555定时器构成的占空比可调的方波发生器----实验报告

555定时器构成的占空比可调的方波发生器----实验报告
电子技术课程设计说明书
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目录
1 设计内容： (1)
1.1 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. (1)
1.2 简要说明电路的工作原理及本电路能达到的实用功能.. (1)
1.3 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）.. 1
2.1 设计电路原理图； (1)
2.2 在实验室提供的设备上安装电路并模拟运行； (1)
2.3 撰写实验报告。

(1)
3 实验目的： (1)
3.1 熟悉555型集成时基电路结构、工作原理及其特点。

(1)
3.2 掌握555型集成时基电路的基本应用。

(1)
3.3 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。

(1)
4 实验器材： (1)
5 实验原理： (2)
5.1 555电路的工作原理 (2)
5.1.1 555芯片引脚介绍 (2)
5.1.2 上述CB555定时器的工作原理可列表说明： (4)
5.1.3 占空比可调的方波信号发生器 (4)
6 实验内容及实验数据 (6)
6.1 设计内容及任务 (6)
6.2 实验数据 (6)
6.2.1 100HZ仿真电路图 (6)
100HZ 仿真电路结果 (7)
6.2.2 1000HZ仿真电路图 (9)
1000HZ 仿真电路结果 (10)
7 结论： (11)
8 参考文献 (11)
1 设计内容：
1.1 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.
1.2 简要说明电路的工作原理及本电路能达到的实用功能..
1.3 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；
2 任务如下：
2.1 设计电路原理图；
2.2 在实验室提供的设备上安装电路并模拟运行；
2.3 撰写实验报告。

3 实验目的：
3.1 熟悉555型集成时基电路结构、工作原理及其特点。

3.2 掌握555型集成时基电路的基本应用。

3.3 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。

4 实验器材：
电阻：二极管：电容：555芯片：示波器：等
5 实验原理：
5.1 555电路的工作原理
5.1.1 555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3
2U CC ，加在同相输入端；C 2的参考电压为
3
1U 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
3
1
U CC 时，C 2的输出为1；当输入的电压低于3
1
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32
U 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）。

5.1.2 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5.1.3 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
10μ
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
6 实验内容及实验数据 6.1 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
6.2 实验数据
6.2.1 100HZ 仿真电路图
图4 100HZ Multisim电路图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6.2.2 1000HZ仿真电路图
图8 1000HZ Multisim电路图
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
7 结论：
通过这次设计性实验，使我深入了解了555定时器的内部结构及占空比设计方波的工作原理，加深了对课本理论知识的理解，锻炼了实践动手能力，理论知识与实践设计相结合，培养了创新开发的思维。

在于运用学习成果，检验学习成果，看一看课堂学习与实际工作到底有多大距离，并通过综合分析，找出学习中存在的不足，以便为完善学习计划，改变学习内容与方法提供实践依据。

数字电子技术的学习比较复杂，有许多芯片的作用都需要记住，通过利用各种芯片进行实验，有助于我们对于芯片功能的理解和了解它们在实际的应用。

8 参考文献
主要参考资料：秦增煌主编，《电工学》（第七版下册）电子技术，高等教育出版社。