定时器及其应用.docVIP

实验六 555定时器及其应用 一．实验目的 熟悉555定时器的组成及功能。 掌握555定时器的基本应用。 进一步掌握用示波器测量脉冲波形的幅值和周期。 二．实验原理 555定时器（又称时基电路）是一个模拟与数字混合型的集成电路。按其工艺分双极型和CMOS型两类，其应用非常广泛。 555定时器的组成和功能 图6—1是555定时器内部组成框图。它主要由两个高精度电压比较器A1、A2，一个RS触发器，一个放电三极管和三个5KΩ电阻的分压器而构成。 图6—1 555定时器组成框图 它的各个引脚功能如下： 1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。 8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。一般用5V。 3脚：输出端Vo 2脚：低触发端 6脚：TH高触发端 4脚：是直接清零端。当端接低电平，则时基电路不工作，此时不论、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。 5脚：VC为控制电压端。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。 7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。 在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A1、A2基准电压分别为的情况下，555时基电路的功能表如表6—1示。 表6—1 555定时器的功能表 清零端 高触发端TH 低触发端 Qn+1 放电管T 功能 0 0 导通 直接清零 1 0 导通 置0 1 1 截止 置1 1 Qn 不变 保持 5555定时器的应用 1）构成多谐振荡器 用555定时器构成多谐振荡器的电路和工作波形如图6—2所示 （a）多谐振荡器电路 （b）工作波形 图6—2 多谐振荡器电路和工作波形 接通电源后，假定是高电平，则T截止，电容C充电。充电回路是VCC—R1—R2— C—地，按指数规律上升，当上升到时（TH、端电平大于），输出翻转为低电平。是低电平，T导通，C放电，放电回路为C—R2—T—地，按指数规律下降，当下降到时（TH、端电平小于），输出翻转为高电平，放电管T截止，电容再次充电，如此周而复始，产生振荡，经分析可得 输出高电平时间 输出低电平时间 振荡周期 输出方波的占空比 2）构成单稳态触发电路 用555定时器构成的单稳态触发电路和工作波形如图6—3示 （a）单稳态触发电路 （b）工作波形 图6—3 单稳触发电路和工作波形 接通电源后，未加负脉冲，，而C充电，上升，当时，电路输出为低电平，放电管T导通，C快速放电，使 = 0。这样，在加负脉冲前，为低电平，= 0，这是电路的稳态。在t = t0时刻负跳变（端电平小于），而 = 0（TH端电平小于），所以输出翻为高电平，T截止，C充电。按指数规律上升。t = t1时，负脉冲消失。t = t2时上升到（此时TH端电平大于，端电平大于），又自动翻为低电平。在这段时间电路处于暂稳态。t t2，T导通，C快速放电，电路又恢复到稳态。由分析可得： 输出正脉冲宽度 tW = 1.1RC 注意：图6—3（a）电路只能用窄负脉冲触发，即触发脉冲宽度ti必须小于tW 三．实验内容和实验线路 1．用555定时器构成多谐振荡器 1）连接如图6—2（a）示多谐振荡器电路。 2）用示波器观察、记录输出电压和电容上电压的波形，测出VOH、VOL、VC1（峰点值）、VC2（谷点值）及周期T的数值，且算出T的理论值，与实测值相比较。 2．用555定时器构成一个占空比可调（周期不变）的方波发生器 1）连接好图6—4示占空比可调的方波发生器电路。 图 6-4占空比可调的方波发生器电路 2）调节RP，观察占空比的变化，用示波器观察、的波形。 3）在RP活动头分别移至两端的情况下，测出输出的T、tPH、tPL计算出占空比。 3．用555定时器构成单稳态触发电路 1）按图6—5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。 图 6-5单稳态触发器电路 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），测出VO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%。 四．预习要求 1．搞清555定时器的功能和应用 2．理论计算出实验内容1多谐振荡器的输出方波的周期T 3．理论计算实验内容3 中2