NE555電子課程設(shè)計(jì)實(shí)習(xí)報(bào)告

1、電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)題目：NE555信號(hào)發(fā)生器系 部：信息與控制工程學(xué)院 專業(yè)： 測(cè)控技術(shù)與儀器班 級(jí)：一班 學(xué)生姓名：李 學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：2016年6月24日1 設(shè)計(jì)任務(wù)與要求 12 設(shè)計(jì)方案 1電源設(shè)計(jì) 1信號(hào)電路設(shè)計(jì) 2555 計(jì)時(shí)器的介紹與使用 23 硬件電路設(shè)計(jì)： 3電源電路 設(shè)計(jì) 3方波電路設(shè)計(jì) 4三角波電路設(shè)計(jì) 5正弦波電路設(shè)計(jì) 54 主要參數(shù)計(jì)算與分析 6電源電路分析 6方波產(chǎn)生分析 6方波輸出為三角波分析 7三角波輸出為正弦波分析 85 軟件設(shè)計(jì) 9由555 定時(shí)器產(chǎn)生方波 9由方波輸出三角波 10由三角波輸出正弦波 116 調(diào)試過(guò)程 12方波- 三角波發(fā)生電路的安裝與調(diào)試

2、 12安裝方波三角波產(chǎn)生電路 12調(diào)試方波三角波產(chǎn)生電路 12三角波 - 正弦波轉(zhuǎn)換電路的安裝與調(diào)試 13安裝三角波正弦波變換電路 13調(diào)試三角波正弦波變換電路 13總電路的安裝與調(diào)試 13調(diào)試中遇到的問(wèn)題及解決的方法 147 結(jié)論 14參考文獻(xiàn) 151設(shè)計(jì)任務(wù)與要求:任務(wù)：用555定時(shí)器構(gòu)成方波、三角波、正弦波發(fā)生器要求：(1)方波發(fā)生器電路輸出頻率范圍：10-1KH可調(diào)；占空比0-100%連續(xù)可調(diào);輸出方波 Vp_p;輸出正弦波Vp-p1v;(2)設(shè)計(jì)以上電路工作電源。2設(shè)計(jì)方案電源設(shè)計(jì)圖2-1電源設(shè)計(jì)圖此電源電路設(shè)計(jì)由外部輸出的220V交流電壓經(jīng)過(guò)電源變電器后，從次級(jí)輸 出10V左右的交

3、流電壓，該低電壓經(jīng)過(guò)橋式整流、電容濾波后穩(wěn)壓，提供給后面 各級(jí)電路。信號(hào)電路設(shè)計(jì)555正弦波振蕩電路 匚二) 電壓比較器 匚二積分電路圖2-2信號(hào)電路設(shè)計(jì)框圖RC正弦波振蕩電路、電壓比較器、積分電路共同組成的正弦波一方波一三 角波函數(shù)發(fā)生器的設(shè)計(jì)方法，先通過(guò) RC正弦波振蕩電路產(chǎn)生正弦波，再通過(guò)電 壓比較器產(chǎn)生方波，最后通過(guò)積分電路形成三角波。555定時(shí)器的介紹及使用555定時(shí)器是一種應(yīng)用極為廣泛的中規(guī)模集成電路。 該電路使用靈活、方便， 只需外接少量的阻容元件就可以構(gòu)成單穩(wěn)、多諧和施密特觸發(fā)器。因而廣泛用于 信號(hào)的產(chǎn)生、變換、控制與檢測(cè)。目前生產(chǎn)的定時(shí)器有雙極型和 CMOS種類型，具型號(hào)分別

4、有NE555域5G555) 和C7555等多種。它們的結(jié)構(gòu)及工作原理基本相同。 通常，雙極型定時(shí)器具有較 大的驅(qū)動(dòng)能力，而CMO定時(shí)器具有低功耗、輸入阻抗高等優(yōu)點(diǎn)。555定時(shí)器工作的電源電壓很寬，并可承受較大的負(fù)載電流。雙極型定時(shí)器電源電壓范圍為 516V,最大負(fù)載電流可達(dá)200mA CMO窕時(shí)器電源電壓范圍為 318V,最大負(fù) 載電流在4mAz下。圖2-3 555定時(shí)器原理圖圖2-4 555定時(shí)器引腳圖3硬件電路設(shè)計(jì)電源電路設(shè)計(jì)圖3-1電源電路設(shè)計(jì)圖電源部分是由整流橋和LM7812CT LM7912CT勾成，整流橋部分采用了一體式的整流橋，整流橋的作用就是能夠通過(guò)二極管的單向?qū)ǖ奶匦詫㈦娖?/p>

5、在零點(diǎn)上下浮動(dòng)的交流電轉(zhuǎn)換為單向的直流電， 通常電源中采用的整流橋。然后通過(guò)三端集成穩(wěn)壓電路穩(wěn)壓塊 LM7812CT LM7912CT急定輸出正負(fù)12V電壓。方波連接線路圖設(shè)計(jì)圖3-2方波線路連接圖由555定時(shí)器組成占空比可調(diào)的多諧振蕩器比由 555定時(shí)器組成的普通多諧振蕩器增加了一個(gè)電位器和兩個(gè)二極管。D1、D2用來(lái)決定電容充、放電電流流經(jīng)電阻的途徑（充電時(shí) D1導(dǎo)通，D2截止；放電時(shí)D2導(dǎo)通，D1截止）三角波連接線路圖設(shè)計(jì)圖3-3三角波線路連接圖由741放大器為運(yùn)算放大器中最常用的一種，擁有反相與非反相兩個(gè)輸入端，有輸入端輸入與被放大的電流或電壓信號(hào)，經(jīng)放大后由輸出端輸出。最大特點(diǎn)為需要一

6、對(duì)同樣大小的正負(fù)電源，由正負(fù)12V直流電源提供。正弦波電路設(shè)計(jì)TfwzzLaf Tris OUT圖3-4正弦波電路設(shè)計(jì)圖4主要參數(shù)計(jì)算與分析電源電路分析橋式整流電路的工作原理：正半周時(shí)，對(duì) D1、D3和方向電壓Dl D3導(dǎo)通對(duì)D2、D4加反向電壓D2、D4截止。負(fù)半周時(shí)，對(duì) D2、D4加正向電壓D2、D4導(dǎo)通對(duì)D1、D3加反向電壓D1、D3截止。形成上正下負(fù)的另外半波的整流電壓。整流電壓經(jīng)過(guò) LM7812CT +12V三端穩(wěn)壓器，最大輸出電流都是1A和LM7912CT -12V三端穩(wěn)壓器穩(wěn)定輸出12V電源。方波產(chǎn)生分析如圖3-2,當(dāng)電容C1被充電時(shí)，2和6引腳的電壓都上升，接通 +12V 電源

7、后，電容 C1被充電，電容電壓 Vc上升，當(dāng)Vc上升到Vcc2/3時(shí)，觸 發(fā)器被復(fù)位，此時(shí)輸出電平Vo為低電平，電容 C1放電，使VR下降。當(dāng)VR下降到Vcc/3時(shí)，觸發(fā)器又被置位，Vo翻轉(zhuǎn)為高電平?？刂普伎毡葘?shí)際上就是要控制電容C1的充放電時(shí)間，依據(jù)電路圖 C1充電由0至U2/3VCC 3 腳輸出高電平，電容放電由2/3VCC降到1/3VCC輸出低電平，故只要控制好 C1充放電回路就可以控制C1充放電時(shí)間進(jìn)而控制輸出波形的占空比。C1通過(guò)R6 D1對(duì)其充電，充電時(shí)間/H (C=C1)0壓充到閾值電平 2/3 VDD寸，555復(fù)位，3腳轉(zhuǎn)呈低電平，此時(shí) C通過(guò)D2、R12、555內(nèi)部的放 電管

8、放電，放電時(shí)間7C (C=C1)0則振蕩周期為 丁 吟 一占。圖4-1 方波產(chǎn)生示意圖方波輸出為三角波分析如圖3-3, 741很大時(shí)，運(yùn)放兩輸入端為“虛地，忽略流入放大器的電 流，令輸入電壓為Vi輸出為Vo,流過(guò)電容C的電流為i1則1廣1廣v. x - pt fv. dt有 C即輸出電壓與輸入電壓成積分關(guān)系。_ Vj當(dāng)陷為固定值時(shí)室上式表明 輸出電壓按一定比例隨時(shí)間作直線上升或下降。當(dāng) 為矩形 波時(shí)，便成為三角波。圖4-2方波輸出三角波示意圖,要以考慮采用a）所示。輸入電uI基波的頻率。三角波輸出正弦波分析在三角波電壓為固定頻率或頻率變化范圍很小的情況下 低通濾波的方法將三角波變換為正弦波，電

9、路框圖如圖（ 壓和輸出電壓的波形如圖（b）所示，uO的頻率等于(a)(b)圖4-3三角波輸出正弦波示意圖利用低通濾波器將三角波變換成正弦波將三角波按傅里葉級(jí)數(shù)展開(kāi)gaR靖-(sin - - sin + sin 5函其中Um是三角波的幅值。根據(jù)上式可知，低通濾波器的通帶截止頻率 應(yīng)大于三角波的基波頻率且小于三角波的三次諧波頻率5軟件設(shè)計(jì)由555定時(shí)器產(chǎn)生方波圖5-1方波產(chǎn)生電路圖5-2方波的仿真圖由方波產(chǎn)生三角波圖5-3三角波產(chǎn)生的電路圖5-4三角波仿真圖由三角波產(chǎn)生正弦波圖5-5正弦波產(chǎn)生電路圖圖5-6正弦波仿真圖6調(diào)試過(guò)程方波一三角波發(fā)生電路的安裝與調(diào)試安裝方波一一三角波產(chǎn)生電路(1)把74

10、1集成塊插入面包板，注意布局；(2)分別把各電阻放入適當(dāng)位置，尤其注意電位器的接法;(3)按圖接線，注意直流源的正負(fù)及接地端。調(diào)試方波一一三角波產(chǎn)生電路(1)接入電源后，用示波器進(jìn)行雙蹤觀察；(2)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻R8,使三角波的幅值滿足指標(biāo)要求;(3)調(diào)節(jié)可調(diào)電阻R5,微調(diào)波形的頻率；(4)觀察示波器，各指標(biāo)達(dá)到要求后進(jìn)行下一部按裝。圖6-2方波一一三角波調(diào)試圖三角波-正弦波轉(zhuǎn)換電路的安裝與調(diào)試安裝三角波一一正弦波變換電路(1)在面包板上接入差分放大電路，注意三極管的各管腳的接線;(2)搭生成直流源電路，注意各相關(guān)的阻值選取;(3)接入各電容及電位器，注意濾波電容的選取;(4)按圖接線，注意直流

11、源的正負(fù)及接地端。調(diào)試三角波一一正弦波變換電路(1)接入直流源后，把C5接地，利用萬(wàn)用表測(cè)試差分放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn);18/28 頁(yè)(2)測(cè)試VI、V2的電容值，當(dāng)不相等時(shí)調(diào)節(jié) R9使其相等；(3)測(cè)試V& V4的電容值，使其滿足實(shí)驗(yàn)要求；(4)在C5端接入信號(hào)源，利用示波器觀察，逐漸增大輸入電壓，當(dāng)輸出波形剛 好不失真時(shí)記入其最大不失真電壓；圖6-3三角波一一正弦波調(diào)試圖總電路的安裝與調(diào)試(1)把兩部分的電路接好，進(jìn)行整體測(cè)試、觀察(2)針對(duì)各階段出現(xiàn)的問(wèn)題，逐各排查校驗(yàn)，使其滿足實(shí)驗(yàn)要求，即使正弦波 的峰峰值大于IV。圖6-4總電路安裝調(diào)試圖調(diào)試中遇到的問(wèn)題及解決的方法(1)調(diào)試時(shí)沒(méi)有波形

12、出現(xiàn)。用萬(wàn)用表測(cè)量各個(gè)結(jié)點(diǎn)是否有電流通過(guò)，以便檢查電路連接是否正常，是否存在虛焊。(2)調(diào)節(jié)電位器時(shí)，波形的沒(méi)有任何變化。可能是電位器的連接方法有問(wèn)題， 也可能是電位器本身無(wú)法調(diào)節(jié)。7結(jié)論為期兩個(gè)周的課程設(shè)計(jì)已經(jīng)結(jié)束，在這兩星期的學(xué)習(xí)、設(shè)計(jì)、焊接過(guò)程中我 們感觸頗深。使我們對(duì)抽象的理論有了具體的認(rèn)識(shí)。通過(guò)對(duì)函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的設(shè) 計(jì)，我們掌握了常用元件的識(shí)別和測(cè)試；熟悉了常用的儀器儀表；了解了電路的 連接、焊接方法；以及如何提高電路的性能等通過(guò)這次設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，使我們深入了解了 555定時(shí)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及占空比設(shè)計(jì)方波的工作原理，加深了對(duì)課本理論知識(shí)的理解， 鍛煉了動(dòng)手實(shí)踐能力，理論知識(shí)與實(shí)踐設(shè)計(jì)相結(jié)合

13、， 培養(yǎng)了創(chuàng)新開(kāi)發(fā)的思維。 在運(yùn)用學(xué)習(xí)成果， 檢驗(yàn)學(xué)習(xí)成果， 看一看課堂學(xué)習(xí)與實(shí)踐工作到底有多大距離， 并通過(guò)綜合分析， 找出學(xué)習(xí)中存在的不足，以便為完善學(xué)習(xí)計(jì)劃，改變學(xué)習(xí)內(nèi)容與方法提供實(shí)踐依據(jù)。數(shù)字電子技術(shù)的學(xué)習(xí)比較復(fù)雜， 有許多芯片的作用都需要記住， 通過(guò)利用各種芯片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，有助于我們對(duì)芯片功能的理解和了解他們?cè)趯?shí)際中的應(yīng)用。參考文獻(xiàn)1 閻石 . 數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)M. 北京：高等教育出版社.2006.2 康華光 . 電子技術(shù)基礎(chǔ)（ 數(shù)字部分 ）M. 北京：高等教育出版社.2000.3 任為民 . 數(shù)字電子電路學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)指導(dǎo) M. 北京 : 廣播電視大學(xué)出版社 .1992.4 趙雅興 .

14、編著 .PSpice 與電子器件模型M. 北京： 北京郵電大學(xué)出版社.1992.5 李源生 . 數(shù)字電子技術(shù)M. 北京：北京大學(xué)出版社.2011.附錄（儀器儀表清單）器件名稱規(guī)格封裝數(shù)量二極管1N4148直插4整流橋2W10直插1D3穩(wěn)壓芯片LM7812直插1U3穩(wěn)壓芯片LM7912直插1U4電解電容50V/1000uF直插2C9,C13電解電容50V/470uF直插2C10,C15瓷片電容104直插 瓷片7C11,C12,C14,C16， C3， C4， C6瓷片電容103直插 瓷片2C7， C8IC 座DIP8DIP82ICNE555DIP81U1運(yùn)放UA741DIP81U2杜邦插針直插10JP1可調(diào)電位器20k直插2R17,R9可調(diào)電位器50k直插1R81/4W 電阻1K直插1R111/4W 電阻3K直插1R101/4W 電阻8K直插2R6,R121/4W 電阻10K直插1R41/4W 電阻直插1R7接線端子3P1JPAPCB1濰坊學(xué)院信息與控制工程學(xué)院電子技術(shù)課程設(shè)計(jì)成績(jī)?cè)u(píng)定表專業(yè)班級(jí)：測(cè)控技術(shù)與儀器一