时间取决于RC的充电时间.,通过上述分析可以看出，它要求触发脉冲的宽度要小于。并且其周期要大于。,电路的工作波形,（1）稳定状态0。接通电源瞬间，电路有一个稳定的过程。即电源通过电阻R向电容C充电，使uC（即uI6）上升。当uC上升到且2脚为高电平（）时，其输出为低电平0。此时，放电三极管T导通，电容C又通过三极管T迅速放电，使uC急剧下降，直到uC为0，输出保持低电平0。如果没
4、有外加触发脉冲到来，则该输出状态一直保持不变。,（2）暂稳状态1。当外加负触发脉冲（）作用时，触发器发生翻转，使输出uo为1，电路进入暂稳态。这时，三极管T截止，电源可通过R给C充电，uC逐渐上升。当负触发脉冲撤消（）后，输出状态保持暂稳态1不变。当电容C继续充电到大于时，电路又发生翻转，输出uo回到0，T导通，电容C放电，电路自动恢复至稳态。可见，暂稳态时间由R、C参数决定。若忽略T的饱和压降，则电容C上电压从0上升到的时间，就是暂稳态的持续时间。,电源接通后，电容C上的初始电压为0V，使电路输出为1，Vcc通过电阻R1、R2向电容C充电。当电容上电压Uc=2/3Vcc时，阀值输入端受到触发
5、，比较器C1翻转，输出电压Uo变为低电平，C开始放电，当降到时，输出又翻回到1状态，放电管T截止，电容C又开始充电。周而复始，形成振荡。其振荡周期与充放电的时间有关。,（2）多谐振荡器,（2）多谐振荡器多谐振荡器如图所示。电源接通后，电容C上的初始电压为0V，使电路输出为1，Vcc通过电阻R1、R2向电容C充电。当电容上电压Uc=2/3Vcc时，阀值输入端受到触发，比较器C1翻转，输出电压Uo变为低电平，C开始放电，当降到时，输出又翻回到1状态，放电管T截止，电容C又开始充电。周而复始，形成振荡。其振荡周期与充放电的时间有关。充电时间：放电时间:振荡周期：T=tph+tPL 0.7（R1+2R
6、2）C振荡频率：占空系数：当R2Rl时，占空系数近似为50,实验内容,一、用定时器555集成电路构成单稳态触发器 单稳态的脉宽为5S,给定电容47uF。用发光二极管发光时间验证。二、用定时器555集成电路构成多谐振荡电路 要求:电路的振荡频率为1KHz，占空比近似1/2。给定电容为0.01uF，求定时电阻。用示波器观察并描绘Uo和Uc波形的幅值、周期以及tPH和tPL；标出Uc各转折点的电压，与理论值比较。三、把第二步的电容换成10uF，将第一步的输出接第二步的复位端。说明电路的作用，并简单说明工作原理。,11,1.设计并调试暂稳时间为5S的单稳态电路 tw 1.1RC.取R=;C=;计算 t
7、w=?.实测tw=?.2.设计并调试振荡频率=1KHZ,占空系数接进近1/2的多谐振荡电路.,实验报告要求 1.写明实验目的、实验原理、内容、实验所需器材等。2.整理实验数据；画出实验内容中所要求画的波形，按时间坐标对应标出波形的周期、脉宽和幅值,并与理论值比较等。.分析内容的工作原理注意事项 1.单稳态电路的输入信号选择要特别注意，Ui的周期T必须大于Uo的脉宽tPO，并且低电平的宽度要小于Uo的脉宽tPO，2.所有需绘制的波形图均要按时间坐标对应描绘，而且要正确选择示波器的AC、DC输入方式，才能正确描绘出所有波形的实际面貌。在图中标出周期、脉宽以及幅值等,思考题 实验内容中，改变电容的大小能够改变振荡器输出电压的周期和占空系数吗？试说明要想改变占空系数，必须改变哪些电路参数。,
