555定时器典型应用实验课件

可见，通过改变电阻RA，RB和电容C的参数，即可改变振荡信号频率。振荡信号的 占空比由RA，RB的参数决定，但无法小于50%。要使多谐振荡器的占空比在50%以下的 范围可调，必须使电容的充、放回路互相独立。可以在图5-4-4所示电路上增加一个电 位器和两个二极管实现，如图5-4-5所示。
三 实验参考电路
六 实验注意事项
在实验过程中，不能在电源接通情况下连接导线和拆 装集成芯片及元器件。 只有切断电源，才能用万用表测量电阻R值。
七 实验设备与器材
(1) 数字逻辑实验箱 (2) 双踪示波器 (3) 信号发生器 (4) 万用电表 (5) 集成芯片555 (6) 电位器（100KΩ ） (7) 电阻（10 kΩ ） (8) 电容（10µ F、0.1µ F、0.033µ F 1台 1台 1台 1台 1片 1只 2只 各1只
表5-4-1
参数
555定时器构成多谐振荡器的信号测试
测量值 理论值
R
C
T
T
3kΩ
0.1µ F
15kΩ
0.1µ F
3kΩ
0.033µ F
(3) 占空比可调脉冲信号发生器 按图5-4-4连接电路，其中R1=R2=10kΩ ，Rw=100 kΩ 。改变电位器Rw值，组成一个占空比为50％的脉冲信 号发生器，用示波器记录输出端 Uo 波形。切断电源后 用万用表测电阻RA和RB的阻值。
画出实验电路图、简要叙述电路工作原理。 记录实验结果，绘制实验波形，与理论值 进行比较。 对测量的数据进行讨论和误差分析。
图5-4-1 555定时器内部结构图及引脚排列图
图5-4-1 555定时器内部结构图及引脚排列图
R 3 2 D
1 2
555定时器主要由两个电压比较器 (C1和C2)，一个基 本RS触发器，一个泄放三极管 TD和三个5kΩ 电阻构成 的分压器组成。与非门G1和G2构成基本RS触发器，输 入为复位端，低电平有效。比较器C1 和C2 的输出 Uc1 、 Uc2为RS触发器的触发信号。若比较器C1（C2 ）“+”输 入端的电位低于“ -” 输入端电位，即 U＋ ＜ U － ，则输 出 UC 为低电平 (UC = 0) ，反之输出 UC 为高电平 (UC = 1)。比较器 C1 的参考电压 U1＋（ VREF1 ） =Vcc，比较器 C2 的参考电压 U2-(VREF2)=VCC 。如果 U1 ＋ （ VREF1 ）的外接 端 CO 接 固 定 电 压 UCO ， 则 U1 ＋ （ VREF1 ） =UCO, U2(VREF2)= UCO 。泄放三极管 TD 为外接电容提供充、放 电回路。反相器 G3 为输出缓冲反相器，起整形和提高 带负载能力的作用。
八 实验思考题
555定时器构成的单稳态触发器的脉冲宽度和 周期由什么决定？ R 、 C 的取值应怎样分配？为什 么？ 若希望单稳态触发器的输入脉宽ti大于tw时，电 路应怎样改进？ 555 定时器构成的多谐振荡器，其振荡周期和 占空比的改变与哪些因素有关？ 如何用555定时器构成施密特触发器。
九 实验报告要求
从图5-4-1的555定时器引脚排列图可以看出，引脚4为复位端；引脚5为电压控 制端CO，可以改变比较器C1 、C2的上、下参考电位VREF1和VREF2。引脚2为低电 平触发端；引脚6为高电平触发端TH；引脚7为TD的集电极开路输出（放电）端 DISC。 （1）555定时器构成单稳态电路 图5-4-2为555定时器构成的单稳态触发器电路，复位端D接高电平VCC。触发信 号Ui从低电平触发端TR(——)输入，所以电路在Ui的下降沿触发。三极管TD的集电 极输出DISC端通过电阻 R接VCC，构成反相器。反相器的输出（DISC端）同时接 电容C，555定时器的高电平触发端TH也与DISC端相连，从而构成积分型单稳态 触发器。其工作波形如图5-4-3所示。 当CO端不外接控制电压时，该单稳触发器的输出脉冲宽度tW 为
555定时器是由模拟和数字电路相混合构成的集成电路。由于电路中使用 了三个5kΩ 的电阻，故取名为555电路。，555电路只要外接少量阻容元 器件，就可以组成单稳态触发器，多谐振荡器，多种波形发生器等。电 路结构简单，性能可靠，使用方便，应用范围很广泛。555电路的内部结 构框图和引脚排列图如图5-4-1所示。
实验十 实验目的 实验原理
555定时器典型应用 实验注意事项 实验设备与器材 实验思考题
实验参考电路
实验预习要求
实验
熟悉 555 定时器电路结构、工作原理及特点。 掌握555定时器的基本应用。 熟悉用示波器测量 555 定时器的脉冲幅度、 周期和脉冲宽度。
二 实验原理
五 实验内容和步骤
（1）构成单稳态触发器 ①按图5-4-2连接线路，其中VCC =5V，R由100kΩ 电位器 和10kΩ 电阻串联构成，C为10μ F的电解电容。 ②在不外加输入信号的情况下，用万用表测量输出端Uo ，控制端CO的电压UCO及电容C两端电压值UC。 ③输入信号 Ui 由单次脉冲源提供，电路的输出 Uo 接 LED 电平指示器，调节电位器RW 的阻值，观察电路输出有何 现象发生。 ④将电路中的电容C取值由10µ F换为0.1µ F，输入端Ui施 加由函数信号发生器产生1kHZ的脉冲信号，用示波器观察 Ui、UC、Uo 波形，改变电位器RW的阻值，测量输出脉冲 宽度tW的变化范围，并与理论值相比较。
（2）构成多谐振荡器 ①按图5-4-3连接电路，RA为10kΩ 电阻，RB由100kΩ 电位器和10kΩ 电 阻串联构成，电容C为10µ F的电解电容。 ②调节电位器RW的阻值，用LED显示输出端Uo的变化情况。 ③用555定时器设计一个频率为1kHZ的多谐振荡器，给定C ＝0.1µ F。 ④按表5-4-1所示改变电路的R、C值，电路输出接示波器，观察输出波 形的变化，并将理论值和测量值填入表5-4-1中，对其误差进行分析。
图 5-4-2 555构成的单稳态触发器电原理图
图5-4-4 555构成的多谐振荡器电原理图
图5-4-5占空比可调多谐振荡器电原理图
四 实验预习要求
复习555定时器的工作原理及基本结构 设计用 555 定时器与外设 R 、 C 元件构成单稳 态触发器，多谐振荡器电路。熟悉其工作原理及 有关参数的计算公式。 拟定实验中所需的数据、波形表格。 掌握示波器和信号发生器的使用方法。
tw =RCln
≈1.1RC
tW由定时元件R、C参数决定，改变R、C值，可以控制输出波形的宽度。因此 ，单稳态触发器常用于定时、延迟或整形电路
（2）用555定时器构成多谐振荡器 图5-4-4 是555定时器构成多振荡器电路，高、低电平触发输入TH、TR(——)相连，作 为输入。电压控制端CO接0.OlµF电容滤波，D端接高电平。三极管TD集电极上拉电阻RA 至电源VCC构成反相器，反相器输出DISC通过RBC积分电路反馈至输入TH、TR(——)，组 成自激多谐振荡器。电路没有稳态，也不需外加触发信号，电源通过 RA，RB向C 充电 以及C通过RB向DISC端（7）放电，使电路自动在两个暂稳态之间变化，形成振荡信号 输出。可以分析，在电容充电时，电路的暂稳态持续时间为 tW1=0.7(RA+RB)C 在电容C放电时，暂稳态持续时间为 tW2=0.7RBC 因此，电路输出矩形脉冲信号的周期为 T= tW1+ tW2 = 0.7(RA+2RB)C 输出矩形脉冲的占空比为 t W1 RA R B q = T = RA 2 R B