555定时器及其应用
14__555定时器及其应用
∞ u C2
& Q G2
& G3
1 G4
3
∆
1
uo
7 DIS V
反相施密特触发器
14图14-1-3
555构成的施密特触发器电路图 555构成的施密特触发器电路图
Q=1 Q=1 1 1 2 当u I < U CC → → u I ↑→ 当 U CC < u I < U CC时 → 保持 3 3 3 Q =0 Q =0 Q=0 2 → 当u I > U CC → → u0为高电平 3 Q =1
14.1 555定时器的结构及工作原理 555定时器的结构及工作原理
14为双极性5 555单定时器内部逻辑电路图 图14-1-1为双极性5G555单定时器内部逻辑电路图 电路内部C 电路内部 1、 8 4 C2为比较器, 为比较器, 5 KΩ G1、G2与非 ∞u CO C1 &Q 5 UR1 C1 门组成基本 TH 6 G1 RS触发器, 触发器, 触发器 5 KΩ 集电极开路 & ∞ u & TR C2 的三极管V 的三极管 2 UR2 C2 Q G3 (又称为放 G2 电管) 电管)由Q控 控 5 KΩ 制其导通与 1 (DISC) 截止 145G555的电路图 图14-1-1 5G555的电路图
Ucc 8
5 KΩ
4
5 UR1 6
5 KΩ
∞
uI
2 UR2 C2
5 KΩ
∆ ∆
1
C1
uC1
&Q G1
∞ u C2
& G2 Q
& G3
1 G4
3
uo
7 DIS V
Q=1 1 当u I 脉冲下降沿到达(u I < U CC )时 → → V截止 3 Q=0 Q = 0 2 → U CC 通过R给C充电 → uc ↑→ 当uc ≥ U CC时 → 3 Q=1 → V导通 → C通过V放电 → uc = 0
555集成定时器及其应用
或双定时器集成电路。双极型型号为555(单)和556(双),电
源电压使用范围为5~15V,输出电流可达200mA,可直接驱动继
电器、发光二极管、扬声器、指示灯等;单极型型号为7555(单)
和7556(双),电源电压使用范围为3~18V,但输出电流仅1mA。
2
1. 电路结构
3
2. 基本功能
表1.1所示是555定时器的功能表,它全面反映了555定时器的
基本功能,该表是后面分析555定时器各种应用电路的重要理论依据。
4
1.2 555集成定时器的应用
1. 555定时器构成单稳态触发器
单稳态触发器是一种常用的脉冲整形电路。与一般双稳态触发器的不 同点在于:它只有一个稳态,另外有一个暂稳态。暂稳态是一种不能 长久保持的状态,这时电路的电压和电流会随着电容器的充电与放电 发生变化,而稳态时它们是不变的。
在单稳态触发器中,没有外加信号的触发,电路始终处于稳态;
在外加触发信号作用下,电路能从稳态翻转到暂稳态,经过一段时间
后,又能自动返回到稳态。暂稳态持续时间的长短取决于电路自身参
数,与外触发信号无关。
5
2. 555定时器构成多谐振荡器 多谐振荡器又称矩形波发生器,由于矩形波中除基波外,包含了许多
1.1 555集成定时器
555集成定时器是一种模拟电路和数字电路广。只要在外部配上少量的阻
容元件,就可以很方便地构成单稳态触发器、多谐振荡器和施密特
触发器等电路,在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、电
子玩具等领域得到广泛应用。
555定时器根据内部器件类型可分为双极型和单极型,均有单
高次谐波,因此这类振荡器被称为多谐振荡器。多谐振荡器是一种无 稳态电路,在接通电源后,不需要外加触发信号,电路在两个暂稳态 之间作交替变化,产生矩形波输出。
第555定时器及其应用
t
因此暂稳态的长短 取决于RC时间常数
tp
t
tp =RC ln3=1.1RC
例1:单稳态触发器构成定时检测 ui
ui uA
uB &
uo uB
t t
uA
t uo
t
例2:单稳态触发器构成短时用照明灯
+UCC
R
ui
48
7
uO
6
3
t
ui
2
15
uo
S
C
若S未按下, 则 ui = 1 若S按下, 则 u 4 + 63 2
15
.
水位正常情况下,电容C被短接, 扬声器不发音; 水位下降到探测器以下时,多谐振荡器开始工作, 扬声器发出报警。
三. 由555定时器组成的单稳态触发器 单稳态触发器只有一个稳定状态。在未加触发
脉冲前,电路处于稳定状态;在触发脉冲作用下, 电路由稳定状态翻转为暂稳定状态,停留一段时 间后,电路又自动返回稳定状态。
SD Q 0
3uO
Q=0
由555定时器组成的单稳态触发器
+UCC
UCC 8
4 (复位端)
R1
ui 0 uc
< 1/3 UCC
5KΩ 5 6 VA
5KΩ 2
VB
7 5KΩ
T
截止 (地)1
+C1+ 1
+C2+ 10
暂稳状态
10 RD Q
SD Q 01
3uO
Q=1
由555定时器组成的单稳态触发器
+UCC R1
第12章 555定时器及其应用
一. 555定时器的结构及工作原理
555定时器及其应用电路的设计
555定时器及其应用电路的设计定时器是一种常用的电子元器件,它能够按照一定的时间间隔来控制电路的开关状态。
在各种相关的应用中,定时器可以实现很多不同的功能,如闹钟、计时器、定时加热器等。
本文将介绍555定时器的基本原理及其应用电路的设计。
一、555定时器的基本原理555定时器是一种集成电路,由三个功能单元组成:比较器、RS触发器和输出级。
它的输入引脚包括控制电压引脚(Control Voltage, CV)、重置引脚(Reset, R)、触发引脚(Trigger, T)、电源引脚(VCC)和地引脚(GND)。
输出引脚包括输出引脚(Out)和电源引脚(Reset Out)。
1.RS触发器:当T引脚的电平从低电平变为高电平时,触发RS触发器的工作。
当R引脚的电压接近VCC时,RS触发器的输出为低电平;当R引脚的电压接近GND时,RS触发器的输出为高电平。
2. 比较器:555定时器包含两个比较器,分别由两个比较器的非反相输入引脚和控制电压引脚(Control Voltage, CV)连接。
当电压比控制电压引脚的电压高时,比较器的输出为低电平;当电压比控制电压引脚的电压低时,比较器的输出为高电平。
3.输出级:输出引脚输出RS触发器的输出,经过输出级进行放大,最终输出到外部电路。
1.单稳态触发器:单稳态触发器可以产生一个固定时间长度的脉冲信号。
当输入引脚接收到一个触发信号时,输出端将输出一个特定持续时间的高电平信号。
这种电路可以应用于检测器、计数器、自动化系统等。
2.方波发生器:方波发生器可以产生一个固定频率的方波信号。
通过调节电阻和电容的数值,可以实现不同的频率输出。
这种电路可以应用于时钟、计数器、调制解调器等。
3.PWM发生器:PWM发生器可以产生一个脉宽可调的方波信号。
调节电阻和电容的数值,可以实现不同的脉宽输出。
这种电路可以应用于调光、马达驱动器、温度控制等。
三、555定时器应用实例1.闪光灯电路:该电路使用555定时器和几个电阻和电容元件构成,可以实现一个闪光灯。
555定时器及其应用
B
3.用 555 定时器构成单稳态触发电路 1)按图连接好电路。当触发器脉冲宽度 ti 大于单稳态触发电路输出脉冲宽度 tw 时,应如图中所示接入 R1、 C1 微分 ,使 555 定时器 2 脚输入负脉冲为窄脉冲。
VCC 5V R1 100K Vi
ti
R 5.1K V2
4 2 3 6 8
C1 1000P
VO
555
1 5
VC C 0.1uF
7
C2
0.01uF
图 单稳态触发器电路 ,测出 VO 2)Vi 接连续脉冲 f = 512HZ,用示波器观察、记录 Vi、V2、VC 及 VO 的波形(以 Vi 为触发信号) 的脉冲宽度 tW,且与理论值相比较。 4.设计一个用 555 定时器构成的方波发生器,要求方波的周期为 1ms,占空比为 5%。
C
VDD
+5V
R1 Rp 100K R2
10K 4 7 D2 8
555
10K 6 2 1 5 C2
3
VO
D1 VC
占空比可调的方波发生器电路
C1 0.01uF
2)调节 RP,观察占空比的变化,用示波器观察VO 、VC 的波形。
0.01uF
3)在 RP 活动头分别移至两端的情况下,测出输出VO 的 T、tPH、tPL 计算出占空比。
VCC
D
RD
8
4
5
5K V1
+
VC TH
6
-
A1
R
&
Q
1 3
Q
5K
TL
2
C
V2 5K
+
& A2 S
Q D T
555定时器及其应用实验总结
555定时器及其应用实验总结一、引言本文主要讨论555定时器及其应用实验。
555定时器是一种集成电路,常用于脉冲、计时和振荡等电子电路中。
本文将从原理、使用方法、实验步骤和应用实例等方面进行深入探讨。
二、555定时器原理1.555定时器的基本结构和引脚功能–555定时器包含8个引脚,分别是VCC、GND、TRIG、OUT、RESET、CTRL、THRES和DISCH。
–VCC和GND分别为电源引脚,提供正负电源。
–TRIG为触发引脚,接收触发脉冲信号。
–OUT为输出引脚,输出555定时器的工作状态。
–RESET为复位引脚,用于将555定时器重置到初始状态。
–CTRL为控制引脚,用于控制555定时器的工作模式。
–THRES为阈值引脚,用于设置计时时间。
–DISCH为放电引脚,用于开始放电阶段。
2.555定时器的工作原理–555定时器基于比较器和RS触发器的结构,通过电容充放电实现定时功能。
–当TRIG引脚接收到触发脉冲信号时,555定时器会开始一个计时周期。
–在计时过程中,电容会逐渐充电,直到充电到阈值引脚设定的电压水平。
–一旦充电到达阈值,输出引脚会翻转状态,并且电容会被放电。
–放电过程会持续到电容放电到低电压水平,此时输出引脚再次翻转状态。
–定时周期不断重复,实现定时功能。
三、555定时器的使用方法1.基本工作模式–555定时器有3种基本工作模式,分别是单稳态、连续振荡和脉冲振荡模式。
–单稳态工作模式下,输出引脚会在接收到触发脉冲信号后保持一个稳定的状态。
–连续振荡工作模式下,输出引脚会周期性地翻转状态,产生一串方波信号。
–脉冲振荡工作模式下,输出引脚会周期性地输出脉冲信号。
2.555定时器的参数设置–设置阈值电压水平可以改变定时周期,从而改变输出信号的频率。
–改变电容和电阻的数值可以进一步调节定时周期。
–通过改变电源电压可以调节输出信号的幅度。
3.555定时器的电路接法–不同工作模式的555定时器电路接法有所差异。
555定时器及其应用实验报告
555定时器及其应用实验报告实验报告:555定时器及其应用一、实验目的1.了解555定时器的结构和工作原理;2.学会使用555定时器搭建基本的定时电路;3.掌握555定时器的应用。
二、实验材料1.电源;2.555定时器芯片;3.电阻、电容等元器件;4.示波器、万用表等实验仪器;5.连接线等实验辅助器材。
三、实验原理555定时器是一种广泛应用于定时电路中的集成电路。
它具有三个功能引脚:触发引脚(TRIG)、控制引脚(CON)和复位引脚(RES)。
在定时工作模式下,555定时器可通过选择不同的电阻和电容值,实现不同的定时效果。
四、实验步骤1.搭建555定时器的基本电路。
将555定时器芯片插入实验板上,并根据电路图连接相应的元器件和电源。
2.测量电路的参数。
使用万用表测量电路中各个元器件的电阻、电容值,并记录下来。
3.调试电路并观察现象。
根据实验板上的示波器,调整电路,观察波形的变化,并记录下观察到的现象。
五、实验结果与分析通过调试和观察,实验发现在555定时器基本电路中,当输入信号触发引脚(TRIG)的电压高于比较引脚(THRESH)的电压时,输出引脚会输出高电平信号,反之输出引脚则输出低电平信号。
通过调整电压和触发条件,可以实现不同的定时效果。
六、实验应用1.交通信号灯。
通过555定时器的输出信号控制灯光的切换,实现交通信号灯的闪烁效果,提醒行人和车辆注意交通状况。
2.蜂鸣器报警器。
通过555定时器的输出信号控制蜂鸣器的频率,实现报警器的报警效果,用于安防应用中。
3.继电器控制。
通过555定时器的输出信号控制继电器的通断,实现对电器设备的定时自动控制。
七、实验总结本实验通过对555定时器的学习和实验应用,深入理解了555定时器的结构、工作原理和应用场景。
通过实验,掌握了555定时器的基本使用方法,并在实验中成功搭建了基本的定时电路,同时也了解了其应用于交通信号灯、报警器和继电器控制等方面。
通过本次实验,对电子学的学习和实践经验也得到了提升。
555定时器的工作原理及其应用
555定时器的工作原理及其应用概述:555定时器是一种高度通用的集成电路(IC),广泛用于电子电路中产生精确的定时信号。
它是由电子公司Signetics(现在是NXP半导体的一部分)于1971年推出的,从此成为电子领域最受欢迎的集成电路之一。
由于其简单、低成本和易于使用,555定时器通常用作定时器、振荡器和脉冲发生器。
它能够产生精确的定时信号,这使得它适用于广泛的应用,包括定时电路、频率产生和波形整形。
身体:1. 555定时器工作原理:555定时器是基于一个不稳定的多谐振荡器的原理,这是一个电路,产生连续输出波形,没有任何外部触发。
该集成电路由两个比较器、一个触发器、一个放电晶体管以及决定时序特性的电阻和电容组成。
555定时器的定时功能是通过外部电容的充放电来实现的。
1.1充电阶段:在充电阶段,电压源连接到定时器的VCC引脚,外部电容(C)通过串联电阻(R)充电。
内部触发器设置为高状态,导致放电晶体管关断。
结果,电容器以指数方式充电,时间常数由R和C的值决定。
1.2放电阶段:一旦电容器上的电压达到某个阈值(约为电源电压的2/3),内部触发器将复位到低状态。
这触发放电晶体管打开,将电容器连接到地。
然后电容器通过放电晶体管和外部电阻呈指数级放电。
2. 555定时器的应用:555定时器是一种令人难以置信的通用IC,可用于各种电子电路。
555定时器的一些常见应用是:2.1时序电路:555定时器的主要应用之一是在定时电路中,它可以用作单稳定或不稳定的多谐振荡器。
在单稳定模式下,555定时器响应外部触发器产生一个特定持续时间的单脉冲。
这在延时电路、脉宽调制和脱杂电路等应用中非常有用。
在稳定模式下,555定时器产生具有特定频率和占空比的连续方波。
这通常用于时钟生成、分频和音调生成等应用。
2.2 PWM产生:555定时器还可用于产生脉宽调制(PWM)信号,广泛用于电机速度控制、LED调光和音频放大器等应用。
通过将555定时器配置为稳定模式并改变定时元件(电阻和电容),可以调整输出波形的占空比,从而控制传递给负载的平均功率。
[信息与通信]555定时器及其应用
f max
1 Tm in
tW
1 tre
可重复触发单稳态触发器
VDD
vI
R
48
0
7
vC
6 555 3
vO
2
vI
+
15
0 vO
C
0.01μF
0
t
2VCC 3
t
tw t
脉宽可调单稳态触发器
vIC VDD
R 48
t
7
vI
6 555 3
vO
vI
+2
vIC
C1 5
vO
t
t
单稳态触发器应用
用于整形
vI
0 t
vO
0
t
用于定时
vO
vI
与门
O
t
vS
tW
tW
O
t
vA
vA
vB
O
t
单稳态触发器
vO
vI
(a)
O
t
(b)
0 vO
0
vO
VT+ VT-
t
t
3.用于脉冲鉴幅
vI
1
VT+
vI
vO
0
VT-
t
vO
0
t
§8.4 多谐振荡器
什么是多谐振荡器?
多谐振荡器是一种自激振荡器,在接通电源 后,不需要外加触发信号,能自动地产生矩形脉 冲。由于输出的矩形波中含有很多谐波分量,故 称它为多谐振荡器,又称方波发生器。
简述有关 555 定时器的工作原理及其应用
简述有关 555 定时器的工作原理及其应用一、引言555定时器是一种常用的集成电路,其工作原理简单,应用广泛。
本文将详细介绍555定时器的工作原理及其应用。
二、555定时器的基本结构555定时器由比较器、RS触发器、放大器和输出级组成。
其中比较器有两个输入端,一个是正向输入端(+),一个是反向输入端(-)。
RS触发器由两个双稳态触发器组成,分别称为S触发器和R触发器。
放大器由三级放大电路组成,其中第一级为差动放大电路,第二级为共射极放大电路,第三级为共集电极放大电路。
输出级由一个双极晶体管组成。
三、555定时器的工作原理当Vcc施加到555芯片上时,内部的比较器会将Vcc与2/3Vcc进行比较。
如果正向输入端(+)的电压高于反向输入端(-)的电压,则输出高电平;反之,则输出低电平。
此时,S触发器被置位(Q=1),R触发器被复位(Q=0)。
当外部信号施加到TRIG脚上时,如果TRIG脚上的信号低于1/3Vcc,则比较器的正向输入端(+)电压低于反向输入端(-)电压,输出低电平。
此时,S触发器被复位(Q=0),R触发器被置位(Q=1)。
当TRIG脚上的信号高于1/3Vcc时,比较器输出高电平,S触发器被置位(Q=1),R触发器被复位(Q=0)。
当外部信号施加到RESET脚上时,如果RESET脚上的信号高于2/3Vcc,则S触发器被复位(Q=0),R触发器被置位(Q=1)。
当RESET脚上的信号低于2/3Vcc时,则S触发器被置位(Q=1),R触发器被复位(Q=0)。
555定时器的输出由放大级和输出级组成。
放大级将RS触发器的输出进行放大,然后通过输出级驱动负载。
四、555定时器的应用1. 方波振荡电路将TRIG和THRES接在一起,并将这个节点通过一个RC网络连接到控制电压引脚CV。
当CV引脚上的电压变化时,RC网络会使得TRIG 和THRES之间的电压出现周期性变化。
这样就可以实现方波振荡。
2. 单稳态触发器电路将TRIG接到一个脉冲信号源,将THRES接到CV引脚上,并通过一个RC网络连接到CV引脚。
555定时器工作原理以及应用
555定时器工作原理以及应用1.开关网络:555定时器由一个比较器、RS触发器和放大器组成。
比较器根据输入电压与参考电压的大小关系来产生输出信号。
RS触发器用于存储比较器的状态,在每次时钟脉冲到达时更新状态。
放大器用于放大输出信号。
2.RS触发器:RS触发器由两个非反馈的比较器和一个混沌器构成,具有两个触发输入和一个输出。
其中一个输入称为R(复位),另一个输入称为S(设置),输出称为Q。
当R=0,S=1时,输出Q=1;当R=1,S=0时,输出Q=0;当R=1,S=1时,输出Q的状态由之前的状态决定。
3.模式选择:555定时器有多种工作模式可选择,包括单稳态(单谐振脉冲)、正脉冲生成、负脉冲生成和方波振荡等。
4.外部电路:555定时器通常需要外部电路来设置定时器的时间参数。
外部电路通常由电阻和电容组成,并连接到定时器的相关引脚上。
电阻和电容的数值决定了定时器的时间延迟。
1.方波振荡器:555定时器可以配置为方波振荡器,产生一个稳定的方波输出信号。
这种方波信号常用于时序控制、频率测量和数字信号处理等。
2.时脉发生器:555定时器可以将其配置为时钟发生器,生成用于时序控制的脉冲信号。
时脉发生器常用于数字电路、计数器和触发器等的同步和控制。
3.延时器:555定时器可以用作延时器,控制载波通信的传输延迟。
延时器广泛应用于雷达、无线电通信和自动控制系统等领域。
4.脉冲生成器:555定时器可以生成单谐振脉冲,用于测量和检测应用。
脉冲生成器常用于电子设备的调试和测试。
5.脉宽调制:555定时器可以配置为脉宽调制器,用于控制电路的输出脉冲宽度。
脉宽调制常用于功率电子设备、音频设备和通信设备等的控制和调节。
总之,555定时器通过将相关元器件和电路组合在一起,实现了方波振荡、时序控制、延时计时和脉冲生成等功能。
它在电子设备中的广泛应用,使得我们能够更好地实现电路的精确控制和稳定性。
555定时器及其应用
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返回
vI
触发脉冲的宽度要小于 tw V CC
8
4
R
O
0.01μF
5kΩ
5 6 2
vC 2/ 3VCC vO
O
t vI
+C
-
1
vC1
G1
Q'
3
5kΩ 5kΩ
1
+C2
t vC
tw t
C
TD 7
-
vC2
G2
Q
vO
G3
G4
O
触发负脉冲应在vC上升到2/ 3VCC之前回到高电平。
18
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返回
O
UT-
vO
O
1 VCC 3 2 VCC 3
O
t
vI
如果参考电压由外接电压VCO供给,
UT+ = VCO UT- = 1/2VCO
29
ΔUT = 1/2VCO 。
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30
31
五、555定时器应用举例
32
1.救护车铃声横拟电路
图 中 , IC1555 组 成 频 率 为 1Hz 的 振 荡 电 路 , IC2555 组成高频振荡器,其振荡频率被频率为 1Hz的振荡器调制,即当IC1的③脚输出高电平时, IC2振荡器的振荡频率低;当IC1的③脚输出低电 平时, IC2 振荡器的振荡频率高,这样就导致扬 声器中发出“滴-嘟、滴-嘟”的声响。
13
•
④电源电压变化对振荡频率和定时精度的 • 影响小。对定时精度的影响仅0.05%/V,且温 度稳定性好,温度漂移不高于50ppm/oC。
• 双极型555与CMOS型555的差异: • ①CMOS型555的功耗仅为双极型的几十分 • 之一,静态电流仅为300µ A左右,为微功耗电 路. • ②CMOS型555的电源电压可低至2~3V; • 各输入功能端电流均为pA(微微安)量级。 • ③CMOS型555的输出脉冲的上升沿和下降 • 沿比双极型的要陡,转换时间短。
555定时器及其应用
UCC
RD
8
4
UR1 5 6
5k + -C1
G1
R &Q
2 UR2
5k + -C2
&
S
Q
G2
&
G3
5k
V1
7
1
(a)
地
1
8
U2
2
7
555
1
3
Uo
Uo RD
3 4
6 5
G4
(b)
图 1 555定时器
UCC 放电端 U6 UCO
(1)电阻分压器——由三个5KΩ电阻组成,
故称555定时器。其作用是为电压比较器提供
出为 0,基本RS触发器被置 1,V1截止,Uo输出高
电平。
当
U6
2 3
UCC
,
U2
1 3 U CC
时,C1和C2输出均为1,
则基本RS触发器的状态保持不变,因而V1和Uo输出
状态也维持不变。
555定时器功能表
RD U6(TH) U2( TR ) U0
V1
0
×
×
0 导通
1
<
2 3
UCC
<13 UCC
略低于
2 3
U
CC,Uo输出高电平,V1截止,电源
UCC通过R1、R2 给电容C充电。随着充电的进
行UC逐渐增高,但只要
1U 3
CC UC
2 3
U
CC
,
输出
电压Uo就一直保持高电平不变,这就是第一个
暂稳态。
当大电于容等C于上的23 U电CC压时U)C,略R微S超触过发器23置U CC时0,(即使U输6出和电U2压均 Uo从原来的高电平翻转到低电平,即Uo=0,V1饱
555定时器及其应用实验报告
555定时器及其应用实验报告引言:555定时器是一种集成电路,广泛应用于定时、脉冲、频率调制、频率分割和频率测量等领域。
本文将介绍555定时器的基本原理和实验过程,并探讨其在电子领域中的应用。
一、555定时器的基本原理555定时器是一种多功能集成电路,由比较器、RS触发器、RS锁存器和电压比较器等组成。
它的工作基于门电路的触发与复位过程,实现了不同的定时功能。
二、555定时器的工作模式555定时器有三种基本工作模式:单稳态、自由运行和串接。
在单稳态模式下,555定时器输出一个脉冲宽度可调的方波信号;在自由运行模式下,它输出一个连续变化的方波信号;在串接模式下,多个555定时器可以通过级联实现更复杂的定时功能。
三、实验过程为了验证555定时器的工作原理,我们进行了以下实验:1. 准备实验所需材料:555定时器芯片、电容、电阻等。
2. 连接电路:按照电路图将555定时器与其他元件连接起来。
3. 设置参数:根据实验要求调整电容和电阻的数值。
4. 运行实验:给电路通电,观察555定时器输出的信号波形。
5. 记录实验结果:记录实验过程中观察到的波形变化和参数调整情况。
四、实验结果与分析通过实验,我们观察到555定时器的输出信号波形随着电容和电阻数值的变化而改变。
通过调整电容和电阻的数值,我们可以控制输出信号的频率和占空比。
这证明了555定时器的可靠性和灵活性。
五、555定时器的应用555定时器在电子领域中有广泛的应用,以下是一些典型的应用场景:1. 脉冲生成:通过调整电容和电阻的数值,可以产生不同频率的脉冲信号,用于驱动其他电路或触发器件。
2. 方波发生器:通过在555定时器中添加元件,如电容和电阻,可以实现方波信号的产生和调节。
3. 时钟电路:555定时器可以用作时钟电路的基础元件,用于控制其他电子设备的定时功能。
4. 脉宽调制:通过调整电容和电阻的数值,可以实现脉宽调制功能,用于控制电子设备的输出功率。
555定时器的原理和应用
555定时器的原理和应用1. 555定时器的简介555定时器是一种经典的集成电路,由美国第一电子公司推出。
它是一种多功能计时、延时和脉冲发生器。
555定时器有稳定的性能、简单的接线、广泛的工作电压范围和可调的输出脉冲宽度等特点,使其被广泛应用于各种电子电路中。
2. 555定时器的工作原理555定时器由比较器、RS触发器和输出级组成。
它具有两个触发输入引脚(TRIG引脚和THRES引脚)、一个控制电压引脚(CV引脚)、一个输出引脚(OUT引脚)、一个复位引脚(RESET引脚)和一个电源引脚(VCC引脚)。
当TRIG引脚的电压低于1/3 VCC时,RS触发器置位,输出引脚处于低电平状态。
当TRIG引脚的电压高于2/3 VCC时,RS触发器复位,输出引脚处于高电平状态。
当THRES引脚的电压高于2/3 VCC时,比较器输出低电平,RS触发器置位,输出引脚处于低电平状态。
当RS触发器置位时,控制电压引脚的电压等于1/3 VCC,输出引脚处于高电平状态。
当RS触发器复位时,控制电压引脚的电压等于2/3 VCC,输出引脚处于低电平状态。
通过改变控制电压和外部电阻、电容的数值,可以实现不同的定时、延时和频率调节功能。
3. 555定时器的应用3.1. 555定时器的单稳态多谐振器•555定时器可以作为单稳态触发电路,产生一定宽度的脉冲。
•利用这个特点,可以设计出单稳态多谐振器,用于产生多个不同频率的脉冲。
3.2. 555定时器的方波发生器•通过改变RC时间常数,可以调节555定时器输出的方波的频率。
•这使得555定时器成为一个简单的方波发生器,广泛应用于数字电路、音频电路等领域。
3.3. 555定时器的频率分割器•使用555定时器的电压控制运算放大器,可以实现频率分割器的功能。
•频率分割器用于在输入信号频率较高时,将输入信号的频率分成较低的频率。
3.4. 555定时器的脉冲宽度调节器•通过改变控制电压、电阻和电容的数值,可以改变555定时器输出脉冲的宽度。
555定时器及其应用实验总结
555定时器及其应用实验总结555定时器是一种常用的集成电路,在多种电子设备和系统中广泛应用。
本文将就555定时器及其应用实验进行总结,分别探讨其工作原理、应用特点和实验设计等方面,以期为相关领域的研究和开发提供参考和指导。
一、555定时器的基本原理555定时器是由美国技术人员Hans Camenzind于1971年发明的一种集成电路,由单个电晶体管和几个电阻、电容器等基本元件构成。
它具有时序控制和脉冲发生等功能,可实现定时器、频率计、脉冲宽度调制、多谐振荡器等多种应用。
555定时器有两种基本工作模式:单稳态模式和多谐振荡器模式。
1. 单稳态模式当555定时器处于单稳态模式时,其输出电平为低电平,输入端的电平高低或电位变化对输出电平没有直接影响。
只有当外部触发器发出触发信号时,输入端电平跃升,输出电平在一定的时间内向高电平翻转,然后恢复原来的状态,重新变为低电平。
这种模式下,555定时器可以用来实现各种录音、闪光灯等控制功能。
2. 多谐振荡器模式当555定时器处于多谐振荡器模式时,其输出电平将一直运行并不断跳变,没有稳定的高或低电平幅度。
该模式下,555定时器可以用来实现时钟、倒计时、频率计等多种应用。
二、555定时器的应用特点555定时器作为一种通用性强且价格低廉的集成电路,具有多种应用特点:1. 可以通过外部元件控制输出电平的幅度、频率和占空比等参数,以满足不同的控制要求。
2. 输入信号的幅度和宽度大致相同,对电源的稳定性要求不高,使其适用于电子系统的各种环境。
3. 在不同工作模式下,555定时器的控制电路相对简单,容易调节和优化,因此广泛应用于各种电子行业和领域。
三、555定时器应用实验设计基于555定时器的应用特点和工作原理,可以进行多种有趣的实验设计,例如:1. 基于单稳态模式的实验(1)控制LED灯闪烁根据单稳态模式的工作原理,我们可以将555定时器的输出插入到LED灯的控制电路中,实现LED灯的闪烁效果。
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9.1 图题9.1是用两个555定时器接成的延时报警器。
当开关S 断开后,经过一定的延迟时间后,扬声器开始发声。
如果在延迟时间内开关S 重新闭合,扬声器不会发出声音。
在图中给定参数下,试求延迟时间的具体数值和扬声器发出声音的频率。
图中G 1是CMOS 反相器,输出的高、低电平分别为V OH =12V ,V OL ≈0V 。
(+12V)图题9.5解:1.工作原理:图题9.1由两级555电路构成,第一级是施密特触发器,第二级是多谐振荡器。
施密特触发器的输入由R 1、C 1充放电回路和开关S 控制,当S 闭合时,V C =0V ,施密特触发器输出高电平。
施密特触发器的输出经反相器去控制多谐振荡器的R D 端,当施密特触发器的输出为高电平时,R D =0,多谐振荡器复位,扬声器不会发出声音。
当开关S 断开后,R 1、C 1充放电回路开始充电,V C 随之上升,但在达到CC T 32V V =+之前,施密特触发器的输出仍为高电平时,R D =0,扬声器仍不会发出声音。
这一段时间即为延迟时间。
一旦V C 达到CC T 32V V =+,施密特触发器触发翻转,输出低电平,R D =1,多谐振荡器工作,扬声器开始发声报警。
2.求延迟时间:延迟时间由R 1、C 1充放电回路的充电过程决定:τtev v v v -+∞-+∞=)]()0([)(C C C C将 V 12)(CC C ==∞V v )0(C +v =0V τ=R 1C 1代入上式,得: )1(11CC C C R t eV v --=t=t 1时,CC C 32V v =代入上式,整理得延迟时间:t 1= R 1C 1ln3≈1.1 R 1C 1=1.1×106+10×10-6=11S扬声器发声频率:MHz 95.01001.010157.01)2(7.0163232≈⨯⨯⨯⨯=+=-C R R f9.2图题9.2所示电路是由两个555定时器构成的频率可调而脉宽不变的方波发生器,试说明其工作原理;确定频率变化的范围和输出脉宽;解释二极管D 在电路中的作用。
R R R图题9.2解:1.工作原理:第一级555定时器构成多谐振荡器,第二级构成单稳态触发器,第一级的输出脉冲信号作为第二级电路的输入触发信号,使第二级输出V O 的频率与多谐振荡器输出信号的频率相同,所以调节可变电阻R 1,就可以改变V O 的频率。
但V O 的脉宽是由单稳的参数决定的,因单稳的参数不变,所以V O 的脉宽不变。
于是,就可以得到频率可调而脉宽不变的脉冲波了。
2. 确定频率变化的范围和输出脉宽:V O 的频率变化范围为:1321321)2(7.01~)2(7.01C R R C R R R +++输出脉宽: t po =1.1R 5 C 3 3. 二极管D 在电路中的作用:二极管D 在电路中起限幅作用,避免过大的电压加于单稳的输入端,以保护定时器的安全。
9.3图题9.3为一心律失常报警电路,图中v I 是经过放大后的心电信号,其幅值v Im =4V 。
(1)对应v I 分别画出图中v o1、v o2、v o 三点的电压波形; (2)说明电路的组成及工作原理。
Iv v I图题9.3解:(1)对应v I 分别画出图题9.3中v o1、v o2、v o 三点的电压波形如图T9.3(a )示。
V I T+V T-V V o1C V 23CCV V o2oV图T9.3(a) (2)电路的组成及工作原理:第一级555定时器构成施密特触发器,将心律信号整形为脉冲信号;第二级555定时器构成可重复触发的单稳态触发器,也称为失落脉冲捡出电路。
当心律正常时,V o1的频率较高,周期较短,使得V C 不能充电至CC 32V ,所以V o2始终为高电平,V o 始终为低电平,发光二极管D 1亮,D 2不亮,表示心律正常;当心律异常时,脉冲间隔拉大,V o1的的周期加长,可使V C 充电至CC 32V , V o2变为低电平,V o 变为高电平,发光二极管D 2亮,D 1不亮,表示心律失常。
9.4 图题9.4所示,555构成的施密特触发器,当输入信号为图示周期性心电波形时,试画出经施密特触发器整形后的输出电压波形。
vI图题9.4经施密特触发器整形后的输出电压波形如图T9.4(a )示。
V V I oT+V T-V图T9.4(a )9.5图题9.5所示电路为一个回差可调的施密特触发电路,它是利用射击跟随器的发射极电阻来调节回差的。
试求:(1)分析电路的工作原理;(2)当Re1在50~100Ω的范围内变动时,回差电压的变化范围。
V I V V V V图T9.5图题9.5的电路是利用射极跟随器的射极电阻来改变回差电压的施密特触发器。
设R e2两端的电压为V e2,三极管发射极对地的电压为V e ,门电路的转折电压为V th 。
当V I 足够低时,V e2<V th ,S =0,V e <V th ,R =1,V o2为高电平,V o1为低电平。
当V I 上升至使V e ≥V th 时,S 由0转向1,而V e2仍小于V th ,所以R 仍为1,这时V o2、 V o1仍维持原来的状态。
只有当V e2也升至V th 时,R 由1转向0,触发器发生翻转,V o1变为高电平,V o2变为低电平。
这时对应的V I 为上限触发电平V T+,显然BE e2e1e2th T )(V R R R VV ++=+。
当V I 下降,使V e2降至V th 时,,R 又由0回到1,而而V e 仍大于V th ,所以S 仍为1,这时V o2、 V o1仍维持前述的状态,V o1为高电平,V o2为低电平。
只有当V e 也降至V th 时,S 才由1转向0,触发器发生又一次翻转,V o2回到高电平,V o1回到低电平。
这时对应的V I 为下限触发电平V T -,显然V T -=V th +V BE 。
电路的回差电压th e2e1T V R RV V V T T =-=∆-+当R e1在50~100Ω的范围内变动时,回差电压的变化范围为th th ~21V V 。
描述此施密特触发器工作原理的波形如图T9.5(a)。
v IO1O2图题9.5(a)9.6 图题9.6为一通过可变电阻R W 实现占空比调节的多谐振荡器,图中R W =R W1+R W2,试分析电路的工作原理,求振荡频率f 和占空比q 的表达式。
Ov CR R R图题9.6工作原理:当多谐振荡器输出端v o 为高电平时,放电三极管截止,V CC 经R 1、R W1、D 向电容C 充电,充电时间常数为(R 1+ R W1)C ,电容C 上的电压v C 伴随着充电过程不断增加。
当电容电压v C 增大至cc V 32时,多谐振荡器输出端v o 由高电平跳变为低电平,放电三极管由截止转为导通,电容C 经R 2、R W2放电三极管集电极(7脚)放电,放电时间常数为(R 2+R W2) C ,此后,电容C 上的电压v C 伴随着放电过程由cc V 32点不断下降。
当电容电压v C 减小至cc V 31时,多谐振荡器输出端v o 由低电平跳变为高电平,放电三极管由导通转为截止,放电过程结束。
此后,V CC 经R 1、R W1、D 再向电容C 充电,电容电压v C 由ccV 31开始增大,继续重复上述充电过程。
振荡频率 f =CR R R )(7.01W 21++占空比 q =W21W11R R R R R +++9.7图题9.7是救护车扬声器发声电路。
在图中给定的电路参数下,设V CC =12V 时,555定时器输出的高、低电平分别为11V 和0.2V ,输出电阻小于100Ω,试计算扬声器发声的高、低音的持续时间。
R R图题9.7两级555电路均构成多谐振荡器,由第一级的输出去控制第二级的5端。
而第一级多谐振荡器的充放电时间常数远大于第二级,这意味着第一级的振荡周期远大于第二级。
当第一级电路的输出为低电平时,致使第二级振荡器的振荡频率较高,扬声器发出高音。
当第一级电路的输出为高电平时,致使第二级振荡器的振荡频率较低,扬声器发出低音。
扬声器发出低音的持续时间:0.7(R 1+R 2)C 1=1.12S 扬声器发出高音的持续时间:0.7R 2C 1=1.05S9.8 一过压监视电路如图题9.8所示,试说明当监视电压v x 超过一定值时,发光二极管D 将发出闪烁的信号。
提示:当晶体管T 饱和时,555的管脚1端可认为处于地电位。
RRZΩ图题9.8图题9.8所示电路中,若1端接地,则555定时器构成一个多谐振荡器。
但现在定时器的1端通过三极管T接地,而管子的状态由监视电压v x决定。
当v x未超限时,稳压管D Z截止,三极管T也截止,定时器的1端相当于开路,振荡器不工作,发光二极管D 不闪烁;当v x超限时,稳压管D Z击穿,随之三极管T饱和导通,定时器的1端相当于接地,振荡器正常工作,在输出端得到脉冲信号,发光二极管D闪烁报警。
9.9 图题9.9所示电路是由555构成的锯齿波发生器,三极管T和电阻R1、R2、R e 构成恒流源电路,给定时电容C充电,当触发输入端输入负脉冲后,画出触发脉冲、电容电压V C及555输出端vo的电压波形,并计算电容C的充电时间。
CvI图题9.8画出触发脉冲V I、电容电压V C及555输出端vo的电压波形如图T9.9所示。
V I V CV oCC 3V 2po图T9.9(a)计算电容C 的充电时间:充电电流:eCC 211E )7.0(R V R R R I -+=充电时间:ECC po 32I C V t =。