555定时器构成的占空比可调的方波发生器

电子技术课程设计说明书
题目：555定时器构成的占空比可调的方波发生器系部：
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目录
1 设计任务与要求 (1)
1.1 设计内容： (1)
1.2 任务： (1)
2 实验目的： (1)
3 实验器材： (1)
4 实验原理： (2)
4.1 555电路的工作原理 (2)
4.1.1 555芯片引脚介绍 (2)
4.1.2 上述CB555定时器的工作原理可列表说明： (4)
4.1.3 占空比可调的方波信号发生器 (4)
4.2本电路能达到的实用功能 (6)
5 实验内容及实验数据 (6)
5.1 设计内容及任务 (6)
5.2 实验数据 (6)
5.2.1 100HZ仿真电路图 (6)
5.2.2 100HZ 仿真电路结果 (7)
5.2.3 1000HZ仿真电路图 (8)
5.2.4 1000HZ 仿真电路结果 (9)
6 结论： (11)
6.1收获 (11)
6.2体会.................................................. 错误!未定义书签。

6.3建议.................................................. 错误!未定义书签。

7 参考文献 (11)
1 设计任务与要求
1.1 设计内容：
1 给出集成电路芯片的主要技术参数,熟悉555 IC芯片各引脚的功能,并逐个说明.
2 简要说明电路的工作原理及本电路能达到的实用功能..
3 完成下列参数要求的电路设计。

（其中，实验室提供1000Hz的频率信号）
A.当方波输出频率f=100HZ时，占空比D=50%、D<50%、D>50%时的输出波形；
B.当方波输出频率f=1KHZ时，占空比D=50%、D<50%、D>50%时的输出波形；
1.2 任务：
1 设计电路原理图；
2 在实验室提供的设备上安装电路并模拟运行；
3 撰写实验报告。

2 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。

3 掌握由555集成时基电路组成的占空比可调的方波信号发生器。

3 实验器材：
电阻：二极管：电容：555芯片：示波器：等
4 实验原理：
4.1 555电路的工作原理
4.1.1 555芯片引脚介绍
图1 CB555定时器
（a）电路；（b）引脚排列图
CB555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路，该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容原件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。

因而广泛用于信号的产生、变换、控制和检测。

CB555定时器含有两个电压比较器C
1和C
2
、一个由与非门组成的基本RS触发器、一个
与门、一个非门、一个放电晶体管T 以及由3个5K Ω的电阻组成的分压器。

比较器C 1的参
电压为32U CC ，加在同相输入端；C 2的参考电压为31
U CC ，加在反向输入端。

两者均由分压器上取得。

各
引脚的功能如下：
2为低电平触发端。

当2端的输入电压u 12高于31U CC 时，C 2的输出为1；当输入的电压低于31
U CC
时，C 2的输出为0，使基本RS 触发器置1。

6为高电平触发端。

当输入电压u 11低于32U CC 时，C 1的输出为1；当输入电压高于32U CC
时，C 1的输出为0，使触发器置0。

4端为复位端，由此输入负脉冲（或使其电位低于0.7 V ）而使触发器直接复位（置0）。

5为电压控制端，在此端可外加一电压以改变比较器的参考电压。

不用时，经0.01μF 的电容接“地”，以防止干扰的引入。

7为放电端，当与门的输出端为1时，放电晶体管T 导通，外接电容元件通过T 放电。

3为输出端，输出电流可达200 mA ，由此可直接驱动继电器、发光二极管、扬声器、指示灯等。

输出高电压约低于电源电压U CC 1—3 V 。

8为电源端，可在5—18 V 范围内使用。

1为接“地”端。

也就是说：
1脚：外接电源负极或接地（GND ）。

2脚：TR 触发输入。

3脚：输出端（OUT 或Vo ）。

4脚：RD 复位端，移步清零且低电平有效，当接低电平时，不管TR 、TH 输入什么，电路总是输出“0”。

要想使电路正常工作，则4脚应与电源相连。

5脚：控制电压端CO(或VC)。

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。

6脚：TH 高触发端（阈值输入）。

7脚：放电端。

8脚：外接电源VCC （VDD ）。

4.1.2 上述CB555定时器的工作原理可列表说明：
图2 CB555定时器的工作原理说明表
4.1.3 占空比可调的方波信号发生器
（1）占空比可调的方波信号发生器电路图
图3 利用CB555定时器设计方波电路原理图
（2） 占空比可调的方波信号发生器分析
如图2所示，电路只要一加上电压VDD ，振荡器便起振。

刚通电时，由于C 上的电压不能突变，即2脚电位的起始电平为低电位，使555置位，3脚呈高电平。

C 通过A R 、D1对其充电，充电时间C R t A 7.0=充。

压充到阈值电平2/3 VDD 时，555复位，3脚转呈低电平，此时C 通过Dl 、RB 、555内部的放电管放电，放电时间C R t B 7.0=放。

则振荡周期为
放充t t T +=。

占空比:B A A R R R T
t D +=
=
充 频率：()C
R R T f B A +≈=43
.11
10μ
4.2本电路能达到的实用功能
555定时器在工业自动控制、定时、仿声、防盗报警等方面有着广泛的应用，但其本质电路结构离不开上述3种形式，依据所研究的555定时器功能与应用特点可以快速设计与分析555组成的各种应用电路。

5 实验内容及实验数据
5.1 设计内容及任务
用555芯片、二极管、电阻等器件设计占空比可调的方波信号发生器
5.2 实验数据
5.2.1 100HZ仿真电路图
图4 100HZ Multisim电路图5.2.2 100HZ 仿真电路结果
图5 占空比为50%的方波波形
图6 占空比大于50%的方波波形
图7 占空比小于50%的方波波形5.2.3 1000HZ仿真电路图
图8 1000HZ Multisim电路图5.2.4 1000HZ 仿真电路结果
图9 占空比为50%的方波波形
图10 占空比大于50%的方波波形图11 占空比小于50%的方波波形
6 结论：
6.1收获
7 参考文献
1 秦增煌主编，《电工学》（第七版下册）电子技术，高等教育出版社
2 周良权数字电子技术基础 M. 北京 :高等教育出版社 ,1999.320-327
3 阎石 . 数字电子技术基础 M. 北京：高等教育出版社， 2011.348-355
4 Santa Clara ．Microprocessor and peripheral handbook[M]．Intel Corporation，1988：58-65．
5 A Technical Tutorial on Digital Signal Synthesis[J]．Datashee t of Analog Devices，1999．44-52
潍坊学院信息与控制工程学院
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