《555時基電路及其應用》

1、555時基電路及其應用 實驗目的 1. 1. 掌握555555定時器的工作原理。 2. 2. 掌握555555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、振蕩電路等應用電路的功能。 3. 3. 掌握 555 555 定時器電路的安裝 焊接和測試方法。 任務引用 555時基電路也稱時基電路也稱555定時器，是一種將模擬電路和數(shù)字電定時器，是一種將模擬電路和數(shù)字電路巧妙結(jié)合在一起的組合集成電路。路巧妙結(jié)合在一起的組合集成電路。 特點：特點： 定時精度高定時精度高 工作速度快工作速度快 溫度穩(wěn)定性好溫度穩(wěn)定性好 結(jié)構(gòu)簡單，使用靈活結(jié)構(gòu)簡單，使用靈活555定時器外形結(jié)構(gòu)和功能61234578GDNTRuoRDVCOTH

2、DISCVCCCB555兩大類：兩大類：雙極型：雙極型：555CMOS：7555 87654321GNDTLTHVCCRduo圖圖5-2-1 555定時器電路框圖定時器電路框圖圖圖5-2-2 555定時器符號圖定時器符號圖 555定時器的工作原理定時器的工作原理地低觸發(fā)端低觸發(fā)端高觸發(fā)端高觸發(fā)端放電端放電端電源端電源端清零端清零端輸出端輸出端電壓控制端電壓控制端1 16 6+ +- - -+ + + +2 25 58 8GNDTLTHCV3 31 13 31 1VCCVCC4 4Rd11113 37 7OUTDISVCCDISCV典型的雙列直插典型的雙列直插式封裝式封裝1 16 6+ +- -

3、 -+ + + +2 25 58 8GNDTLTHCV4 4Rd11113 37 7OUTDISVCCA1A2 555定時器主要由定時器主要由比較器比較器、觸發(fā)器觸發(fā)器、反相器反相器和由和由三個三個5k 電阻電阻組成的組成的分壓器分壓器等部分構(gòu)成，電路如圖所示。等部分構(gòu)成，電路如圖所示。電阻分壓器電阻分壓器比較器比較器觸發(fā)器觸發(fā)器反相器反相器圖圖5-2-3 555定時器電路框圖定時器電路框圖CC31VCC32V管腳功能 1腳：外接電源負端VSS或接地，一般情況下接地。 8腳：外接電源VCC，雙極型時基電路VCC的范圍是4.5 16V，CMOS 型時基電路VCC的范圍為3 18V。一般用5V。

4、3 3腳：輸出端腳：輸出端Vo Vo 2 2腳：低觸發(fā)端腳：低觸發(fā)端 當該端電壓低于當該端電壓低于1/3U1/3Ucccc時，輸出高電平時，輸出高電平 6 6腳：高觸發(fā)端腳：高觸發(fā)端 當該端電壓高于當該端電壓高于2/3U2/3Ucccc時，輸出低電平時，輸出低電平4腳：強制復位端。當此腳接低電平，則時基電路不工作，此時不論2腳6腳處于何電平，時基電路輸出為“0”，該端不用時應接高電平。 5腳：為控制端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個比較器的基準電壓，當該端不用時，應將該端串入一只0.01F電容接地，以防引入干擾。 7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電。 定時器基本功能

5、表表表 1復位端4腳高觸發(fā)端6腳低觸發(fā)端2腳輸出端3腳放電端7腳0 xx0導通12/3UCC1/3UCC0導通11/3UCC保持原態(tài)保持原態(tài)1x1/3UCC1截止555555定時器構(gòu)成多諧振蕩器定時器構(gòu)成多諧振蕩器 555定時器構(gòu)成多諧振蕩器構(gòu)成的多諧振蕩器如圖定時器構(gòu)成多諧振蕩器構(gòu)成的多諧振蕩器如圖5-2-9所示。它是將所示。它是將兩個觸發(fā)端兩個觸發(fā)端2腳和腳和6腳合并在一起，放電端腳合并在一起，放電端7腳接于兩電阻之間。腳接于兩電阻之間。 圖圖5-2-10 多諧振蕩器的波形多諧振蕩器的波形VCCuoRRCCAB123456785 55 55 55 圖圖5-2-9 多諧振蕩器電路圖多諧振蕩器

6、電路圖 uctuctuoOOCC32VCC31V工作原理 接通電源瞬間，電容兩端電壓U=0，即UTH=UTR=UC=01/3VDD,OUT=1,放電管截止， 直流電源通過電阻RA和RB向電容充電，電容電壓上升；當UC2/3V,即UTH=UTR=UC2/3VDD時，電路翻轉(zhuǎn)，輸出OUT=1 變?yōu)镺UT=0，放電管導通，電容經(jīng)RB放電，電容電壓下降，當電容電壓下降到UC1/3VDD,即UTH=UTR=UC1/3VDD時，電路再次翻轉(zhuǎn)，輸出又有OUT=0變?yōu)镺UT=1，如此周而復始，便形成振蕩。 振蕩周期：T=t1+t20.7（RA+RB)C+0.7RB C 多諧振蕩器參數(shù)的計算多諧振蕩器參數(shù)的計算

7、tuctuoOOCC32VCC31Vtw1tw2%100%100)2(44.11)2(7.0w11BABAw2w1TtTTDCRRTfCRRttT輸出波形的振蕩周期可用過渡過程公輸出波形的振蕩周期可用過渡過程公式計算：式計算： tw1 ： uC (0) = VCC /3 V、 uC () =VCC、 1=(RA+ RB)C、 當當t= tw1時，時，uC (tw1) =2 VCC /3代代入三要素方程。于是可解出入三要素方程。于是可解出CRRt)0.7(BAw1 tw2 ： uC (0) = 2VCC /3 V、 uC () =0V、 1= RBC、當當t= tw2時，時，uC (tw2) =

8、VCC /3代入公式。于是可代入公式。于是可解出解出CRtBw20.7占空比（占空比（Duration Ratio） 555555定時器的典型應用電路定時器的典型應用電路 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 VCCRCC123456785555uotuituctuoOOO 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路圖單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路圖 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的波形圖單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的波形圖 CC32Viu這里要注意這里要注意R的取值不能太小。（為什么？）的取值不能太小。（為什么？）若若R太小，當放電管導通時，灌入放電管的電流太大，會損壞放電管。太小，當放電管導通時，灌入放電管的電流太大，會損壞放電管。工作原理 當無觸發(fā)脈沖信號時，輸入Ui=1

9、,電源接通后，通過電阻R向電容C充電，當Uc(UTH)上升到2/3VDD時，OUT=0，放電管導通，放電UTH1/3VDD,此時OUT保持原態(tài)“0,稱這種狀態(tài)時單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的穩(wěn)定狀態(tài)。 當有觸發(fā)信號，即:Ui=UTR=01/3VDD時，由于UTH2/3VDD,則觸發(fā)器輸出由“0”變?yōu)椤?”，放電管由導通變?yōu)榻刂梗绷麟?VDD通過電阻對電容充電，電容兩端電壓UC（UTH）按指數(shù)上升，當UTH=UC2/3VDD時，又有UTR1/3VDD,電路又發(fā)生翻轉(zhuǎn)，OUT=0放電管導通，電容放電，電路自動返回穩(wěn)定狀態(tài)。VCC1RC123456785 55 55 55VCC2555555定時器構(gòu)成施密特觸發(fā)器

10、定時器構(gòu)成施密特觸發(fā)器 由于施密特觸發(fā)器無須放電端，所以利用放電端與輸出端狀態(tài)相一由于施密特觸發(fā)器無須放電端，所以利用放電端與輸出端狀態(tài)相一致的特點，從放電端加一上拉電阻后，可以獲得與致的特點，從放電端加一上拉電阻后，可以獲得與3腳相同的輸出。但腳相同的輸出。但上拉電阻可以單獨接另外一組電源，以獲得與上拉電阻可以單獨接另外一組電源，以獲得與3腳輸出不同的邏輯電平。腳輸出不同的邏輯電平。555定時器構(gòu)成施密特觸發(fā)器的電路圖如圖所示定時器構(gòu)成施密特觸發(fā)器的電路圖如圖所示,施密特觸發(fā)器屬于波形施密特觸發(fā)器屬于波形變換電路，該電路可以將正弦波、三角波、鋸齒波變?yōu)槊}沖信號。變換電路，該電路可以將正弦波、

11、三角波、鋸齒波變?yōu)槊}沖信號。uo2uiuo1圖施密特觸發(fā)器電路圖圖施密特觸發(fā)器電路圖施密特觸發(fā)器的工作原理和多諧振蕩器施密特觸發(fā)器的工作原理和多諧振蕩器基本一致，無原則不同。只不過多諧振基本一致，無原則不同。只不過多諧振蕩器是靠電容器的充放電去控制電路狀蕩器是靠電容器的充放電去控制電路狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)，而施密特觸發(fā)器是靠外加電態(tài)的翻轉(zhuǎn)，而施密特觸發(fā)器是靠外加電壓信號去控制電路狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)。所以，壓信號去控制電路狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)。所以，在施密特觸發(fā)器中，外加信號的高電平在施密特觸發(fā)器中，外加信號的高電平必須大于必須大于 ，低電平必須小于，低電平必須小于 ，否則電路不能翻轉(zhuǎn)。否則電路不能翻轉(zhuǎn)。CC32VCC31

12、V 施密特觸發(fā)器的輸出波形如下：施密特觸發(fā)器的輸出波形如下：ui00uOtt2VCC/31VCC/3 施密特觸發(fā)器的波形圖施密特觸發(fā)器的波形圖 施密特觸發(fā)器的主要用于對輸入波形的整形。圖表示的是將三角波整形為施密特觸發(fā)器的主要用于對輸入波形的整形。圖表示的是將三角波整形為方波方波,其它形狀的輸入波形也可以整形為方波。其它形狀的輸入波形也可以整形為方波。VCC1uo1RC123456785 55 55 55uiVCC2uo2 施密特觸發(fā)器電路圖施密特觸發(fā)器電路圖 光施密特觸發(fā)器光施密特觸發(fā)器RG為光敏電阻，光強時為低阻，為光敏電阻，光強時為低阻，2腳低電平，腳低電平，555置位，置位，J不動作；

13、不動作；光弱時呈高阻，光弱時呈高阻，6腳為高電平，腳為高電平，555復位，復位，J吸合。吸合。RG是什么元件？是什么元件？電路是如何工作的？電路是如何工作的？簡易燈光控制電路簡易燈光控制電路什么元件？什么元件？光敏管：光弱時，光敏管：光弱時， C-E間間電阻極大；光強時，電阻電阻極大；光強時，電阻很小。很小。思考：燈思考：燈L什么時候亮？光強？光弱？什么時候亮？光強？光弱？實訓課題一 秒指示測試電路 實訓目的實訓目的 通過實踐操作使學生加深對通過實踐操作使學生加深對555的感性認識，理解的感性認識，理解555定定時器的工作原理時器的工作原理 掌握電路的安裝、調(diào)試、測量與分析的方法掌握電路的安裝

14、、調(diào)試、測量與分析的方法 實訓器材實訓器材 工具：電子鉗、電烙鐵、鑷子等工具一套工具：電子鉗、電烙鐵、鑷子等工具一套 儀表：穩(wěn)壓電源、萬用表、示波器儀表：穩(wěn)壓電源、萬用表、示波器 元件：略元件：略電路圖測試步驟及要求 1.安裝電路完畢后，對照測試電路圖和裝配圖進行檢查，安裝電路完畢后，對照測試電路圖和裝配圖進行檢查，仔細查電路中各元件是否安裝正確，導線、焊接是否符合仔細查電路中各元件是否安裝正確，導線、焊接是否符合要求，檢查有極性元件是否安裝連接正確。要求，檢查有極性元件是否安裝連接正確。 2.用萬用表測量電源是否短路用萬用表測量電源是否短路 3.無誤后，按集成電路所標記的方向插上無誤后，按集

15、成電路所標記的方向插上555集成塊，方集成塊，方可通電測試。可通電測試。 4.測試要求：測試要求： 用示波器分別觀察、測量和記錄用示波器分別觀察、測量和記錄555定時器定時器2腳腳6腳和腳和3腳腳的輸入輸出波形，并記錄發(fā)光管的狀態(tài)。的輸入輸出波形，并記錄發(fā)光管的狀態(tài)。調(diào)試：1.電路是否正常工作電路是否正常工作2.用示波器觀察用示波器觀察2、3腳的波形腳的波形ttu2u3實訓課題二 電壓監(jiān)視電路 實訓目的實訓目的 通過實踐操作使學生加深對通過實踐操作使學生加深對555的感性認識，理解的感性認識，理解555定定時器的工作原理時器的工作原理 掌握電路的安裝、調(diào)試、測量與分析的方法掌握電路的安裝、調(diào)試

16、、測量與分析的方法 實訓器材實訓器材 工具：電子鉗、電烙鐵、鑷子等工具一套工具：電子鉗、電烙鐵、鑷子等工具一套 儀表：穩(wěn)壓電源、萬用表、示波器儀表：穩(wěn)壓電源、萬用表、示波器 元件：略元件：略 電壓監(jiān)視電路電壓監(jiān)視電路 調(diào)試：1.電路是否正常工作電路是否正常工作2.U URP下1U URP下2U URP下3燈的狀態(tài) 實訓目的：實訓目的：1、掌握變音門鈴電路的工作原理、掌握變音門鈴電路的工作原理2、 學會變音門電路的安裝與調(diào)試學會變音門電路的安裝與調(diào)試3、學會簡單的故障排除、學會簡單的故障排除實訓課題三：變音門鈴電路變音門鈴電路變音門鈴電路 仿真圖工作原理 當按下按鈕電源通過V2對電容C1充電，電壓上升，那么4腳復位端電壓就會由低電位升高，不在復位，同時，由V1、R2、R3、C2及NE555組成了振蕩電路， 它的周期為： T=0.7（R2+R3)C2+0.7R3C2 ，就會發(fā)出“?！钡穆曇?。 當放開按鈕，C1不在充電改為放電，放電有一定時間，此時就會由原來的振蕩電路變成由R1、R2、R3、C2及NE555組成振蕩電路，周期為： T=0.7（R1+R2+R3)C2+0.7R3C2 由于T不同，就會發(fā)出“咚”的聲音。 C1放電結(jié)束，4腳又變成低