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电子技术技能与实训

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实训教案19

555时基电路与多谐振荡器的功能测试

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19.1训练目标

一、知识目标

（一）了解555时基电路的组成、工作原理

（二）掌握555时基电路的引脚排列和功能

（三）掌握555构成的多谐振荡器的结构、工作原理

（四）会画多谐振荡器的输出波形

（五）会计算多谐振荡器的周期

二、素养目标

（一）通过小组探讨555的结构和原理，锻炼学生的理解和思维能力

（二）通过电路调试，培养学生分析问题、解决问题的能力

（三）通过分组合作探究，培养团队协作意识。

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19.2知识链接

555时基电路，是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，应用十分广泛。它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，由于内部使用了三个5kΩ的电阻，故取名555时基电路。外加电阻、电容等元件可以构成多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器等波形产生、整形等电路。

一、555时基电路

又称555定时器，为中规模集成电路，功能强、使用灵活、适用范围广。

（一）电路特点

1.将模拟功能和逻辑功能兼容为一体。

2.采用单电源供电（双极型4.5-15V，CMOS为2-18V），可和TTL、CMOS集成逻辑门电路共用一个电源。

3.双极型输出电流可达200mA，带负载能力强，可直接驱动小电机、喇叭、继电器等；CMOS输出电流仅为1-3mA，只能带轻负载，但定时长，功耗小。

（二）电路组成

555时基电路内部结构如图，由四部分组成：分压器、电压比较器、基本RS触发器、开关管。

1.分压器：通过3个5KΩ电阻将电源电压分成三等分，为电压比较器提供基准电压。23VCC加在C1同相端，13VCC加在

2.电压比较器：上、下两个电压比较器C1、C2。

3.基本RS触发器：由两个与非门交叉连接而成，功能为同1保持、避免同0,输入不同值同。

4.开关管：三极管VT。

（三）引脚排列和外形图

555时基电路各引脚功能见表，引脚排列见图。

引脚

功能

引脚

功能

1

GND接地端

5

CO电压控制端

2

低电平触发端

6

TH高电平触发端

3

OUT输出端

7

DIS放电端

4

低电平有效清零端

8

VCC正电源端

（四）电路功能

555时基电路的功能见表

输入

输出

高电平触发端TH

低电平触发端

输出端uo

开关管VT状态

0

×

×

低电平

导通

1

＞eq\f(2,3)VCC

＞eq\f(1,3)VCC

低电平

导通

1

＜eq\f(2,3)VCC

＞eq\f(1,3)VCC

保持原态

保持原态

1

＜eq\f(2,3)VCC

＜eq\f(1,3)VCC

高电平

截止

二、555时基电路的应用：多谐振荡器

（一）多谐振荡器的电路结构

（二）多谐振荡器的工作过程

电源未接通，C两端电压UC为0。电源接通时，R1、R2和C组成电容充电电路，但由于电容两端电压不能突变，UC从0开始增大，只要UC小于23VCC，555内部的三极管VT就处于截止状态，输出高电平，C会继续充电，UC继续增大，当UC电压升至23VCC时，VT导通，输出低电平，充电结束，R2和C构成放电电路，UC减小，只要UC大于13VCC，C会继续放电，当UC低至1

（三）多谐振荡器的特点

1.多谐振荡器是产生矩形脉冲的自激振荡电路，无需外加输入信号。只要接通电源，多谐振荡器就会自动产生矩形脉冲。(注意：图中UC并非外加的输入信号)

2.多谐振荡器无稳态，只有两个暂稳态，如图。

（四）多谐振荡器的输出波形，输出波形见图。

（五）多谐振荡器输出矩形波周期

1.矩形波的周期：T＝0.7(R1＋2R2)C，T＝t1+t2

2.充电时间常数：t1=0.7(R1＋R2)C

3.放电时间常数：t2=0.7R2C

可通过调节R1、R2或C的大小来调节振荡波周期。

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19.3训练要求

本任务以小组为单位，通过个人讲解、集体讨论的方式，掌握555时基电路和多谐振荡器的工作原理，通过分工合作的方式完成矩形波信号发生器的组装与调试，并填写调试记录表。

一、通过识读电路图、观察元件型号、外形等，掌握主要元件的极性及参数

二、会简述555时基电路的工作原理，明确555的功能和引脚排列

三、会画多谐振荡器电路原理图，会对多谐振荡器进行原理分析，理解矩形波产生的过程，会计算矩形波的周期

四、会根据元件清单检查元器件数量，会用万用表检测各元器件质量

五、会根据需要对元器件进行镀锡、成型等预处理

六、能正确识读整机电路原理图、印制电路板图，明确各元器件的安装位置及极性

七、能根据原理图及电路板装配图对元器件进行安装及焊接

八、会对电路进行通电测试及故障检修

九、完成电路调试记录表

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19.4训练分组

采用扑克牌分组法，4人一组，对班级学生进行分组，4人分别担任项目经理（组长）、电子