555芯片_图文

概述

实验一：TTL逻辑电路实验二：中规模集成电路实验三：触发器逻辑电路实验四：计数、译码电路实验五：555定时器

实验六：数/模和模/数

实验指导-

>定时电

路555 集成定时器的应用

一、实验目的

1 熟悉 555 集成定时器的组成及工作原理。

2 学习用 555 集成定时器组成几种常用的脉冲发生器。

3 熟悉用示波器测量波形的周期、脉宽和幅值。

二、预习要求

1 认真阅读实验原理部分，熟悉 555 定时器的工作原理及应用。

2. 按实验内容的要求，设计多谐振荡电路、单稳态触发器电路以及外接电阻、电容的参数，画出原理图和实际接线图。

3. 根据各电路的工作原理，作出各输出点的波形图。

三、实验基本原理

（一） 555 集成定时器简介

555 定时器是一种模拟和数字电路混合的集成电路。它结构简单、性能可

靠、使用灵活，在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、电子玩具

等许多领域中都得到了应用。

目前生产的定时器有双极型和 CMOS 两种类型，尽管产品型号繁多，但所

有双极型产品型号最后的 3 位数码都是 555 ，所有 CMOS 产品型号最后的4 位数码都是 7555 。它们的功能和外部引脚的排列完全相同，它们的结构

及工作原理也基本相同。通常，双极型定时器具有较大的驱动能力，而

CMOS 定时器具有低功耗、输入阻抗高等优点。 555 定时器工作的电源电压范围很宽，并可承受较大的负载电流。双极型定时器的电源电压范围为

5 ～ 16V ，最大的负载电流可达 200mA ； CMOS 定时器的电源电压范围

为 3 ～ 18V ，但最大负载电流在 4mA 以下。

图3 －18是555集成定时器的外引线排列图。555定时器的功能如表3-18所示。

图 3 － 18 555 集成定时器外引线排列图

表 3-18 555 定时器功能表

输入输出

复位（）

阈值输入触发输入输出放电管

（）（）

（）

0 ××0 导通

1 ＞ 2Vcc/3 ＞ Vcc/3 0 导通

1 ＜ 2Vcc/3 ＞ Vcc/3 不变不变

1 ＜ 2Vcc/3 ＜ Vcc/3 1 截止

（二） 555 定时器的应用

利用 555 定时器，只要外接少量的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。

1. 单稳态触发器

用 555 定时器构成的单稳态触发器如图 3-19 所示。单稳态触发器的输出脉

冲宽度即为电路的暂稳态时间，它决定于外部 RC 定时元件的参数，即

通常 R 的取值范围在几百欧姆到几兆欧姆之间，电容的取值范围为几百皮

法到几百微法。的范围可从几个微秒到几分钟，精度可达 0.1% 。

在单稳态电路中，如果在电路的暂稳态持续时间内，加入新的触发脉冲，

该脉冲不起作用，电路为不可重复重复单稳。故要求输入触发信号的周期必须大于的脉宽；另外的负脉冲宽度（即低电平时间）必须小

于的脉宽，不然要在电路的输入端加入一个 RC 微分电路，即当

为宽脉冲时，让经过微分电路之后再接到端。微分电路的电阻应接

到电源 Vcc 端，以保证在下降沿未到来时，端为高电平。

2. 多谐振荡器

用 555 定时器构成的多谐振荡器如图 3-20 所示。振荡周期与电容充放电的时间有关，充电时间为

＝（＋）Cln2 ≈ 0.7 （＋） C

放电时间为

＝Cln2 ≈ 0.7 C

振荡周期为

T ＝＋≈ 0.7 （＋ 2 ） C

振荡频率为

占空比为

通过改变 R 和 C 的参数即可改变振荡频率；改变、即可改变占空比。

3. 施密特触发器

将 555 定时器的阈值输入端 TH 和触发输入端连在一起，便构成了施密

特触发器，如图 3-21 所示。当输入端加入三角波（或正弦波）信号时，从

输出端可得到方波信号。由此可见，施密特触发器可方便地把正弦

波、三角波转换成方波。

该电路的回差电压＝ Vcc/3 。如将图中的 5 脚外接可变电压，改

变的大小，就可以调节电路回差电压的范围。如果在 555 定时器的放电管输出端（ 7 脚）外接一电阻，并与另一电源 Vcc 1 相连，则由

输出的信号可实现电平转换。

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四、实验内容

1. 多谐振荡器

（ 1 ）用 555 定时器设计一个多谐振荡器，要求振荡频率 f ＝ 1kHz ，给定电容 C ＝0.1μF ，确定电阻 R 1 、 R 2 的值。

（ 2 ）用示波器观察记录和的波形，并测量输出信号的周期

（频率）。

（ 3 ）分别改变几组定时参数 R 2 、 C ，观察和的波形，测量输

出信号的周期 T 和占空比 r ，并将测量值和理论值填入表 3-19 中。

表 3-19

参数测量值理论值

R 2 C T r T r

3kΩ　0.1μF

3kΩ　0.047μF

15kΩ　0.1μF

2. 单稳态触发器

（ 1 ）用 555 定时器设计一个单稳态触发器，要求输出脉冲宽度为

0.8ms ，给定输入触发信号的频率为 1000Hz ，电容 C ＝0.1μF ，确定电阻R 的值。并注意该电路在什么情况下要在输入端加入微分电路。

（ 2 ）用示波器观察记录、和的波形，比较它们的时序关系，测量输出信号的脉宽和周期，并与理论值进行比较。

3. 脉冲宽度调制电路

用多谐振荡器和单稳态触发器组成的脉冲宽度调制（ PWM ）电路如图 3-22 所示。按图接好电路，固定，用示波器观察并记录和的波形；调节（即改变的电压值），观察的波形，分析变化对的影响，描述脉宽调制的概念。