《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》技能實訓(xùn)14

1、【技能訓(xùn)練】用仿真軟件Multisim 10仿真測試555電路的邏輯功能-、實訓(xùn)目的掌握555定時電路的連接方法掌握555定時電路單穩(wěn)態(tài)工作方式的仿真測試方法掌握555定時電路無穩(wěn)態(tài)工作方式的仿真測試方法二.實訓(xùn)器材三、實訓(xùn)原理及操作實訓(xùn)器材計算機仿真軟件Multisim 10其他數(shù)量1臺1套（一）實訓(xùn)原理參照表5-1所示的555定時電路的功能表，了解其各個管腳的作用，然后進行接線測試。（二）實訓(xùn)操作555定時電路單穩(wěn)態(tài)工作方式的仿真測試（1）元件選取仿真電路所用元件及選取途徑如下：電源 VCC： Place SourceP0WER_S0URCESVCC接地：Place Source-POWE

2、R_SOURCES-GROUND,選取電路中的接地。信號源 VI 的選?。篜lace SourceSIGNAL_VOLTAGE_SO. 一AC_VOLTAGE 即可，需要注 意，默認的電壓為IV,需要設(shè)置電壓為2.5V。電阻選?。篜lace Basic-RESISTOR,選取 1KQ 和 10Q電容的選取:Place Basic-CAPACITOR,選取 0. 1 nF 和 0. OlmF555 定時器的選取：Place Mixed-TIMER-LM555CM,如圖 5-21 所示。四通道示波器XSC1：從虛擬儀器欄中選取。圖5-21 555定時器的選取電路組成若以555定時器的TRI端作為觸

3、發(fā)信號的輸入端；電阻R】、R2和Q組成充放電電路，電 壓源Vcc經(jīng)電阻R】、R2給電容C】充電，電容G經(jīng)R2、內(nèi)部的放電管對地放電，這樣就構(gòu)成 了單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。仿真電路如圖5-22所示。圖中，從Multisim 10中調(diào)出的555定時器 LM555CM上標(biāo)注的含義為：VCC:電源端；GND：接地端；RST：復(fù)位端；DIS：放電端；THR：高電平觸發(fā)端；TRI： 低電平觸發(fā)端；CON：控制電壓端；OUT：輸出端LM555CM圖5-22由555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器(3)仿真分析打開仿真開關(guān)，進行仿真測試。電路的輸入信號采用正弦信號，輸入輸出波形用4通道 示波器XSC1檢測。將正弦信號源設(shè)置為幅

4、值為2.5V、直流偏置電壓為2.5V； 4通道示波器XSC1的A、B、 C 3個通道分別檢測輸入信號小、電容G以及輸出的電壓波形。雙擊示波器XSC1圖標(biāo)，得 到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的仿真結(jié)果，如圖5-23所示。從波形圖可以看到，仿真開始輸出Vo為低電平，是穩(wěn)態(tài)；隨著輸入信號VI的下降，當(dāng) 降低到555定時器的下限觸發(fā)點(lycc)時，輸出V。由低電平翻轉(zhuǎn)為高電平，為暫穩(wěn)態(tài)；在 暫穩(wěn)態(tài)停留的時間由電容充電的快慢決定，當(dāng)輸出為高電平時，這時電容開始充電，當(dāng)電容 電壓上升到555定時器的上限觸發(fā)點(-Vcc)時，輸出由高電平翻轉(zhuǎn)為低電平，也即由暫穩(wěn) 態(tài)回到穩(wěn)態(tài)。接著等待輸入信號的下一次觸發(fā)，繼續(xù)從穩(wěn)態(tài)到暫穩(wěn)

5、態(tài)，又從暫穩(wěn)態(tài)到穩(wěn)態(tài),循環(huán)往復(fù)下去。555定時電路無穩(wěn)態(tài)工作方式的仿真測試元件選取仿真電路所用元件及選取途徑如下：電源 VCC： Place Source一POWER_SOURCES一VCC接地：Place SourcePOWER SOURCESGROUND,選取電路中的接地。電阻選?。篜lace Basic一RESISTOR,選取 5.1KQ。電容的選?。篜lace Basic-CAPACITOR,選取 0. 1 nF 和 0.01 nF555 定時器的選?。篜lace Mixed-TIMER-LM555CN雙通道示波器XSC1：從虛擬儀器欄中選取。電路組成將各個元件放置在工作窗口中并連接成

6、如圖5-24所示仿真電路。圖中由555定時器和 外接元件R、R2、C】、C2構(gòu)成多諧振蕩器，腳2與腳6直接相連。R25.1 kOhm 5%RSTU14OUTT。R1DIS5.1 kOhm 5%THRTRICONGNDC1C21 LM555CN10nF10nF圖5-24由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器電路仿真分析打開仿真開關(guān)，可以看到，圖5-24所示電路沒有穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個暫穩(wěn)態(tài)，電路亦不需要外加觸發(fā)信號，利用電源通過R】、R2向G充電，以及G通過&放電，使電路產(chǎn)生振蕩。 電容Ci在!Vcc和:Kc之間充電和放電，其波形如圖5-25所示。輸出信號的時間參數(shù)為：Ti = O. 7(Ri + R2)C

7、T2 = 0. 7R2CT = Ti+T2圖5-25多諧振蕩器的波形四、注意事項通過對555定時電路單穩(wěn)態(tài)工作方式的仿真測試可以看出，電路從穩(wěn)態(tài)到暫穩(wěn)態(tài)需 要外觸發(fā)信號，而暫穩(wěn)態(tài)過渡到穩(wěn)態(tài)不需要外觸發(fā)信號，停留一段時間會自動回到穩(wěn)態(tài)。這 就是單穩(wěn)態(tài)電路的特點。在555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器電路中，555電路要求Ri與R2均應(yīng)大于或等于1K Q ,但R1+R2應(yīng)小于或等于3. 3MQo外部元件的穩(wěn)定性決定了多諧振蕩器的穩(wěn)定性，555 定時器配以少量的元件即可獲得較高精度的振蕩頻率和具有較強的功率輸出能力，因此這種 形式的多諧振蕩器應(yīng)用很廣。仿真測試是手段，目的是通過仿真測試的方法，學(xué)習(xí)掌握555

8、定時器的邏輯功能。五、實訓(xùn)考核任務(wù)一仿真測試555電路的邏輯功能班級姓名組號扣分記錄得分項目配分考核要求評分細則正確連接電路20分能使用仿真軟件，并能正確連接電路不會使用仿真軟件扣10分未能正確連接電路扣5 分555定時 電路單穩(wěn) 態(tài)工作方 式的仿真 測試30分能正確進行仿真，并準(zhǔn)確調(diào)出電路波形連接方法不正確，每處 扣5分不能正確進行仿真，扣5分示波器使用不熟練，每 次扣5分觀察不到正確波形，扣10分555定時 電路無穩(wěn) 態(tài)工作方 式的仿真測試30分能正確進行仿真，并準(zhǔn)確調(diào)出電路波形連接方法不正確，每處 扣5分不能正確進行仿真，扣5分示波器使用不熟練，每 次扣5分觀察不到正確波形，扣10分實訓(xùn)總結(jié)10分能正確總結(jié)555定時電路的功能不熟悉555定時器管腳