用555制作秒脉冲诸多方法介绍
1．秒信号的发生电路
秒信号发生电路由集成电路555定时器与RC组成的多谐振荡器构成。需要的芯片有集成电路555定时器，还有电阻和电容。下图为其电路图：
图3-1 秒信号发生电路
振荡电路是数字钟的核心部分，它的频率和稳定性直接关系到表的精度。因此选择555定时器构成的多谐振荡器，其中电容C1为47微法，C2为0.01微法，两个电阻R1=R2=10K欧姆。此时在电路的输出端就得到了一个周期性的矩形波，其振荡频率为：
f=1.43/[(R1+2R2)C]
(3-1)由公式（3-1）代入R1 ，R2和C的值得，f=1Hz。即其输出频率为1Hz的矩形波信号
2. 用555制作秒脉冲
输出频率为1Hz,占空比为50%.
由于CD4060在MULTISIM中仿真不了，所以本设计采用三片74HC161和一片74HC160IC级联，构成2^15分频器。单元电路连接如下图所示：
3、基于NE555的秒方波发生器的设计
用NE555芯片以及外围电路搭建成一个多谐振荡器，通过设计外围电路的参数输出方波频率为1Hz，故称为秒方波发生器。由于脉冲的占空比对系统的影响不大，故把占空比设计为1/3。输出方波用作计数器及D触发器的clk信号。NE555定时器引脚图如图1所示，脉冲频率公式：
f=1／（R1+2R2）C㏑2
选择R1=47K，R2=47K，RV1=2K，C=10μF，形成电路图如图2所示：
图6
A2
555_VIRTUAL GND
DIS OUT
RST VCC
THR CON
TRI C5330nF
C610uF
R1747kΩ
R1847kΩ
R192kΩ
Key=A
50%
VCC
987
65
图7秒脉冲发生器
13 瓷片电容 0.01uF 2 14
点解电容
10uF
1
2.1振荡器电路
2.1.1 用555作振荡器
采用集成电路555定时器与RC 组成的多谐振荡器。输出的脉冲频率为
=2)2+(1=121In C R R f 1KHz ，周期T =1=f S 1ms 。取电阻为千欧级，电
容0.01uF 到0.1uF 。若参数选择：R 1=R 2=10k 欧姆，C 1=47uF 时，可以得到秒脉冲信号。虽然直接得到了秒脉冲，但从计时精度的角度考虑，振荡器的振荡频率越高，钟表计时的精度就越高，所以一般不直接输出秒脉冲信号。 2.1.3 振荡器单元电路图
图2.2 555定时器构成的振荡器电路
工作原理
接通电源V CC 后，V cc 经电阻R 1和R 2对电容C 冲电，其电压u c 按由0按指数规律上升。随着冲电达到饱和，电容C 开始放电u c 随之下降。由于电容C 上的电压u c 将在2/3Vcc 和1/3Vcc 之间来回冲电和放电，从而使电路产生了振荡，输出矩形脉冲。
一般来说，般来说，振荡器的频率越高，计时精度越高，但耗电量将增大。如果精度要求不高也可以采用由集成电路定时器555与RC 组成的多谐振荡器。如图1所示。设振荡频率f=1KHz ，R 为可调电阻，微调R1可以调出1KHz 输出。
图1
②分频器
由于振荡器产生的频率很高，要得到秒脉冲，需要分屏电路。本实验由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器，产生1KHz的脉冲信号。故采用3片中规模集成电路计数器74LS90来实现，得到需要的秒脉冲信号。
图2
2.11 振荡器
振荡器是数字电子钟的核心，其作用是产生一个频率标准，即时间标准信号，然后再由分频器生成秒脉冲，所以，
振荡器频率的精度和稳定度就基本决定了数字电子钟的准确度，为产生稳定的时间标准信号，一般采用石英晶体振荡器。
从数字电子钟的精度考虑，振荡频率越高记数精度越高。但这回使振荡器的耗电量增大，分频器级数增多。所以在确定频率时应同时考虑这两方面的因素再选择器材。如果精度要求不是很高的话我们可以采用由集成逻辑门与RC组成的时钟源振荡器或由集成电路定时器555与RC组成的多谐振荡器。
一般而言，选用石英晶体振荡器所选用的晶振频率为32768Hz,再通过15级2分频集成电路得到1Hz的标准秒脉冲。
2.12 分频器
振荡器产生的时标信号频率很高，要使它变成用来计时的“秒”信号，需要若干级分频电路，分频器的级数和每级分频次数要根据时标信号的频率
来决定。其功能主要有两个：一是产生标准秒脉冲信号，二是提供功能扩展电路所需的信号。
U20
LM555CM
GND 1
DIS 7
OUT
3
RST 4
VCC
8THR 6CON
5
TRI 2R9100Ω
R1222Ω
C210uF
VDD 5V 80VDD
76
555定时器及其应用 555定时器是一种中规模的集成定时器，应用非常广泛。通常只需外接几个阻容元件，就可以构成各种不同用途的脉冲电路，如多谐振荡器、单稳态触发器以及施密特触发器等。555定时器有TTL集成定时器和CMOS集成定时器，它们的逻辑功能与外引线排列都完全相同。TTL型号最后数码为555，CMOS 型号最后数码为7555。 一、555的结构组成和工作原理 555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的器件，下图为其内部组成和引脚图。 内部电路原理图 等效逻辑图引脚图
由图知，电路由一个分压器，两个电压比较器，一个R-S触发器，一个功率输出级和一个放电晶体管组成。 比较器A1为上比较器，由BG1~BG8组成，它是由一个NPN管的复合结构做输出级的两级差分放大器。上比较器的反相输入端固定设置在2/3V CC上，它的同相输入端⑥脚称作阈值端（或高触发端），常用来测外部时间常数回路电容上的电压。 比较器A2为下比较器，由BG9~BG13组成，它是由一个PNP管组成的复合输出级的差分放大器。上比较器的同相输入端固定设置在1/3V CC上，反向入端②脚称作触发输入端，用来启动电路。 电路中的比较器的主要功能是对输入电压和分压器形成的基准电压进行比较，把比较的结果用高电平"1 "或低电平"0" 两种状态在其输出端表现出来。 555 电路中的R-S触发器是由两个与非门交叉连接，上图中是由BG14~BG18构成。其中BG15和B G14的基极分别受上比较器和下比较器的输出端控制。A1控制R端，A2控制S端。为了使R-S 触发器直接置零，触发器还引出一个④端，只要在④端置入低电平"0"，不管触发器原来处于什么状态，也不管它输入端加的是什么信号，触发器会立即置零，即Q=O=Uo所以④端也称为总复位端。 BG18~BG21构成功率输出级，③脚为输出端，能输出最大为200mA的电流，故课直接驱动小型电机、继电器、地租扬声器等功率负荷。 BG22是复位放大器。555 电路中特设了一个放电开关，它就是三极管BG23。当555 电路输出端电平Uo =0 时，Q’=1, BG23处于导通状态;当输出端电平Uo =1 时，Q’=0 , BG23处于截止状态，相当于⑦端开路。因此三极管BG23起到了一个开关的作用。当Uo= 0 时，开关闭合，为电容提供了一个接地的放电通路;当Uo = 1 时，开关断开，⑦端开路，电容器不能放电。 R7、R8、R9是三只精密度高的5KΩ的电阻，三只电阻构成了一个电阻分压器，为上比较器和下比较器提供基准电压，因为分压器的三个电阻是5KΩ，“555”因此而得名。 555的⑤脚称为“控制端”，它是上比较器的基准电压端。若此端外接电压源，则比较器的基准电压由外接电压源所决定，从而实现了外电压控制，如果⑤脚不接外部电压源，则上、下比较器的基准电压分别是2/3V CC和1/3V CC。若⑤脚接6伏的电压源，则上比较器的基准电压就是6伏，而下比较器的基准电压为外接电压源的一半，为3伏。如果⑤脚接一交变电压，则上比较器和下比较器的基准电压都随时间而变化，从而使外部定时元件的充放电时间也随之变化，可以起到调制的作用。当⑤脚不接外部电压时，通常接入一个0.01~0.1微法的电容至地，以防外接干扰。 ⑧脚为电源正极，电源电压范围是4.5~18伏，①脚为电源负极（地）端。 工作原理：
目录 摘要 (2) 第一章方案提出 (3) 第二章电路的基本组成及工作原理 (4) 第一节系统组成框图 (4) 第二节方波的产生 (5) 第三节由方波输出为三角波（利用积分器来实现） (7) 第四节由三角波输出正弦波 (9) 第三章 555定时器的介绍 (10) 第一节电路组成 (11) 第二节引脚的作用 (12) 第三节基本功能 (13) 第四章元件清单 (15) 第五章总结 (16) 附录及参考文献 (17) 第一节附录 (17) 一多谐振荡器——产生矩形脉冲波的自激振荡器 (17) 二电路原理图 (19) 第二节参考文献 (20)
摘要 各种电器设备要正常工作，常常需要各种波形信号的支持。电器设备中常用的信号有正弦波、矩形波、三角波和锯齿波等。在电器设备中，这些信号是由波形产生和变换电路来提供的。波形产生电路是一种不需外加激励信号就能将直流能源转化成具有一定频率、一定幅度和一定波形的交流能量输出电路，又称为振荡器或波形发生器。 在生产实践和科技领域中有着广泛的应用。各种波形曲线均可以用三角函数方程式来表示。能够产生多种波形，如三角波、锯齿波、矩形波（含方波）、正弦波的电路被称为函数信号发生器。 波形发生器通过与波形变换电路相结合，它能产生正弦波、矩形波、三角波和阶梯波等各种波形，能满足现代测量、通信、自动控制和热加工、音视频设备及数字系统等对各种信号源的需求。例如在通信、广播、电视系统中，都需要射频（高频）发射，这里的射频波就是载波，把音频（低频）、视频信号或脉冲信号运载出去，就需要能够产生高频的振荡器。在工业、农业、生物医学等领域内，如高频感应加热、熔炼、淬火、超声诊断、核磁共振成像等，都需要功率或大或小、频率或高或低的振荡器等。 关键字：方案确定、参数计算、信号、发生器等。
555电路组成的振荡电路集锦 一、555单稳类电路 555单稳工作方式，它可分为2种。见图示。 第1种（图1）是人工启动单稳，又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元，并分别以1.1.1 和1.1.2为代号。他们的输入端的形式，也就是电路的结构特点是：“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。 第2种（图2）是脉冲启动型单稳，也可以分为2个不同的单元。他们的输入特点都是“RT-7.6-CT”，都是从2端输入。1.2.1电路的2端不带任何元件，具有最简单的形式；1.2.2电路则带有一个RC微分电路。 二、555双稳类电路
第一种（见图1）是触发电路，有双端输入（2.1.1）和单端输入（2.1.2）2个单元。单端比较器（2.1.2）可以是6端固定，2段输入；也可是2端固定，6端输入。 第2种（见图2）是施密特触发电路，有最简单形式的（2.2.1）和输入端电阻调整偏置或在控制端（5）加控制电压VCT以改变阀值电压的（2.2.2）共2个单元电路。 双稳电路的输入端的输入电压端一般没有定时电阻和定时电容。这是双稳工作方式的结构特点。2.2.2单元电路中的C1只起耦合作用，R1和R2起直流偏置作用。 三、555无稳类电路
第一种（见图1）是直接反馈型，振荡电阻是连在输出端VO的。 第二种（见图2）是间接反馈型，振荡电阻是连在电源VCC上的。其中第1个单元电路（3.2.1）是应用最广的。第2个单元电路（3.2.2）是方波振荡电路。第3、4个单元电路都是占空比可调的脉冲振荡电路，功能相同而电路结构略有不同，因此分别以3.2.3a 和3.2.3b的代号。 第三种(见图3)是压控振荡器。由于电路变化形式很复杂，为简单起见，只分成
用555制作秒脉冲诸多方法介绍
1．秒信号的发生电路 秒信号发生电路由集成电路555定时器与RC组成的多谐振荡器构成。需要的芯片有集成电路555定时器，还有电阻和电容。下图为其电路图： 图3-1 秒信号发生电路 振荡电路是数字钟的核心部分，它的频率和稳定性直接关系到表的精度。因此选择555定时器构成的多谐振荡器，其中电容C1为47微法，C2为0.01微法，两个电阻R1=R2=10K欧姆。此时在电路的输出端就得到了一个周期性的矩形波，其振荡频率为： f=1.43/[(R1+2R2)C] (3-1)由公式（3-1）代入R1 ，R2和C的值得，f=1Hz。即其输出频率为1Hz的矩形波信号
2. 用555制作秒脉冲 输出频率为1Hz,占空比为50%. 由于CD4060在MULTISIM中仿真不了，所以本设计采用三片74HC161和一片74HC160IC级联，构成2^15分频器。单元电路连接如下图所示： 3、基于NE555的秒方波发生器的设计 用NE555芯片以及外围电路搭建成一个多谐振荡器，通过设计外围电路的参数输出方波频率为1Hz，故称为秒方波发生器。由于脉冲的占空比对系统的影响不大，故把占空比设计为1/3。输出方波用作计数器及D触发器的clk信号。NE555定时器引脚图如图1所示，脉冲频率公式： f=1／（R1+2R2）C㏑2 选择R1=47K，R2=47K，RV1=2K，C=10μF，形成电路图如图2所示：
图6 A2 555_VIRTUAL GND DIS OUT RST VCC THR CON TRI C5330nF C610uF R1747kΩ R1847kΩ R192kΩ Key=A 50% VCC 987 65 图7秒脉冲发生器 13 瓷片电容 0.01uF 2 14 点解电容 10uF 1 2.1振荡器电路 2.1.1 用555作振荡器
学年论文（课程论文、课程设计） 题目：函数信号发生器 小组成员： 所在学院：信息科学与工程学院 指导教师： 职称：讲师
2011 年12 月24 日
背景 函数信号发生器又称为信号源，在生产实践和科技领域中有着广泛的应用，能够产生多种波形，如三角波、方波、正弦波的电路被称为函数信号发生器。在通信、广播、电视系统，在工业、农业、生物医学等领域内，函数信号发生器在实验室和设备检测中具有十分广泛的应用。
方波——三角波——正弦波函数信号发生器 一、 设计要求 1． 设计、组装、调试方波、三角波、正弦波发生器 2． 输出波形：方波、三角波、正弦波 二、 设计方案 2.1实验原理 （1）方案一原理框图 图1—— 方波、三角波、正弦波信号发生器的原理框图 首先由555定时器组成的多谐振荡器产生方波，然后由积分电路将方波转化为三角波，最后用低通滤波器将方波转化为正弦波，该方案调试容易。 （2）方案二原理框图 图2—— 正弦波、方波、三角波信号发生器的原理框图
RC正弦波振荡电路、电压比较器、积分电路共同组成的正弦波—方波—三角波函数发生器的设计方法，电路框图如上。先通过RC正弦波荡电路产生正弦波，再通过电压比较器产生方波，最后通过积分电路形成三角波。此电路具有良好的正弦波和方波信号。但经过积分器电路产生的同步三角波信号，存在难度。原因是积分器电路的积分时间常数是不变的，而随着方波信号频率的改变，积分电路输出的三角波幅度同时改变。若要保持三角波幅度不变，需同时改变积分时间常数的大小。 2.2函数发生器的方案选择 函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，使用的器件可以是分立器件(如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管)，也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块8038)。为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题未采用单片函数发生器模块8038。 方案一的电路结构、思路简单，运行时性能稳定且能较好的符合设计要求，且成本低廉、调整方便，关于输出正弦波波形的变形，可以通过可变电阻的调节来调整。而方案二，关于三角波的缺陷，不是能很好的处理，且波形质量不太理想，且频率调节不如方案一简单方便。综上所述，我们选择方案一。 2.3方波发生电路的工作原理和论证 图3——由555定时器组成的多谐振荡器 利用555与外围元件构成多谐振荡器，来产生方波的原理。
用555定时器制作的延时报警器 姓名：叶启宁 班级：11自动化一班 学号：111102009
一、 设计目的： 1、熟悉555型集成定时器的结构、工作原理及其特点。 2、掌握555型集成定时器的基本应用。 二、 设计原理： 555定时器芯片,如图所示 VCC OUT U1 555_TIMER_RATED GND DIS RST THR CON TRI 555定时器电路 555定时器内部电路图：
图 2 上图为由555定时器和外接定时元件R、C构成的单稳态触发器。D为钳位二极管，稳态时555电路输入端处于电源电平，内部放电开关管T导通，输出端Vo输出低电平，当有一个外部负脉冲触发信号加到Vi端。并使2端电位瞬时低于1/3VCC，低电平比较器动作，单稳态电路即开始一个稳态过程，电容C开始充电，Vc按指数规律增长。当Vc充电到2/3VCC时，高电平比较器动作，比较器A1翻转，输出Vo从高电平返回低电平，放电开关管T重新导通，电容C上的电荷很快经放电开关管放电，暂态结束，恢复稳定，为下个触发脉冲的来到作好准备。波形图见图3。 图3 单稳态触发器波形图 暂稳态的持续时间Tw（即为延时时间）决定于外接元件R、C的大小。Tw=1.1RC 通过改变R、C的大小，可使延时时间在几个微秒和几十分钟之间变化。当这种单稳态电路作为计时器时，可直接驱动小型继电器，并可采用复位
端接地的方法来终止暂态，重新计时。此外需用一个续流二极管与继电器线圈并接，以防继电器线圈反电势损坏内部功率管。 2) 555定时器接成多谐振荡器 多谐振荡器又称为无稳态触发器，它没有稳定的输出状态，只有两个暂稳态。在电路处于某一暂稳态后，经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态。两个暂稳态自行相互转换而输出一系列矩形波。多谐振荡器可用作方波发生器。 图 4 多谐振荡器和工作波形 接通电源后，假定是高电平，则T截止，电容C充电。充电回路是VCC—R1—R2— C—地，按指数规律上升，当上升到时（TH、端电平大于），输出翻转为低电平。是低电平，T导通，C放电，放电回路为C—R2—T—地，按指数规律下降，当下降到时（TH、端电平小于），输出翻转为高电平，放电管T 截止，电容再次充电，如此周而复始，产生振荡，经分析可得输出高电平时间 T=(R1+R2)Cln2 输出低电平时间T=R2Cln2 振荡周期 T=(R1+2R2)Cln2 三、设计内容与方法：
555电路原理 （一）555芯片引脚图及引脚描述 555的8脚是集成电路工作电压输入端，电压为5～18V，以UCC表示；从分压器上看出，上比较器6脚A1的５脚接在R1和R2之间，所以5脚的电压固定在2UCC/3上；下比较器A2接在R2与R3之间，A2的同相输入端电位被固定在UCC/3上。 1脚为地。2脚为触发输入端；3脚为输出端，输出的电平状态受触发器控制，而触发器受上比较器6脚和下比较器2脚的控制。 当触发器接受上比较器A1从R脚输入的高电平时，触发器被置于复位状态，3脚输出低电平； 2脚和6脚是互补的，2脚只对低电平起作用，高电平对它不起作用，即电压小于1Ucc/3，此时3脚输出高电平。6脚为阈值端，只对高电平起作用，低电平对它不起作用，即输入电压大于2 Ucc/3，称高触发端，3脚输出低电平，但有一个先决条件，即2脚电位必须大于1Ucc/3时才有效。3脚在高电位接近电源电压Ucc，输出电流最大可打200mA。 4脚是复位端，当4脚电位小于0.4V时，不管2、6脚状态如何，输出端3脚都输出低电平。 5脚是控制端。 7脚称放电端，与3脚输出同步，输出电平一致，但7脚并不输出电流，所以3脚称为实高（或低）、7脚称为虚高。 （二）555集成电路的框图及工作原理 555集成电路开始是作定时器应用的，所以叫做555定时器或555时基电路。但后来经过开发，它除了作定时延时控制外，还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。此外，还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路，用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。由于它工作可靠、使用方便、价格低廉，目前被广泛用于各种电子产品中，555集成电路内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等，电路比较复杂，是模拟电路和数字电路的混合体，如图1所示。 555芯片管脚介绍
占空比可调的方波信号发生器 三、实验原理： 1、555电路的工作原理 （1）555芯片引脚介绍 图1 555电路芯片结构和引脚图 555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路，该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容原件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。因而广泛用于信号的产生、变换、控制和检测。 1脚：外接电源负极或接地（GND）。 2脚：TR触发输入。 3脚：输出端（OUT或Vo）。 4脚：RD复位端，移步清零且低电平有效，当接低电平时，不管TR、TH输
入什么，电路总是输出“0”。要想使电路正常工作，则4脚应与电源相连。 5脚：控制电压端CO(或VC)。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF 电容接地，以防引入干扰。 6脚：TH 高触发端（阈值输入）。 7脚：放电端。 8脚：外接电源VCC （VDD ）。 （2）555功能介绍 555定时器的功能主要是由两个比较器C1和C2的工作状况决定的。由图1可知，当V6>VA 、V2>VB 时，比较器C1的输出VC1=0、比较器C2的输出VC2=1，基本RS 触发器被置0，TD 导通，同时VO 为低电平。 当V6
555定时器组成的长延时电路图 一、延时电路工作原理 IC1 555 时基电路接成占空比可调的自激多谐振荡器。当按下按钮SB 后，12V 的直流电压加到电路中，由于电容器C6 的电压不能突变，使得IC2 电路的2 脚为低电平，IC2 电路处于置位状态，3 脚输出高电平，继电器K 得电，触点K-1、K-2 闭合，K-1 触点闭合后形成自锁状态，K-2 触点连接用电设备，达到控制用电设备通、断的作用。同时IC1 555 时基电路开始形成振荡，因此3 脚交替输出高、低电平。当3 脚输出高电平时，通过二极管VD3、电阻器R3 对电容器C3 充电。当3 脚输出低电平时，二极管VD3截止，C3 没有充电，因此只有在3 脚为高电平时才对C3 充电，所以电容器C3 的充电时间较长。当电容器C3 的电位升到2/3VDD 时，IC2 555 时基电路复位，3 脚输出低电平，继电器K 失电，触点K-1、K-2 断开，恢复到初始状态，为下次定时做好准备。
二、元器件的选择 IC1、IC2 选用NE555、μA555、SL555 等时基集成电路；VD1~VD4 选用IN4148 硅型开关二极管，发光二极管可选用一般的发光二极管；R1~R5 选用RTX—1/4W 型碳膜电阻器；电容器C1、C2、C5、C6 选用CT1 型瓷介电容器，C4 选用CD11—16V 电解电容器，C3 选用漏电流极小的钽电解电容器；RP 可用WSW 型有机实心微调可变电阻器；继电器K 选用JRX—13F 型具有两组转换触点的小型电磁继电器。 三、制作与调试方法 在调试中，可以调节可变电阻器RP 改变IC1 555 时基电
电子课程设计报告 发射器控制器 系名 专业 年级 姓名 指导教师 2010年10月10 日
目录 一、课程设计目的描述及要求 (2) 二、设计总框图 (2) 三、各单元电路的设计方案及原理说明 (2) 四、元件型号芯片介绍 (4) 五、系统总体电路图 (6) 六、调试步骤和测试结果 (7) 七、总结 (7)
1.课程设计目的： 设计一个采用中小规模集成电路构成的电子秒表 2.课程设计题目的描述和要求 设计一个采用中小规模集成电路构成的电子秒表，具体指标如下： 1．准确计时，计数分辨率为1S 。 2．秒表由2位数码管显示，计时周期为60S ，显示满刻度为59S 。 3.课程设计报告内容 根据设计任务要求，电子秒表的工作原理框图如图1所示。主要包括三大部分：脉冲信号发生器 倒计时器 时间显示器。由定时器NE555构成的多谐振荡器产生秒脉冲，两块74LS192芯片级联成60进制倒计时器，计时器输出的数据通过译码器和数码管显示出来。 （1） 总方框图 3.各单元电路的设计方案及原理说明 3.1 秒脉冲 系统所需要的秒脉冲由定时器NE555所构成的多谐振荡器提供，多谐振荡器如图1—1（a ）所示，图中NE555外引线排列如图1—1（b ）所示。其中1脚是电路地GND ；8脚是正电源端Ucc ，工作电压范围为5~18V ；2脚是低触发端TR ；3脚是输出端OUT ；4脚是主复位端R ；5脚是控制电压端Uc ；6脚是高触发端TH ；7脚放电端DISC 。R1、R2和C 为定时电阻和电容，C1为电压控制端稳定电容。在信号的输出端产生矩形脉冲，其振荡频率为 f=1.44/( R1+2R2)C 。 秒脉冲（脉冲信号发生器） → 计数器（倒计时器）（个位） → 译码器 时间显示器 （数码管） → 时间显示器 （数码管） 译码器 计数器（倒计时器）（十位） → → ↓
555内部电路原理图及应用 555内部电原理图 我们知道，555电路在应用和工作方式上一般可归纳为3类。每类工作方式又有很多个不同的电路。 在实际应用中，除了单一品种的电路外，还可组合出很多不同电路，如：多个单稳、多个双稳、单稳和无稳，双稳和无稳的组合等。这样一来，电路变的更加复杂。为了便于我们分析和识别电路，更好的理解555电路，这里我们这里按555电路的结构特点进行分类和归纳，把555电路分为3大类、8种、共18个单元电路。每个电路除
画出它的标准图型，指出他们的结构特点或识别方法外，还给出了计算公式和他们的用途。方便大家识别、分析555电路。下面将分别介绍这3类电路。 单稳类电路 单稳工作方式，它可分为3种。见图示。 第1种（图1）是人工启动单稳，又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元，并分别以和为代号。他们的输入端的形式，也就是电路的结构特点是：“”和“”。 第2种（图2）是脉冲启动型单稳，也可以分为2个不同的单元。他们的输入特点都是“”，都是从2端输入。电路的2端不带任何元件，具有最简单的形式；电路则带有一个RC微分电路。
第3种（图3）是压控振荡器。单稳型压控振荡器电路有很多，都比较复杂。为简单起见，我们只把它分为2个不同单元。不带任何辅助器件的电路为；使用晶体管、运放放大器等辅助器件的电路为。图中列出了2个常用电路。 双稳类电路 这里我们将对555双稳电路工作方式进行总结、归纳。555双稳电路可分成2种。
第一种（见图1）是触发电路，有双端输入（）和单端输入（）2个单元。单端比较器（）可以是6端固定，2段输入；也可是2端固定，6端输入。 第2种（见图2）是施密特触发电路，有最简单形式的（）和输入端电阻调整偏置或在控制端（5）加控制电压VCT以改变阀值电压的（）共2个单元电路。 双稳电路的输入端的输入电压端一般没有定时电阻和定时电容。这是双稳工作方式的结构特点。单元电路中的C1只起耦合作用，R1和R2起直流偏置作用。
555定时器的典型应用电路 单稳态触发器 555定时器构成单稳态触发器如图22-2-1所示，该电路的触发信号在2脚输入，R和C是外接定时电路。单稳态电路的工作波形如图22-2-2所示。 在未加入触发信号时，因u i=H，所以u o=L。当加入触发信号时，u i=L，所以u o=H，7脚内部的放电管关断，电源经电阻R向电容C充电，u C按指数规律上升。当u C上升到2V CC/3时，相当输入是高电平，5 55定时器的输出u o=L。同时7脚内部的放电管饱和导通是时，电阻很小，电容C经放电管迅速放电。从加入触发信号开始，到电容上的电压充到2V CC/3为止，单稳态触发器完成了一个工作周期。输出脉冲高电平的宽度称为暂稳态时间，用t W表示。 图22-2-1 单稳态触发器电路图 图22-2-2 单稳态触发器的波形图 暂稳态时间的求取： 暂稳态时间的求取可以通过过渡过程公式，根据图22-2-2可以用电容器C上的电压曲线确定三要素，初始值为u c(0)=0V，无穷大值u c(∞)=V CC，τ=RC，设暂稳态的时间为t w，当t= t w时，u c(t w)=2V CC/3时。代入过渡过程公式[1-p205]
几点需要注意的问题： 这里有三点需要注意，一是触发输入信号的逻辑电平，在无触发时是高电平，必须大于2V CC/3，低电平必须小于V CC/3，否则触发无效。 二是触发信号的低电平宽度要窄，其低电平的宽度应小于单稳暂稳的时间。否则当暂稳时间结束时，触发信号依然存在，输出与输入反相。此时单稳态触发器成为一个反相器。 R的取值不能太小，若R太小，当放电管导通时，灌入放电管的电流太大，会损坏放电管。图22-2-3是555定时器单稳态触发器的示波器波形图，从图中可以看出触发脉冲的低电平和高电平的位置，波形图右侧的一个小箭头为0电位。 图22-2-3 555定时器单稳态触发器的示波器波形图[动画4-5] 多谐振荡器 555定时器构成多谐振荡器的电路如图22-2-4所示，其工作波形如图22-2-5所示。 与单稳态触发器比较，它是利用电容器的充放电来代替外加触发信号，所以，电容器上的电压信号应该在两个阈值之间按指数规律转换。充电回路是R A、R B和C，此时相当输入是低电平，输出是高电平；当电容器充电达到2V CC/3时，即输入达到高电平时，电路的状态发生翻转，输出为低电平，电容器开始放电。当电容器放电达到2V CC/3时，电路的状态又开始翻转。如此不断循环。电容器之所以能够放电，是由于有放电端7脚的作用，因7脚的状态与输出端一致，7脚为低电平电容器即放电。 图22-2-4 多谐振荡器电路图图22-2-5 多谐振荡器的波形
555电路图要点分析及经典实例 555 集成电路经多年的开发，实用电路多达几十种，几乎遍及各个技术领域。但对初学者来讲，常见的电路也不过是上述几种，因此在读图时，只要抓住关键，识别它们是不难的。 从电路结构上分析，三类555 电路的区别或者说它们的结构特点主要在输入端。因此当我们拿到一张555 电路图时，在大致了解电路的用途之后，先看一下电路是CMOS 型还是双极型，再看复位端( MR)和控制电压端( V c )的接法，如果复位端( MR )是接高电平、控制电压端( V c )是接一个抗干扰电容的,那就可以按以下的次序先从输入端开始进行分析：( 1 ) 6 、2 端是分开的 ①7 端悬空不用的一定是双稳电路。如有两个输入的则是双限比较器;如只有一个输入的则 是单端比较器。这类电路一般都是作电子开关、控制和检测电路的用途。 ②7 、 6 端短接并接有电阻电容、取 2 端作输入的一定是单稳电路。它的输入可以用开关人工启动，也可以用输入脉冲启动，甚至为了取得较好的启动效果在输入端带有RC 微 分电路。这类电路一般用作定时延时控制和检测的用途。 ( 2 ) 6 、2 端短接的 ①输入没有电容的是施密特触发器电路。这类电路常用作电子开关、告警、检测和整形的用途。 ②输入端有电阻电容而7 端悬空的，这时要看电阻电容的接法：( a ) R 和C 串联接在电源和地之间的是单稳电路，R 和C 就是它的定时电阻和定时电容。( b ) R 在上C 在下，R 的一端接在V 0 端上的是直接反馈型无稳电路，这时R 和C 就是决定振荡频率的元件。 ③7 端也接在输入端，成“ R A - 7 - R B - 6 、2—C ”的形式的就是最常用的无稳电路。这时R A 和R B 及C 就是决定振荡频率的元件。这类电路可以有很多种变型：如省去R A ，把7 端接在V 0 上;或者在R B 两端并联二极管VD 以获得方波输出，或者用电阻和电位器组成R A 和R B ，而且在R A 和R B 两端并联有二极管以获得占空比可调的 脉冲波等等。这类电路是用途最广的，常用于脉冲振荡、音响告警、家电控制、电子玩具、医疗电器以及电源变换等用途。
提到通用定时IC,几乎所有人首先想到的是555.这颗IC可说是用途最广,出货量最多,生产厂家最多的一颗神奇的IC了.许许多多的工程师就是从使用555装制各类电路而一步步入门的.但是,时至今日,人们在使用中发现555逐渐不能满足电子产品日新月异的发展了.首先最致命的缺点就是定时精度不够.鉴于555是直接采用RC振荡周期作为定时时间,产品受零件差异性和环境条件特别是温度的影响特别大,尤其是定时电容的误差无法显著提高,严重影响到产品性能,因此时至今日555仍然只能使用在对定时精度无要求的尴尬环境下. 虽然有人利用CD4060等其他逻辑IC在RC定时之后加入分频电路能提高定时精度,但是其DIP16的封装形式实在太大,对产品体积和成本构成致命的威胁,就555来说其8脚的封装也无法有效降低成本和占用的PCB面积. 首先请看该IC的封装形式(图一)和外形(图二). PT8A2513NE是上海百利通公司(https://www.doczj.com/doc/1d9369933.html,)出品的一颗新型定时IC,该IC采用的是不多见的TO-94封装,这种封装不论体积和外形都十分象常用的TO-92,就如同常见的8050和9014等三极管,只是多一条引脚而已,因此这颗IC的成本和售价也十分低廉(比555售价更低).而功能方面也非常简单,就是上电以后OUT引脚置高电平输出(其输出电流超过10-12mA),同时开始将OSC引脚上的频率作30720次分频后用来计时,待计时时间一到,立即触发OUT引脚的输出回复低电平. 这颗IC还有一个孪生兄弟PT8A2512NE,两者的电气性能、封装形式、市价完全一样, 区别仅仅在于功能上2513是类似单稳态形式,而2512是类似双稳态形式,即2513在一次定时完成后不会重新翻转,而2512会同样反相定时,然后再次翻转回来并且不断循环翻转,以满足不同于2513的使用场合和目的.
555定时器的基本特性和用法 【摘要】 简要说明555 定时器的内部电路结构及功能，对555 定时器接成的施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器三种典型电路进行了详细的分析。 【关键词】555 定时器；施密特触发器；单稳态触发器；多谐振荡器； 1 前言 555 定时器是美国Signetics 公司1972 年研制的用于取代机械式定时器的中规模集成电路，因设计时输入端有三个5KΩ的电阻而得名。555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的集成器件。目前品种繁多，主要有TTL 和CMOS两大类型，它们的电路结构和工作原理基本相同。TTL 型（以5G555 为代表）驱动能力较强，电源电压范围为5~16V，最大负载电流可达200mA；而CMOS 型（以CC7555 为代表）则具有功耗低、输入电阻高等优点，电源电压范围为3~18V，最大负载电流在20mA 以下。产品型号尾数为555 的是TTL 型单定时器，双定时器为556；型号尾数为7555 的是CMOS 型单定时器，双定时器为7556。555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以方便实现多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器等脉冲产生与变换电路。由于使用灵活，方便，所以555定时器在波形的产生与变化，测量与控制，家用电器，电子玩具等许多领域中得到了应用。 2 555定时器的电路结构与基本特性 2.1电路组成 图1是国产双极型定时器CB555的电路结构图。它由比较器C1和C2，SR锁存器和集电极开路的放电三极管VT三部分组成。为了提高电路的带负载能力，还在输出端设置了缓冲器G4。 ①电阻分压器 由3个阻值均为5kΩ的电阻串联构成分压器，为电压比较器C1和C2提供参考电压U R1、U R2。
555电路图要点分析及经典实例 关键字：555电路双稳电路CMOS施密特触发器电路 555 集成电路经多年的开发，实用电路多达几十种，几乎遍及各个技术领域。但对初学者来讲，常见的电路也不过是上述几种，因此在读图时，只要抓住关键，识别它们是不难的。 从电路结构上分析，三类555 电路的区别或者说它们的结构特点主要在输入端。因此当我们拿到一张555 电路图时，在大致了解电路的用途之后，先看一下电路是CMOS型还是双极型，再看复位端（MR）和控制电压端（V c ）的接法，如果复位端（MR ）是接高电平、控制电压端（V c ）是接一个抗干扰电容的,那就可以按以下的次序先从输入端开始进行分析： （ 1 ） 6 、 2 端是分开的 ①7 端悬空不用的一定是双稳电路。如有两个输入的则是双限比较器；如只有一个输入的则是单端比较器。这类电路一般都是作电子开关、控制和检测电路的用途。 ②7 、 6 端短接并接有电阻电容、取2 端作输入的一定是单稳电路。它的输入可以用开关人工启动，也可以用输入脉冲启动，甚至为了取得较好的启动效果在输入端带有RC 微分电路。这类电路一般用作定时延时控制和检测的用途。 （ 2 ） 6 、 2 端短接的 ①输入没有电容的是施密特触发器电路。这类电路常用作电子开关、告警、检测和整形的用途。 ②输入端有电阻电容而7 端悬空的，这时要看电阻电容的接法：（a ）R 和 C 串联接在电源和地之间的是单稳电路，R 和 C 就是它的定时电阻和定时电容。（b ）R 在上C 在下，R 的一端接在V 0 端上的是直接反馈型无稳电路，这时R 和 C 就是决定振荡频率的元件。 ③7 端也接在输入端，成“ R A －7 －R B － 6 、2—C ”的形式的就是最常用的无稳电路。这时R A 和R B 及 C 就是决定振荡频率的元件。这类电路可以有很多种变型：如省去R A ，把7 端接在V 0 上；或者在R B 两端并联二极管VD 以获得方波输出，或者用电阻和电位器组成R A 和R B ，而且在R A 和R B 两端并联有二极管以获得占空比可调的脉冲波等等。这类电路是用途最广的，常用于脉冲振荡、音响告警、家电控制、电子玩具、医疗电器以及电源变换等用途。 （ 3 ）如果控制电压（V c ）端接有直流电压，则只是改变了上下两个阀值电压的数值，其它分析方法仍和上面的相同。
目录 摘要 Abstract 第1章前言 (3) 第2章信号发生器的发展现状 (4) 2.1信号发生器的分类 (4) 2.2信号发生器的发展现状及趋势 (4) 第3章方案的设计 (5) 3.1 设计方案的选择 (5) 3.2电路工作原理以及器件选择 (5) 第4章电路的完善与改进 (7) 4.1电路仿真 (7) 4.1.1波形信号失真分析 (7) 4.1.2波形信号输出频率的调整 (8) 4.1.3波形信号输出幅度的调整 (10) 第5章电路的安装调试 (11) 5.1 PROTEL制板 (11) 5.2电路安装调试 (12) 第6章结束语 (13) 参考文献 摘要 信号发生器是一种能够产生多种波形，如锯齿波、三角波、方波、正弦波的电路。信号发生器在电路实验和设备检测中具有十分广泛的用途。本设计通过对
信号发生器的原理以及构成进行分析，设计了信号发生器，能够输出稳定的正弦波和方波，实现占空比50%，并且能够实现频率和输出幅度可调。设计中采用常用器件NE555为核心，通过比较获得最佳电路方案，并对电路各部分工作原理进行了分析，确定其能够稳定工作，利用相关仪器多次试验，测试达到了设计要求。 关键词：直流稳压电源电路；振荡器；RC电路；射极输出器。 Abstract Signal generator is a kind of can produce a variety of waveforms, such as sine wave, triangular wave circuit, the Fang Bo. The signal generator has a very wide range of uses in circuit experiment and test equipment in. The design on the principle of signal generator and its structure was analyzed, the design of square wave signal generator, can output stable Fang Bo, and can realize the frequency and adjustable output amplitude, for ease of use, this design also can generate triangle wave and sine wave. Used in the design of common NE555 device as the core, through the comparison of best circuit scheme, and the working principle of every part of the circuit is analyzed, determine its can work steadily, by using relevant instruments, many tests, the test has achieved the design requirements. Keywords: DC stabilized power supply circuit; oscillator; RC circuit; an emitter follower. 第1章前言 为了能够更加直观的观测到电路中信号变化，在电子学中常用到的仪器是示波器，它能够像医疗设备一样检测到电路中的各种“病变”，与之相配合使用
方波三角波正弦波函数信号发生器 一、 设计要求 1． 设计、组装、调试方波、三角波、正弦波发生器 2． 输出波形：方波、三角波、正弦波 二、 设计方案 2.1实验原理 （1）方案一原理框图 图1—— 方波、三角波、正弦波信号发生器的原理框图 首先由555定时器组成的多谐振荡器产生方波，然后由积分电路将方波转化为三角波，最后用低通滤波器将方波转化为正弦波，该方案调试容易。 （2）方案二原理框图 图2—— 正弦波、方波、三角波信号发生器的原理框图 RC 正弦波振荡电路、电压比较器、积分电路共同组成的正弦波—方波—三
角波函数发生器的设计方法，电路框图如上。先通过RC正弦波荡电路产生正弦波，再通过电压比较器产生方波，最后通过积分电路形成三角波。此电路具有良好的正弦波和方波信号。但经过积分器电路产生的同步三角波信号，存在难度。原因是积分器电路的积分时间常数是不变的，而随着方波信号频率的改变，积分电路输出的三角波幅度同时改变。若要保持三角波幅度不变，需同时改变积分时间常数的大小。 2.2函数发生器的方案选择 函数发生器一般是指能自动产生正弦波、三角波、方波及锯齿波、阶梯波等电压波形的电路或仪器。根据用途不同，有产生三种或多种波形的函数发生器，使用的器件可以是分立器件(如低频信号函数发生器S101全部采用晶体管)，也可以采用集成电路(如单片函数发生器模块8038)。为进一步掌握电路的基本理论及实验调试技术，本课题未采用单片函数发生器模块8038。 方案一的电路结构、思路简单，运行时性能稳定且能较好的符合设计要求，且成本低廉、调整方便，关于输出正弦波波形的变形，可以通过可变电阻的调节来调整。而方案二，关于三角波的缺陷，不是能很好的处理，且波形质量不太理想，且频率调节不如方案一简单方便。综上所述，我们选择方案一。 2.3方波发生电路的工作原理和论证 利用555与外围元件构成多谐振荡器，来产生方波的原理。 用555定时器组成的多谐振荡器如图3所示。接通电源后，电容C2被充电，当电容C2上端电压Vc升到2Vcc/3时使555第3脚V0为低电平，同时555内放
555定时器 摘要：555定时器是一种多用途的数字——模拟混合集成电路，利用它能极方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。由于使用灵活、方便，所以555定时器在波形的产生与交换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到了广泛应用。本文主要介绍了555定时器的工作原理及其在单稳态触发器、多谐振荡器方面的应用。 关键词：数字——模拟混合集成电路；施密特触发器；波形的产生与交换 555 Timer Abstract:555 the timer is a general-purpose digital simulation hybrid integrated circuit, and use it to a very convenient to constitute schmidt flip-flop, single state trigger and harmonic oscillator. Due to the use of flexible, convenient, so 555 in the produce of the waveform timer and exchange, measurement and control, home appliances, electronic toys in many areas have been widely applied. Key words:Digital-simulation hybrid integrated circuit；Schmitt toggle；Waveform generation and exchange 1概述 1.1 555定时器的简介 555定时器是一种多用途的数字——模拟混合集成电路，利用它能极方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。由于使用灵活、方便，所以555定时器在波形的产生与交换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到了广泛应用。自从signetics公司于1972年推出这种产品以后，国际上个主要的电子器件公司也都相继的生产了各自的555定时器产品。尽管产品型号繁多，但是所有双极型产品型号最后的3位数码都是555，所有CMOS产品型号最后的4位数码都是7555.而且，它们的功能和外部引脚排列完全相同。 1.2 555定时器的应用 （1）构成施密特触发器，用于TTL系统的接口，整形电路或脉冲鉴幅等；（2）构成多谐振荡器，组成信号产生电路； （3）构成单稳态触发器，用于定时延时整形及一些定时开关中。
西北农林科技大学电子技术课程设计 课题名称 班级 姓名 学号 电话 指导教师 日期6月17日—6月28日
目录 第一章、设计任务及要求.......................................................................................................... - 1 - 第二章、信号发生器设计方案.................................................................................................. - 1 - 2.1 总体设计方案论证及选择：....................................................................................... - 1 - 2.2函数信号发生器总体方案框图.................................................................................... - 1 - 第三章、单元电路原理与电路.................................................................................................. - 2 - 3.1方波发生电路................................................................................................................ - 2 - 3.1.1方案选择............................................................................................................. - 2 - 3.2方波——三角波转换电路原理图................................................................................ - 4 - 3.3三角波——正弦波转换电路原理图............................................................................ - 5 - 第四章电路的安装与调试........................................................................................................ - 8 - 第五章设计总结...................................................................................................................... - 12 - 5.1经验：.......................................................................................................................... - 12 - 5.2不足：.......................................................................................................................... - 12 - 5.3感想：.......................................................................................................................... - 12 - 附录 ........................................................................................................................................... - 12 - 元件清单列表.................................................................................................................... - 12 - 参考文献.................................................................................................................................... - 13 - 鸣谢 ........................................................................................................................................... - 13 -