時(shí)基電路及其應(yīng)用

時(shí)基電路及其應(yīng)用當(dāng)前1頁，總共30頁。實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

1.掌握555定時(shí)器的工作原理。

2.掌握555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、振蕩電路等應(yīng)用電路的功能。

3.掌握555定時(shí)器電路的安裝焊接和測試方法。

當(dāng)前2頁，總共30頁。

任務(wù)引用555時(shí)基電路也稱555定時(shí)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。特點(diǎn)：定時(shí)精度高工作速度快溫度穩(wěn)定性好結(jié)構(gòu)簡單，使用靈活當(dāng)前3頁，總共30頁。555定時(shí)器外形結(jié)構(gòu)和功能當(dāng)前4頁，總共30頁。兩大類：雙極型：555CMOS：7555

GND圖5-2-1555定時(shí)器電路框圖圖5-2-2555定時(shí)器符號(hào)圖

555定時(shí)器的工作原理地低觸發(fā)端高觸發(fā)端放電端電源端清零端輸出端電壓控制端典型的雙列直插式封裝當(dāng)前5頁，總共30頁。

555定時(shí)器主要由比較器、觸發(fā)器、反相器和由三個(gè)5k電阻組成的分壓器等部分構(gòu)成，電路如圖所示。電阻分壓器比較器觸發(fā)器反相器圖5-2-3555定時(shí)器電路框圖當(dāng)前6頁，總共30頁。管腳功能

1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。

8腳：外接電源VCC，雙極型時(shí)基電路VCC的范圍是4.5~16V，CMOS

型時(shí)基電路VCC的范圍為3~18V。一般用5V。

3腳：輸出端Vo

2腳：低觸發(fā)端當(dāng)該端電壓低于1/3Ucc時(shí)，輸出高電平

6腳：高觸發(fā)端當(dāng)該端電壓高于2/3Ucc時(shí)，輸出低電平

4腳：強(qiáng)制復(fù)位端。當(dāng)此腳接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論2腳6腳處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)應(yīng)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(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只0.01μF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(shí)器時(shí)電容的放電。當(dāng)前7頁，總共30頁。

定時(shí)器基本功能表表1復(fù)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0xx0導(dǎo)通1>2/3UCC>1/3UCC0導(dǎo)通1<2/3UCC>1/3UCC保持原態(tài)保持原態(tài)1x<1/3UCC1截止當(dāng)前8頁，總共30頁?！?55定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器

555定時(shí)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。它是將兩個(gè)觸發(fā)端2腳和6腳合并在一起，放電端7腳接于兩電阻之間。

圖5-2-10多諧振蕩器的波形

圖5-2-9多諧振蕩器電路圖

tuctuoOO當(dāng)前9頁，總共30頁。工作原理接通電源瞬間，電容兩端電壓U=0，即UTH=UTR=UC=0<1/3VDD,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(dāng)UC≥2/3V,即UTH=UTR=UC≥2/3VDD時(shí)，電路翻轉(zhuǎn)，輸出OUT=1變?yōu)镺UT=0，放電管導(dǎo)通，電容經(jīng)RB放電，電容電壓下降，當(dāng)電容電壓下降到UC≤1/3VDD,即UTH=UTR=UC≤1/3VDD時(shí)，電路再次翻轉(zhuǎn)，輸出又有OUT=0變?yōu)镺UT=1，如此周而復(fù)始，便形成振蕩。振蕩周期：T=t1+t2≈0.7（RA+RB)C+0.7RBC當(dāng)前10頁，總共30頁。

多諧振蕩器參數(shù)的計(jì)算tuctuoOOtw1tw2輸出波形的振蕩周期可用過渡過程公式計(jì)算：

tw1：uC(0)=VCC/3V、

uC(∞)=VCC、1=(RA+RB)C、當(dāng)t=tw1時(shí)，uC(tw1)=2VCC/3代入三要素方程。于是可解出

tw2：uC(0)=2VCC/3V、uC(∞)=0V、

1=RBC、當(dāng)t=tw2時(shí)，uC(tw2)=VCC/3代入公式。于是可解出占空比（DurationRatio）當(dāng)前11頁，總共30頁。

555定時(shí)器的典型應(yīng)用電路

單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

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

這里要注意R的取值不能太小。（為什么？）若R太小，當(dāng)放電管導(dǎo)通時(shí)，灌入放電管的電流太大，會(huì)損壞放電管。當(dāng)前12頁，總共30頁。工作原理

當(dāng)無觸發(fā)脈沖信號(hào)時(shí)，輸入U(xiǎn)i="1",電源接通后，通過電阻R向電容C充電，當(dāng)Uc(UTH)上升到2/3VDD時(shí)，OUT=0，放電管導(dǎo)通，放電UTH<2/3UDD,而2腳UTR=Ui=1>1/3VDD,此時(shí)OUT保持原態(tài)“0",稱這種狀態(tài)時(shí)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的穩(wěn)定狀態(tài)。

當(dāng)有觸發(fā)信號(hào)，即:Ui=UTR=0<1/3VDD時(shí)，由于UTH<2/3VDD,則觸發(fā)器輸出由“0”變?yōu)椤?”，放電管由導(dǎo)通變?yōu)榻刂?，直流?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(dāng)UTH=UC<2/3VDD時(shí)輸出保持“1”不變，這種狀態(tài)即是單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的暫穩(wěn)態(tài)狀態(tài)。

當(dāng)UC(UTH)>2/3VDD時(shí)，又有UTR>1/3VDD,電路又發(fā)生翻轉(zhuǎn)，OUT=0放電管導(dǎo)通，電容放電，電路自動(dòng)返回穩(wěn)定狀態(tài)。當(dāng)前13頁，總共30頁?！?55定時(shí)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)相一致的特點(diǎn)，從放電端加一上拉電阻后，可以獲得與3腳相同的輸出。但上拉電阻可以單獨(dú)接另外一組電源，以獲得與3腳輸出不同的邏輯電平。555定時(shí)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(hào)。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態(tài)的翻轉(zhuǎn)，而施密特觸發(fā)器是靠外加電壓信號(hào)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(hào)的高電平必須大于，低電平必須小于，否則電路不能翻轉(zhuǎn)。當(dāng)前14頁，總共30頁。

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,其它形狀的輸入波形也可以整形為方波。

施密特觸發(fā)器電路圖

當(dāng)前15頁，總共30頁?！锕馐┟芴赜|發(fā)器RG為光敏電阻，光強(qiáng)時(shí)為低阻，2腳低電平，555置位，J不動(dòng)作；光弱時(shí)呈高阻，6腳為高電平，555復(fù)位，J吸合。RG是什么元件？電路是如何工作的？當(dāng)前16頁，總共30頁?！锖喴谉艄饪刂齐娐肥裁丛?？光敏管：光弱時(shí)，C-E間電阻極大；光強(qiáng)時(shí)，電阻很小。思考：燈L什么時(shí)候亮？光強(qiáng)？光弱？當(dāng)前17頁，總共30頁。實(shí)訓(xùn)課題一秒指示測試電路實(shí)訓(xùn)目的通過實(shí)踐操作使學(xué)生加深對555的感性認(rèn)識(shí)，理解555定時(shí)器的工作原理掌握電路的安裝、調(diào)試、測量與分析的方法實(shí)訓(xùn)器材工具：電子鉗、電烙鐵、鑷子等工具一套儀表：穩(wěn)壓電源、萬用表、示波器元件：略當(dāng)前18頁，總共30頁。電路圖當(dāng)前19頁，總共30頁。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(jìn)行檢查，仔細(xì)查電路中各元件是否安裝正確，導(dǎo)線、焊接是否符合要求，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3.無誤后，按集成電路所標(biāo)記的方向插上555集成塊，方可通電測試。4.測試要求：用示波器分別觀察、測量和記錄555定時(shí)器2腳6腳和3腳的輸入輸出波形，并記錄發(fā)光管的狀態(tài)。當(dāng)前20頁，總共30頁。調(diào)試：1.電路是否正常工作2.用示波器觀察2、3腳的波形ttu2u3當(dāng)前21頁，總共30頁。實(shí)訓(xùn)課題二電壓監(jiān)視電路實(shí)訓(xùn)目的通過實(shí)踐操作使學(xué)生加深對555的感性認(rèn)識(shí)，理解555定時(shí)器的工作原理掌握電路的安裝、調(diào)試、測量與分析的方法實(shí)訓(xùn)器材工具：電子鉗、電烙鐵、鑷子等工具一套儀表：穩(wěn)壓電源、萬用表、示波器元件：略當(dāng)前22頁，總共30頁。電壓監(jiān)視電路當(dāng)前23頁，總共30頁。調(diào)試：1.電路是否正常工作2.URP下1URP下2URP下3燈的狀態(tài)當(dāng)前24頁，總共30頁。實(shí)訓(xùn)目的：1、掌握變音門鈴電路的工作原理2、學(xué)會(huì)變音門電路的安裝與調(diào)試3、學(xué)會(huì)簡單的故障排除實(shí)訓(xùn)課題三：變音門鈴電路當(dāng)前25頁，總共30頁。變音門鈴電路當(dāng)前26頁，總共30頁。當(dāng)前27頁，總共30頁。

仿真圖當(dāng)前28頁，總共30頁。工作原理當(dāng)按下按鈕電源通過V2對電容C1充電，電壓上升，那么4腳復(fù)位端電壓就會(huì)由低電位升高，不在復(fù)位，同時(shí)，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(huì)發(fā)出“?！钡穆曇?。當(dāng)放開按鈕，C1不在充電改為放電，放電有一定時(shí)間，此時(shí)就會(huì)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：