电工电子仿真实践——用555多谐振荡器分析脉冲电路

555定时器构成的多谐振荡器555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成器件，它性能优良，适用范围很广，外部加接少量的阻容元件可以很方便地组成单稳态触发器和多谐振荡器，以及不需外接元件就可组成施密特触发器。

因此集成555定时被广泛应用于脉冲波形的产生与变换、测量与控制等方面。

本实验根据555定时器的功能强以及其适用范围广的特点，设计实验研究它的内部特性和简单应用。

一、原理1、555定时器内部结构555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成电路,其内部结构如图（A）及管脚排列如图（B）所示。

它由分压器、比较器、基本R--S触发器和放电三极管等部分组成。

分压器由三个5K 的等值电阻串联而成。

分压器为比较器、提供参考电压，比较器的参考电压为23ccV，加在同相输入端，比较器的参考电压为13，加在反相输入端。

比较器由两个结构相同的集成运放、组成。

高电平触发信号加在的反相输入端，与同相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本R--S触发器_DR端的输入信号；低电平触发信号加在的同相输入端，与反相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本R—S触发器_DS端的输入信号。

基本R--S触发器的输出状态受比较器、的输出端控制。

2、多谐振荡器工作原理由555定时器组成的多谐振荡器如图(C)所示，其中R1、R2和电容C为外接元件。

其工作波如图(D)所示。

设电容的初始电压＝０，t ＝０时接通电源，由于电容电压不能突变，所以高、低触发端＝＝０<13ＶＣＣ，比较器Ａ1输出为高电平，Ａ２输出为低电平，即_1D R =，_0D S =（1表示高电位，0表示低电位），R S -触发器置１，定时器输出01u =此时_0Q =，定时器内部放电三极管截止，电源经，向电容Ｃ充电，逐渐升高。

当上升到13cc V 时，输出由０翻转为１，这时__1D D R S ==，R S -触发顺保持状态不变。

所以0<t<期间，定时器输出为高电平１。

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）→→↓TH Uc集成电路5553.2倒计时器倒计时器由两位4位十进制可逆同步计数器（双时钟）74LS192、非门和或门构成。

其组成如图所示，其中 74LS192是上升沿触发，CPU 为加计数时钟输入端；CPD 为减计数时钟输入端；LD 为异步预置端，低有效；CR 为异步清零端，高有效；CO 为进位输出端，当1001后输出低电平；BO 为借位输出端，当0000后输出低电平；D3D2D1D0为数据预置端；Q3Q2Q1Q0为数据输出端。

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）→→↓TH Uc集成电路5553.2倒计时器倒计时器由两位4位十进制可逆同步计数器（双时钟）74LS192、非门和或门构成。

其组成如图所示，其中 74LS192是上升沿触发，CPU 为加计数时钟输入端；CPD 为减计数时钟输入端；LD 为异步预置端，低有效；CR 为异步清零端，高有效；CO 为进位输出端，当1001后输出低电平；BO 为借位输出端，当0000后输出低电平；D3D2D1D0为数据预置端；Q3Q2Q1Q0为数据输出端。

《PSpice电路设计与分析》课程设计报告题目：555定时器的应用姓名：学号：班级：2015年 6 月 27 日目录1．设计任务及要求............................................. 错误!未定义书签。

2．理论分析................................................... 错误!未定义书签。

555定时器构成的多谐振荡器电路图.............................. 错误!未定义书签。

555定时器构成的多谐振荡器理论分析............................ 错误!未定义书签。

3．电路参数设计............................................... 错误!未定义书签。

4．仿真结果及所得曲线........................................ 错误!未定义书签。

5．曲线分析及总结............................................. 错误!未定义书签。

6．心得体会................................................... 错误!未定义书签。

通过此次仿真实验的学习，让我学习到很多，懂得如何使用PSpice软件，如何用此软件作图。

在做这个实验的时候虽然每个步骤书上都已经给出了，但由于自己的粗心，还是出现了很多问题，比如画第一个原理图的时候把与信号源连接的电容和三级管之间的节点给忽略了，结果得出是输入/输出波形有很大的问题，后来还是同学帮忙指出了这个问题，才能使实验顺利进行下去；还有，连线的时候，线不能穿过元件，不然就对后面的波形图产生影响。

通过这个我理解了再一次有了粗心的教训。

此次实验不光让我学习如何使用PSpice软件，还让我学会了如何截图，让我又学到了一个知识。

之答禄夫天创作多谐振荡器是一种能发生矩形波的自激振荡器，也称矩形波发生器。

“多谐”指矩形波中除了基波成分外，还含有丰富的高次谐波成分。

多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态。

在工作时，电路的状态在这两个暂稳态之间自动地交替变换，由此发生矩形波脉冲信号，经常使用作脉冲信号源及时序电路中的时钟信号。

一、用555定时器构成的多谐振荡器1.电路组成：用555定时器构成的多谐振荡器电路如图6-11（a）所示：图中电容C、电阻R1和R2作为振荡器的定时元件，决定着输出矩形波正、负脉冲的宽度。

定时器的触发输入端（2脚）和阀值输入端（6脚）与电容相连；集电极开路输出端（7脚）接R1、R2相连处，用以控制电容C的充、放电；外界控制输入端（5脚）通过0.01uF电容接地。

2.工作原理：多谐振荡器的工作波形如图6-11(b)所示：电路接通电源的瞬间，由于电容C来不及充电，Vc=0v，所以555定时器状态为1，输出Vo为高电平。

同时，集电极输出端（7脚）对地断开，电源Vcc对电容C充电，电路进入暂稳态I，此后，电路周而复始地发生周期性的输出脉冲。

多谐振荡器两个暂稳态的维持时间取决于RC充、放电回路的参数。

暂稳态Ⅰ的维持时间，即输出Vo的正向脉冲宽度T1≈0.7(R1+R2)C；暂稳态Ⅱ2C。

因此，振荡周期T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C，振荡频率f=1/T。

正向脉冲宽度T1与振荡周期T之比称矩形波的占空比Ｄ，由上述条件可得D=（R1+R2）/（R1+2R2），若使R2>>R1，则D≈1/2，即输出信号的正负向脉冲宽度相等的矩形波（方波）。

二、多谐振荡器应用举例：1.模拟声响发生器：将两个多谐振荡器连接起来，前一个振荡器的输出接到后一个振荡器的复位端，后一个振荡器的输出接到扬声器上。

这样，只有当前一个振荡器输出高电平时，才驱动后一个振荡器振荡,扬声器发声；而前一个振荡器输出低电平时，导致后面振荡器复位并停止震荡,此时扬声器无音频输出。

555构成多谐振荡器的报警电路设计一、设计目的555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成器件，它性能优良，适用范围很广，外部加接少量的阻容元件可以很方便地组成单稳态触发器和多谐振荡器，以及不需外接元件就可组成施密特触发器。

因此集成555定时被广泛应用于脉冲波形的产生与变换、测量与控制等方面。

本实验根据555定时器的功能强以及其适用范围广的特点，设计实验研究它的内部特性和简单应用。

555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。

一般用双极性工艺制作的称为555，555 定时器的电源电压范围宽，可在4.5V~16V 工作，7555 可在3~18V 工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。

555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。

它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。

555 定时器的内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个RS 触发器，一个放电管T 及功率输出级。

它提供两个基准电压VCC /3 和2VCC /3图8-1 555定时器内部方框图通过对本次设计能够更好地掌握555的作用及应用。

同时掌握报警电路的原理及设计方法。

二、设计要求①画出电路原理图（或仿真电路图）；②元器件及参数选择；③电路仿真与调试；④PCB文件生成与打印输出。

（3）制作要求自行装配和仿真，并能发现问题和解决问题。

（4）编写设计报告写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。

三、设计原理多谐振荡器是能产生矩形波的一种自激振荡器电路，由于矩形波中除基波外还含有丰富的高次谐波，故称为多谐振荡器。

多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态，在自身因素的作用下，电路就在两个暂稳态之间来回转换，故又称它为无稳态电路。

由555定时器构成的多谐振荡器如图1所示，R1，R2和C是外接定时元件，电路中将高电平触发端（6脚）和低电平触发端（2脚）并接后接到R2和C的连接处，将放电端（7脚）接到R1，R2的连接处。

韶关学院仿真实验报告册仿真实验课程名称：数字电子技术实验仿真仿真实验项目名称：基于555定时器的多谐振荡器的设计仿真类型（填■）：（基础□、综合□、设计■）院系：物理与机电工程学院专业班级：13电子（2）班姓名：学号：指导老师：刘堃完成时间：成绩：一、实验目的1、熟悉555集成时基电路的电路结构、工作原理及其特点；掌握555集成时基电路的基本应用。

2、掌握Multisim10软件在数字电子技术实验中的应用。

二、实验设备Multisim10软件。

三、实验原理 （1）555定时器集成芯片555是一种能够产生时间延迟和多种脉冲信号的控制电路，是数字、模拟混合型的中规模集成电路。

芯片引脚排列如图1所示，内部电路如图2所示。

电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器，广泛应用于信号的产生、变换、控制与检测。

它的内部电压标准使用了三个5 k Ω的电阻，故取名555电路。

电路类型有双极型和CMOS 型两大类，两者的工作原理和结构相似。

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7556，两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555电路电源电压为+5 V ~ +15 V ，输出的最大电流可达200 mA ；CMOS 型的电源电压是+3 V~+18 V 。

555内部电路有两个电压比较器、基本RS 触发器和放电开关管T 。

比较器的参考电压由三只5 k Ω的电阻分压提供，比较器A 1同相端参考电平为CC V 32、比较器A 2的反相端参考图1 555芯片引脚排列图 图2 555定时器内部电路电平为CC V 31。

A 1和A 2的输出端控制RS 触发器状态和放电管开关状态。

当输入信号超出CCV 32时，比较器A 1翻转，触发器复位，555的输出端○脚输出低电平，开关管导通，电路充电。

仿真实验报告册仿真实验课程名称：数字电子技术实验仿真仿真实验项目名称：基于555定时器的多谐振荡器的设计仿真类型（填■）：（基础□、综合□、设计■）院系：物理与机电工程学院专业班级：13电子（2）班姓名：学号：指导老师：刘堃完成时间：2014.03.25成绩：一、实验目的1、熟悉555集成时基电路的电路结构、工作原理及其特点；掌握555集成时基电路的基本应用。

2、掌握Multisim10软件在数字电子技术实验中的应用。

二、实验设备Multisim10软件。

三、实验原理 （1）555定时器集成芯片555是一种能够产生时间延迟和多种脉冲信号的控制电路，是数字、模拟混合型的中规模集成电路。

芯片引脚排列如图1所示，内部电路如图2所示。

电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器，广泛应用于信号的产生、变换、控制与检测。

它的内部电压标准使用了三个5 k Ω的电阻，故取名555电路。

电路类型有双极型和CMOS 型两大类，两者的工作原理和结构相似。

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7556，两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555电路电源电压为+5 V ~ +15 V ，输出的最大电流可达200 mA ；CMOS 型的电源电压是+3 V~+18 V 。

555内部电路有两个电压比较器、基本RS 触发器和放电开关管T 。

比较器的参考电压由三只5 k Ω的电阻分压提供，比较器A 1同相端参考电平为CC V 32、比较器A 2的反相端参考电平为CC V 31。

A 1和A 2的输出端控制RS 触发器状态和放电管开关状态。

当输入信号超出CC V 32时，比较器A 1翻转，触发器复位，555的输出端○3脚输出低电平，开关管导通，电路充电。

当输入信号低于CC V 31时，比较器A 2翻转，触发器置位，开关管截止，电路放电，555的○3脚输出高电平。

数字电路实验（06）555定时器及其应⽤：多谐振荡器⼀.实验要求1.1.实验⽬的1. 熟悉多谐振荡器的实现流程；2. 掌握555定时器的使⽤⽅法；3. 掌握泰克⽰波器TBS1102的使⽤。

1.2.实验器材1. VCC2. Ground3. 普通电阻4. 普通电容5. 555定时器6. 泰克⽰波器TBS11021.3.实验原理555时基电路是⼀种将模拟功能与逻辑功能巧妙结合在同⼀硅⽚上的组合集成电路。

555定时器构成的多谐振荡器能⾃⾏产⽣矩形脉冲的输出，是脉冲产⽣（形成）电路，它是⼀种⽆稳电路。

1. 多谐振荡器电路组成在电路接通电源的瞬间，由于电容C来不及充电，电容电压Vc=0V，所以555定时器的输出状态为1，输出Vo为⾼电平。

同时，集电极输出端对地断开，电源Vcc对电容C充电，电路进⼊暂稳态I。

当电容电压Vc充到2/3Vcc时，输出Vo为低电平，同时集电极输出对地短路，电容电压随之通过集电极输出端放电，电路进⼊暂稳态II。

此后，电路周⽽复始地产⽣周期性的输出脉冲。

2. 振荡频率的估算电容充电时间T1。

电容充电时，时间常数τ1=(R1+R2)C，起始值Vc(0+)=1/3Vcc，最终值Vc(∞)= Vcc，转换值Vc(T1)=2/3Vcc，带⼊过渡过程计算公式进⾏计算，计算公式为：电容放电时间T2。

电容放电时，时间常数τ2=R2C，起始值Vc(0+)=2/3Vcc，终值Vc(∞)= 0，转换值Vc(T2)=1/3Vcc，代⼊RC过渡过程计算公式进⾏计算，计算公式为：T2=0.7R2C电路振荡周期T，计算公式为：T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C电路振荡频率f，计算公式为：输出波形占空⽐q=T1/T，即脉冲宽度与脉冲周期之⽐，称为占空⽐。

计算公式为：q= T1/T=0.7(R1+R2)C/(0.7(R1+2R2)C)=( R1+R2)/( R1+2R2)⽤555定时器构成多谐振荡器的原理图如图1所⽰。

EDA技术--555定时器接成多谐振荡器仿真实验EDA技术院系：班级：姓名：学号：555定时器接成多谐振荡器仿真实验555定时器是一种常见的集数字与模拟功能于一体的集成电路。

通常只要外接少量的外围元件就可以很方便地构成多谐振荡器电路。

构成多谐振荡器，组成信号产生电路；U1LM555CM GND 1DIS 7OUT3RST 4VCC8THR 6CON5TRI 2GND ——1脚，接地； TRI ——2脚，触发输入； OUT ——3脚，输出；RES ——4脚，复位（低电平有效）；CON——5脚，控制电压（不用时一般通过一个0.01F 的电容接地）；THR——6脚，阈值输入；DIS——7脚，放电端；VCC——8脚，+电源分析下图用555定时器接成的多谐振荡器。

求出输出电压的波形和震荡频率。

脉冲发生器电路Multisim 7构建的脉冲发生器电路Multisim 7构建的脉冲发生器电路用Multisim 7中的示波器观察脉冲发生器电路的波形555定时器构成多谐振荡器（1） 接通电源时，设电容的初始电压0=c V ，此时TR V \TH V 均小于1/3Vcc ，放电截止，输出端电压为高电平，Vcc 通过1R 和2R 对C 充电，Vc 按照指数规律逐步上升。

（2） 当Vc 上升到2/3Vcc 时，放电管导通，输出端电压为低电平，电容C 通过2R 放电，Vc 按照指数规律逐步下降。

（3） 当Vc 下降到1/3Vcc 时，放电管截止，输出端电压由低电平翻转为高电平，电容C 又开始充电。

当电容C 充到Vc=2/3Vcc 时，又开始放电，如此周而复始，在输出端即可产生矩形波信号。

555定时器功能表DR '1I V 2I V O V DT CC V 32>CC V 31>CC V 32<CC V 31>CC V 32<CC V 31<CC V 32>CC V 31<电路电压波形振荡周期12T T T =+。

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6A2555_VIRTUAL GNDDIS OUTRST VCCTHR CONTRI C5330nFC610uFR1747kΩR1847kΩR192kΩKey=A50%VCC98765图7秒脉冲发生器13 瓷片电容 0.01uF 2 14 点解电容 10uF 12.1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 。

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6A2555_VIRTUAL GNDDIS OUTRST VCCTHR CONTRI C5330nFC610uFR1747kΩR1847kΩR192kΩKey=A50%VCC98765图7秒脉冲发生器13 瓷片电容 0.01uF 2 14 点解电容 10uF 12.1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 。

脉冲产生与整形电路实验报告一、实验目的本实验的主要目的是通过脉冲产生与整形电路实验，掌握脉冲信号的产生和整形基本原理，并学会使用555定时器、多谐振荡器等电路元器件进行实现。

二、实验原理1.脉冲产生电路原理脉冲信号通常是由正弦波信号经过整形电路处理得到的。

正弦波信号经由非线性电路处理，波形就会变形，产生各种脉冲信号。

其中，在整形电路中，最常用的是555定时器产生的脉冲信号。

555定时器是一种通用的集成电路，内部包含比较器、多谐振荡器等功能电路，经过调整参数，可以快速产生各种类型的脉冲信号。

2.整形电路原理整形电路在信号处理中的作用是根据信号的幅值、频率和相位等特性，将输入信号转化成特定形式的输出信号。

通常的整形电路包括正弦波整形电路、方波整形电路、脉冲整形电路等。

其中，最常见的脉冲整形电路是单稳态多谐振荡器电路。

该电路采用多谐振荡器，输出一个脉冲信号，带有“占空比”的特点。

这个信号由一端持续保持高电平，另一端持续保持低电平，长度和时间间隔具有可调性。

三、实验内容与步骤1.实验器材：555定时器、74LS123、电路板、导线等。

2.实验步骤：(1) 确定实验电路，根据电路原理图进行串联连接，构成脉冲产生与整形电路。

(2) 对寄存器电路写数据，设置电路元器件的参数，如输入电压的范围、输入电压的幅度等。

(3) 打开开关，接通电源，通过示波器观察脉冲信号的变化情况，并确定产生的脉冲信号的相位和频率等参数。

(4) 调整电路参数，不断进行实验测试，并对比不同参数下输出信号的差异，获得更多的实验结果。

四、实验结果与分析在实验中，我们通过脉冲产生与整形电路实验，成功地实现了脉冲信号的产生与整形，并对不同参数下的信号进行了调节和分析。

经过实验，我们发现脉冲信号的产生有较高的可调性，可以根据需要在一定范围内进行调节，以获得不同形式的输出信号。

而整形电路在处理各种信号时都具有优良的效果，可以更加精细地控制脉冲信号的特性。

555多谐振荡器555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成器件，它性能优良，适用范围很广，外部加接少量的阻容元件可以很方便地组成单稳态触发器和多谐振荡器，以及不需外接元件就可组成施密特触发器。

因此集成555定时被广泛应用于脉冲波形的产生与变换、测量与控制等方面。

本实验根据555定时器的功能强以及其适用范围广的特点，设计实验研究它的内部特性和简单应用。

一、原理1、555定时器内部结构555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成电路,其内部结构如图（A ）及管脚排列如图（B ）所示。

它由分压器、比较器、基本R--S 触发器和放电三极管等部分组成。

分压器由三个5K 的等值电阻串联而成。

分压器为比较器1A 、2A 提供参考电压，比较器1A 的参考电压为23cc V ，加在同相输入端，比较器2A 的参考电压为13cc V ，加在反相输入端。

比较器由两个结构相同的集成运放1A 、2A 组成。

高电平触发信号加在1A 的反相输入端，与同相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本R--S 触发器_D R 端的输入信号；低电平触发信号加在2A 的同相输入端，与反相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本R —S 触发器_D S 端的输入信号。

基本R--S 触发器的输出状态受比较器1A 、2A 的输出端控制。

2、多谐振荡器工作原理由555定时器组成的多谐振荡器如图(C)所示，其中R 1、R 2和电容C 为外接元件。

其工作波如图(D)所示。

设电容的初始电压c U ＝０，t ＝０时接通电源，由于电容电压不能突变，所以高、低触发端TH V ＝TL V ＝０<13ＶＣＣ，比较器Ａ1输出为高电平，Ａ２输出为低电平，即_1D R =，_0D S =（1表示高电位，0表示低电位），R S -触发器置１，定时器输出01u =此时_0Q =，定时器内部放电三极管截止，电源cc V 经1R ，2R 向电容Ｃ充电，c u 逐渐升高。

实验3.12 555电路应用一、实验目的：1. 了解555电路的工作原理。

2. 学会分析555电路所构成的几种应用电路工作原理。

3．掌握555电路的具体应用。

二、实验准备：555电路是一种常见的集模拟与数字功能于一体的集成电路。

只要适当配接少量的元件，即可构成时基振荡、单稳触发等脉冲产生和变换的电路，其内部原理图如图3.12.1所示，其中(1)脚接地，(2)脚触发输入，(3)脚输出，(4)脚复位，(5)脚控制电压，(6)脚阈值输入，(7)脚放电端，(8)脚电源。

图3.12.1555集成电路功能如表3.12.1所示。

表3.12.1：C10.033CR1R2Vcc 12345678555图5-2注：1.(5)脚通过小电容接地。

2.*栏对CMOS 555电路略有不同。

图3.12.2是555振荡电路，从理论上我们可以得出：振荡周期： C R R T ⋅+=)2(7.021...........................…….....3.12.1高电平宽度： C R R t W ⋅+=)(7.021 ..........................…….....3.12.2 占空比： q =21212R R R R ++............................................…......3.12.3图3.12.2 图3.12.3图3.12.3为555单稳触发电路，我们可以得出(3)脚输出高电平宽度为： RC t W 1.1=............................................................3.12.4三、计算机仿真实验内容：1. 时基振荡发生器：(1). 单击电子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条“Mixed ”按钮，如图3.12.4所示，从弹出的对话框“Family ”栏中选“TIMER ”，再在“Component ”栏中选“LM555CM ”，如图3.12.5所示，点击对话框右上角“OK ” 按钮将555电路调出放置在电子平台上。