实验十555定时器的原理及三种应用电路..doc

实验十 555定时器的原理及三种应用电路 通信工程 王映漾 2011117040 实验目的： 掌握555定时器的电路结构、工作原理。 熟悉555定时器的功能及应用。 实验器件与仪器： 实验箱一个，双踪示波器一台，函数发生器一台。CB555定时器，100?~100K?电阻，0.01~100uF电容，1K?和5K?电位器，发光二极管或蜂鸣器。 实验内容： 按图2-10-3连接施密特触发器电路，分别输入正弦波，锯齿波信号，观察并记录输入、输出波形。 实验原理： 把555定时器的高触发端和低触发端接在一起，即输入电压Vi，当输入电压Vi1/3Vcc时，VTH=VTR1/3Vcc,Vo为高电平。当1/3VccVi2/3Vcc,Vo保持高电平。当VTH=VTR2/3Vcc,Vo为低电平。Vi由小变大时，即1/3VccVi2/3Vcc时，Vo保持低电平。一旦Vi1/3Vcc,则Vo又回到高电平。 实验过程： ?按图连接电路; ?输入正弦波形，调整电压大小，用示波器观察输出波形的变化； ?输入锯齿波形，调整电压大小，用示波器观察输出波形的变化； 实验电路： 实验结果： 输入正弦波时的输出波形如下所示： 输入锯齿波时的输出波形如下所示: 实验分析： 应该注意输入信号的电压大小。第一次尝试输入的电压太小，即Vi1/3Vcc,故输出波形一直呈现高电平，经过分析之后发现此问题，然后调大电压，直至输出正确的波形。 设计一个驱动发光二极管的定时器电路，要求每接收到负脉冲时，发光二级管持续点亮2秒后熄灭。 实验原理： 根据单稳态触发器的原理来进行设计，单稳态触发器不仅可以用来进行规整电路，而且可以用于定时器电路。 当输入电压Vi由1跳变为0，这是VTH2/3Vcc,VTR1/3Vcc，Vo由0跳变为1，电路受触发产生一次翻转，这是放电管截止。则Vcc通过R对c 进行充电，使VTH电压升高，电路进入暂稳态。在暂稳态中Vi恢复为高电平，但Vc充电还未达到2/3Vcc时，555定时器工作在保持状态，Vo仍为高电平，TD还截止，电容C也继续充电。经过一段时间后，电容C充电达到2/3Vcc，且当VTH=2/3Vcc时，出现VTH2/3Vcc，VTR1/3Vcc,Vo又由高电平翻转回低电平，暂稳态结束。放电管TD导通，电容经TD放电，Vc迅速降为0V，这时VTR=1，VTH=0,555定时器回复保持状态，即恢复稳态。其输出脉冲宽度为TW=1.1RC。 实验过程： 按照单稳态触发器的电路图连接，在输出端接上一个发光管，并且将输入电压、输出电压、电容C1接入示波器进行观察比较。 实验电路： 实验结果： 仿真结果不正确，但是在实验箱中搭电路时可以正确实现，推测可能是由于仿真软件的问题。 实验分析： 此实验的重点是根据定时器的原理确定发光管亮的时间，即利用公式TW=1.1RC来进行求解，可以先确定一个容易在电路上容易实现的电容大小，本题中选用C=0.1uF,然后可以计算得R=18.2M?。 按图2-10-7连接电路，取R1=1K?,R2=10K?，C1=0.1uF,C2=0.01uF,观察记录Vc、Vo的同步波形，测出Vo的周期并与估算值进行比较。改变参数R1=15K?，R2=5K?，C1=0.033uF，C2=0.1uF，用示波器观察并测量输出端波形的频率。经与理论估算值比较，算出频率的相对误差值。 实验原理： 当加电后，Vcc通过R1、R2对C1充电，充电开始时Vcr=VTH=VTR1/3Vcc,所以Vo=1.当Vcr上升到1/3VccVcr2/3Vcc时，Vo保持高电平。一旦Vcr=VTH=VTR=2/3Vcc,则Vo转换为低电平，TD导通，C1通过R2放电，当再次1/3VccVcr2/3Vcc时，Vo保持低电平。一旦Vcr=VTH=VTR1/3Vcc时，Vo又翻转到高电平，TD截止，电源Vcc又通过R1、R2对C1充电。如此循环往复形成多谐振荡器。 实验过程： 按图连接电路，直接在示波器上观察输出波形和电容C1两端电压的波形；然后在实验箱上搭建电路实现。 实验电路： 实验结果： 实验波形用示波器观察如下所示： 实验分析： 第一组实验数据时，测得的Vo的周期T=1.4ms, 估算值：T0=0.7*（R1+2*R2）*C1=1.47ms 则可以看出实测得到的T与估算值相差0.07ms。 第二组实验数据时，测得输出端波形的频率为：f=1.60KHz 理论估算值：T1=0.7*（R1+2*R2）*C1=0.58ms, f1=1/T1=1.73KHz 相对误差值：p=(f-f1)/f1=8.7% 用NE556时基电路功能实现救护车警铃电路，应用带你路参考如图2-10-10所示，用5