数字电路实验 .doc

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1、实验六555定时器及其应用一、实验目的1.熟悉555集成定时器的组成及工作原理；2.掌握555集成定时器的逻辑功能和典型应用。二、试验设备1.数字电路试验箱2.数字双踪示波器3.函数信号发生器4.NE555、电阻和电容三、试验原理555定时器是一种数字与模拟混合型的中规模集成电路，外加电阻、电容等元件可以构成多谐振荡器，单稳电路，施密特触发器等，应用十分广泛。由于内部电压标准使用了三个5K电阻，故取名555电路。器电路类型有双极型和CMOS型两大类，二者的结构与工作原理类似。几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556；所有的CMOS产品型号最后四位数码都是7555或7556，二

2、者的逻辑功能和引脚排列完全相同，易于互换。555和7555是单定时器。556和7556是双定时器。双极型的电源电压为VCC=+5V~+15V，输出的最大电流可达200mA，CMOS型的电源电压为+3V~+18V。555定时器的原理图如图（1）所示，引线排列如图（2）所示，其功能表如表（1）所示。555定时器的内部含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关管T，比较器的参考电压由三只5K的电阻器构成的分压器提供。它们分别使高电平比较器A1的同相输入端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为2/3VCC和1/3VCC。A1与A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号自

3、6脚，即高电平触发输入并超过参考电平2/3VCC时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3VCC时，触发器复位，555的3脚输出高电平，同时放电开关管截止。图（1）图（2）表（1）输入输出TH（6）TL（2）复位（4）放电管T输出Q（3）0导通0<2/3VCC<1/3VCC1截止1>2/3VCC>1/3VCC1导通0<2/3VCC>1/3VCC1不变不变是复位端（4脚），当=0，555输出低电平。正常工作时接为高电平。VCO是控制电压端（5脚），平时输出2/3VCC作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电

4、压，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平稳定。T为放电管，当T导通时，将给接于7脚的电容器提供低阻放电通路。一、试验内容1）用555定时器构成施密特触发器电路如图（3）所示，只要将2、6连在一起作为信号输入端，即可得到施密特触发器。图（3）设被整形变换的电压为正弦波Vs，其正半波通过二极管D同时加到555定时器的2脚和6脚，得Vi为半波整形波形。当Vi上升到2/3VCC时，Vo从高电平翻转为低电平；当Vi下降到1/3VCC时，Vo又从低电平翻转为高电平。2）用555定时器构成多谐振荡器多谐振荡器是一种无

5、稳态电路，接通电源以后，无须外加触发信号，就能自动地不断翻转，产生矩阵波。由于这种矩阵波中含有很多谐波分量，因此称之为多谐振荡器。图（4）为由555定时器构成的多谐振荡器电路。利用电源通过R1、R2向C充电，以及C通过R2向放电端Ct放电，使电路产生振荡。电容C在1/3VCC和2/3VCC之间充电和放电。电路输出信号的时间参数是：周期：频率：占空比：555电路要求R1与R2均大于或等于1K欧姆，但R1+R2应小于或等于3.3M欧姆。多谐振荡器的稳定性取决于外部元件的稳定性。555定时器配以少量的元件即可获得较高精度的振荡器频率和具有较强的功率输出能力，因此这种形式的多谐振荡器得到广泛应用。图

6、（4）占空比可调的多谢振荡器电路如图（5），D1和D2用来决定电容充、放电电流流经电阻的途径（充电时D1导通，D2截止；放电时D2导通，D1截止）。占空比可见，若取RA=RB，电路即可输出占空比为50%的方波信号。图（5）一、试验结果1）用555定时器构成施密特触发器工作波形2）用555定时器构成多谐振荡器工作波形测量值理论值相对误差