555定时电路及其应用

555定时电路及其应用

一、 实训目的
1． 熟悉基本定时电路的工作原理及定时元件对振荡周期和脉冲宽度的影响；
2． 掌握用555集成定时器构成定时电路的方法。
二、实训内容
1． 用555定时器构成多谐振荡器；
2．  用555定时器构成单稳态触发器；
3． 用555定时器构成施密触发器，实现波形的整形。
三、实训元件
555定时器引脚及功能表

输     入 输  出
复位R0 TR TH Q 三极管的状态
1 导通
截止
截止
导通
导通
截止

四、实训原理与步骤
（一）原理
555定时器是一种中规模集成电路，只要在外部配上几个阻容元件，则可方便的构成施密特触发器、单稳态触发器及多谐振荡器。555的电源电压为4.5~18V，驱动电流比较大，一般在200mA，能与TTL、COMS逻辑电平兼容。
1． 555构成多谐振荡器
如图9.1所示，接通电源，电容充电，UC升高，当升至2/3VCC时输出由1变为0态，此时内部放电管导通，电容通过放电管放电，UC下降，当电压降当1/3时，输出由0态变为1，放电管截止，电容又开始充电，产生脉冲信号。 
         图9.1  555构成多谐振荡器       图9.2   555构成施密特触发器
       
         图9.3  555构成单稳态触发器
2． 555构成施密特触发器
如图9.2 所示，将TH(6)、TR(2)两输入脚接在一起，便成了具有施蜜特特性的反向器。当输入电压高过2/3VCC时，触发器由1态变为0态，当输入电压低过1/3VCC时，触发器由0态变为1态。2/3VCC称为上限阈值电压UT+，1/3VCC称为下限阈值电压UT-，UT+ -UT-称为回差电压，施蜜特触发器可将正弦波、三角波变换为矩形波。还可对输入的随机脉冲的幅度进行鉴别。
3． 555构成单稳态触发器
如图9.3所示，当触发信号ui为高电平时，触发器处于稳态0态，内部放电管导通。现给一负触发脉冲，由于TR(2)脚电平低于1/3VCC，则输出状态由0稳态变为1暂态，放电管截止，电容开始充电，使TH(6)脚电位升高，当超过2/3VCC时，触发器由1暂态变回0稳态。
（二）实训步骤及要求
1． 555定时器的功能测试
输     入 输  出
复位R0 TR(2) TH(6) Q LED状态                         
        
图9.4   功能测试电路   
按图9.4所示电路接好线路，2、6脚分别接逻辑电平，输出端接LED管。按表中所示状态组合分别给2、6脚逻辑电平，观察LED管的状态，在表中填出555的功能，并与功能表对照，判断是否相符合。
2．多谐振荡器
按图9.1接好电路，输出端接LED管和示波器，接通电源，观察LED管和示波的波形，改变R值，观察输出波形的变化。再改变电容值，观察输出波形变化，读出示波器里相应波形的频率。并填入表中，并与理论计算值比较。
      频率f 实际值 理论计算值
R1=10K  R2=2K  C1=0.1μF  
R1=100K  R2=2K  C1=0.1μF  
R1=100K  R2=2K  C1=10μF  

3.施密特触发器
按图9.2接好电路，输入端输入电压有效值为4V，频率为5KHZ的正弦波信号，输出端接双踪示波器。接通电源，观察示波器显示的波形，画出输入与输出信号的波形图。
4.555构成单稳态触发器
用555构成1秒钟延时的单稳态触发器，若电容选择10uF，计算出电阻R的阻值，并按图9.3接好电路，输入端接逻辑开关，输出端接LED管。接通电源后，电路工作在稳定状态0态。若给输入端一个负脉冲，单稳电路被触发，状态变为暂稳态度态，暂稳态结束后自动恢复到稳态0态。自己改变电容或电阻，观察LED管亮的时间变化。
画出触发信号与输出信号的波形图。