55定時器 數(shù)字電路課程設(shè)計

1、目錄目錄- 1 -第一章：緒論- 2 -第二章：元器件介紹- 2 -21、555定時器- 2 -2.2、電路結(jié)構(gòu)及邏輯功能- 3 -2.3、555的應(yīng)用- 4 -第三章: 555定時器聲光報警電路技術(shù)指標(biāo)- 5 -3.1、 振蕩頻率的估算- 5 -3.2、工作原理- 6 -3.3、實驗步驟及數(shù)據(jù)- 7 -第四章：實驗總結(jié)（心得體會）- 10 -第一章：緒論555定時器是一種結(jié)構(gòu)簡單、使用方便靈活、用途廣泛的多功能電路。只要外部配接少數(shù)幾個阻容元件便可組成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、多諧振蕩器等電路。555定時器的電壓范圍寬，雙極型555定時器為516 V，CMOS 555定時器為318 V?？?/p>

2、提供與TTL及CMOS數(shù)字電路兼容的接口電平。555定時器還可以輸出一定的功率，可驅(qū)動微電機(jī)、指示燈、揚聲器等。它在脈沖波形的產(chǎn)生與變換、儀器與儀表、測量與控制、家用電器與電子玩具等領(lǐng)域都用著廣泛的應(yīng)用。TTL單定時器型號的最后3位數(shù)為555，雙定時器的為556；CMOS但定時器的最后4位數(shù)為7555，雙定時器的為7556.它們的邏輯功能和外部引線排列完全相同。第二章：元器件介紹21、555定時器555 定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為 555，用 CMOS 工藝制作的稱為 7555，除單定時器外，還有對應(yīng)的雙定時器 556/7556。555 定時器

3、的電源電壓范圍寬，可在 4.5V16V 工作，7555 可在 318V 工作，輸出驅(qū)動電流約為 200mA，因而其輸出可與 TTL、CMOS 或者模擬電路電平兼容。 555 定時器成本低，性能可靠，只需要外接幾個電阻、電容，就可以實現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測量及自動控制等方面。555 定時器的內(nèi)部電路框圖和外引腳排列圖分別如圖 2.9.1 和圖 2.9.2 所示。它內(nèi)部包括兩個電壓比較器，三個等值串聯(lián)電阻，一個 RS 觸發(fā)器，一個放電管 T 及功率輸出級。它提供兩個基準(zhǔn)電壓VCC /3 和 2VCC /3

4、555 定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時，則電壓比較器 A1 的反相輸入端的電壓為 2VCC /3，A2 的同相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 A2 的輸出為 1，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時 TR 端的電壓大于VCC /3，則 A1 的輸出為 1，A2 的輸出為 0，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平。555定時器可以說是模擬電路與數(shù)字電路結(jié)合的典范。兩個比較器 C1

5、和 C2各有一個輸入端連接到三個電阻R組成的分壓器上，比較器的輸出接到RS觸發(fā)器上。此外還有輸出級和放電管。輸出級的驅(qū)動電流可達(dá)200mA。比較器C1和C2的參考電壓分別為UA和UB，根據(jù)C1和C2的另一個輸入端觸發(fā)輸入和閾值輸入，可判斷出RS觸發(fā)器的輸出狀態(tài)。當(dāng)復(fù)位端為低電平時，RS觸發(fā)器被強(qiáng)制復(fù)位。若無需復(fù)位操作，復(fù)位端應(yīng)接高電平。2.2、電路結(jié)構(gòu)及邏輯功能 圖1為555時基電路的電路結(jié)構(gòu)和8腳雙列直插式的引腳圖，由圖可知555電路由電阻分壓器、電壓比較器、基本RS觸發(fā)器、放電管和輸出緩沖器5個部分組成。它的各個引腳功能如下： 1腳：GND(或Vss)外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接

6、地。 8腳：VCC(或VDD)外接電源VCC，雙極型時基電路VCC的范圍是4.516V，CMOS型時基電路VCC的范圍為318V。一般用5V。 3腳：OUT（或Vo）輸出端。 2腳：TR低觸發(fā)端。 6腳：TH高觸發(fā)端。 4腳：R是直接清零端。當(dāng)R端接低電平，則時基電路不工作，此時不論TR、TH處于何電平，時基電路輸出為“0”，該端不用時應(yīng)接高電平。 5腳：CO(或VC)為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時，應(yīng)將該端串入一只0.01F電容接地，以防引入干擾。7腳：D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。電阻分壓器由三個5k的等值電阻串聯(lián)而

7、成。電阻分壓器為比較器C1、C2提供參考電壓，比較器C1的參考電壓為2/3Vcc，加在同相輸入端，比較器C2的參考電壓為1/3Vcc，加在反相輸入端。比較器由兩個結(jié)構(gòu)相同的集成運放C1、C2組成。高電平觸發(fā)信號加在C1的反相輸入端，與同相輸入端的參考電壓比較后，其結(jié)果作為基本RS觸發(fā)器R端的輸入信號；低電平觸發(fā)信號加在C2的同相輸入端，與反相輸入端的參考電壓比較后，其結(jié)果作為基本RS觸發(fā)器S端的輸入信號。基本RS觸發(fā)器的輸出狀態(tài)受比較器C1、C2的輸出端控制。在1腳接地，5腳未外接電壓，兩個比較器C1、C2基準(zhǔn)電壓分別為2/3Vcc，1/3Vcc的情況下，555時基電路的功能表如表1示。2.3

8、、555的應(yīng)用55定時器應(yīng)用十分廣泛，可裝如下幾種電路： 1。單穩(wěn)類電路 作用：定延時，消抖動，分（倍）頻，脈沖輸出，速率檢測等。 2。雙穩(wěn)類電路 作用：比較器，鎖存器，反相器，方波輸出及整形等。 3。無穩(wěn)類電路 作用：方波輸出 ，電源變換，音響報警，玩具，電控測量，定時等。我們知道，555電路在應(yīng)用和工作方式上一般可歸納為3類。每類工作方式又有很多個不同的電路。在實際應(yīng)用中，除了單一品種的電路外，還可組合出很多不同電路，如：多個單穩(wěn)、多個雙穩(wěn)、單穩(wěn)和無穩(wěn)，雙穩(wěn)和無穩(wěn)的組合等。這樣一來，電路變的更加復(fù)雜。為了便于我們分析和識別電路，更好的理解555電路，這里我們這里按555電路的結(jié)構(gòu)特點進(jìn)行分

9、類和歸納，把555電路分為3大類、8種、共18個單元電路。每個電路除畫出它的標(biāo)準(zhǔn)圖型，指出他們的結(jié)構(gòu)特點或識別方法外，還給出了計算公式和他們的用途。方便大家識別、分析555電路。下面將分別介紹這3類電路。第三章: 555定時器聲光報警電路技術(shù)指標(biāo)3.1、 振蕩頻率的估算（1）電容充電時間T1：（用三要素法計算）（2） 電容放電時間T2（3）電路振蕩周期T T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C（4）電路振蕩頻率f3.2、工作原理555 定時器成本低，性能可靠，只需要外接幾個電阻、電容，就可以實現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家

10、用電器、電子測量及自動控制等方面。555 定時器的內(nèi)部電路框圖和外引腳排列圖分別如圖 2.9.1 和圖 2.9.2 所示。它內(nèi)部包括兩個電壓比較器，三個等值串聯(lián)電阻，一個 RS 觸發(fā)器，一個放電管 T 及功率輸出級。它提供兩個基準(zhǔn)電壓VCC /3 和 2VCC /34腳為復(fù)位輸入端（ RD ），當(dāng)RD為低電平時，不管其他輸入端的狀態(tài)如何，輸出vo為低電平。正常工作時，應(yīng)將其接高電平。5腳為電壓控制端，當(dāng)其懸空時，比較器C1和C2的比較電壓分別為2/3VCC 和1/3VCC 。2腳為觸發(fā)輸入端，6腳為閾值輸入端，兩端的電位高低控制比較器C1和C2的輸出，從而控制RS觸發(fā)器，決定輸出狀態(tài)。555

11、定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng) 5 腳懸空時，則電壓比較器 A1 的反相輸入端的電壓為 2VCC /3，A2 的同相輸入端的電壓為VCC /3。若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器 A2 的輸出為 1，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3，同時 TR 端的電壓大于VCC /3，則 A1 的輸出為 1，A2 的輸出為 0，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出為 0 電平。電路由兩個555多諧振蕩器組成，第一個振蕩器的振蕩頻率為12Hz時，第二個

12、振蕩器的振蕩頻率為1000Hz。將第一個振蕩器的輸出(3腳)接到第二個振蕩器的復(fù)位端(4腳)。在輸出高電平時，第二個振蕩器振蕩;輸出低電平時，第二個振蕩器停振。這樣，蜂鳴器將發(fā)出間隙聲響。3.3、實驗步驟及數(shù)據(jù)1.根據(jù)課題要求，掌握推薦電路的工作原理，驗算已確定的電路元件參數(shù)。2.將各元件按圖1線路板圖焊接。3.將焊接安裝好的成品進(jìn)行調(diào)試。即按原理接線無誤后，接通電源。觀察指示燈的閃爍和傾聽蜂鳴器的鳴叫聲,直到符合要求為止。4.用示波器觀察輸出波形。5.測試數(shù)據(jù)。外接電容通過R1、R3充電，再通過R3放電，電容器在1/3VCC和2/3VCC之間充電和放電，其頻率與電源電壓無關(guān)。R1（K）R2(K)頻率f(Hz)1020608101010001051520第4章 ：實驗總結(jié)（心得體會）通過這次課程設(shè)計的實踐，讓我體會到只是單方面的掌握課本的東西是不夠的，理論與實踐應(yīng)當(dāng)結(jié)合起來學(xué)習(xí)。在焊接聲光報警器的的時候，通過比對電路圖把各器件排版做好，可是在連接線路的時候發(fā)現(xiàn)有很多問題存在，比如：有些器件靠的比較近，焊接的時候很不方便;有的器件排版不合理，雖然安電路圖排出來