数电实验题目:实验九 555时基电路及其应用
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555时基电路及其应用实验报告一、导言555时基电路是一种常用的集成电路,广泛应用于各种电子设备中。
本实验旨在通过对555时基电路的实验搭建和应用实验,探索其工作原理和应用特点。
二、实验设备和材料1. 555时基电路芯片2. 电阻、电容和电感元件3. 电源、示波器和信号发生器等实验仪器4. 连接线等实验辅助材料三、实验步骤1. 555时基电路搭建实验根据555时基电路的原理图,将实验设备和材料连接起来。
按照标准的接线顺序,将电源、电阻、电容和555芯片等元件逐一连接。
注意检查接线是否正确,以确保电路能够正常工作。
2. 555时基电路测试接下来,将示波器连接到555芯片的输出引脚上,调节示波器的参数,观察波形的变化。
通过改变电阻和电容的数值,可以调节输出波形的频率和占空比。
记录下不同参数下的波形特征,并进行分析和比较。
3. 555时基电路应用实验在实验中,可以将555时基电路应用于脉冲发生器、定时器、频率计等实际电子电路中。
通过改变电路的连接方式和参数设置,可以实现不同的应用功能。
例如,可以将555时基电路连接到脉冲发生器电路中,生成稳定的脉冲信号;也可以将555时基电路作为定时器,控制电路的工作时间。
四、实验结果与分析1. 555时基电路工作特点通过实验观察,我们发现555时基电路可以产生稳定的方波信号。
在输入电压为5V的情况下,根据电路参数的不同设置,可以得到不同频率和占空比的输出波形。
通过改变电阻和电容的数值,可以调节频率的范围。
而通过改变电路的连接方式,如添加电感元件,可以实现更丰富的波形变化。
2. 555时基电路的应用实验结果通过将555时基电路应用于脉冲发生器和定时器电路中,我们成功实现了不同功能的电路设计。
脉冲发生器可以产生稳定的脉冲信号,其频率和占空比可以通过调节电路参数来控制。
定时器电路可以在预设的时间段内控制其他电路的工作状态。
五、实验结论通过本次实验,我们了解了555时基电路的工作原理和应用特点。
时基电路及其应用实验报告一、实验目的本次实验旨在深入了解时基电路的工作原理、特性以及其在实际应用中的多种功能。
通过实验操作和数据分析,掌握时基电路的使用方法,培养实际动手能力和电路分析能力。
二、实验原理1、时基电路概述时基电路是一种能够产生精确时间间隔的集成电路,最常见的时基电路是 555 定时器。
它由分压器、比较器、RS 触发器和输出级等部分组成。
2、 555 定时器的工作原理555 定时器的工作电压范围较宽,在 45V 18V 之间。
其内部的两个比较器将电源电压进行分压,分别与外部输入的控制电压进行比较,从而决定 RS 触发器的状态,进而控制输出端的电平。
3、时基电路的基本工作模式单稳态模式:在触发信号作用下,输出一个固定宽度的脉冲。
多谐振荡器模式:产生一定频率的方波信号。
施密特触发器模式:对输入信号进行整形和变换。
三、实验器材1、 555 定时器芯片2、电阻、电容若干3、示波器4、电源5、面包板6、导线若干四、实验步骤1、单稳态电路实验按照电路图在面包板上搭建单稳态电路,选择合适的电阻和电容值。
给触发端施加一个触发信号,用示波器观察输出端的脉冲宽度。
改变电阻或电容的值,观察脉冲宽度的变化,并记录相关数据。
2、多谐振荡器实验搭建多谐振荡器电路,选择合适的电阻和电容值。
用示波器观察输出端的方波信号,测量其频率和占空比。
调整电阻或电容的值,研究频率和占空比的变化规律。
3、施密特触发器实验构建施密特触发器电路,输入不同幅度和形状的信号。
用示波器观察输入和输出信号的波形,分析施密特触发器的整形效果。
五、实验数据及分析1、单稳态电路当电阻 R =10kΩ,电容 C =01μF 时,触发后输出脉冲宽度约为11ms。
增大电阻值,脉冲宽度增加;减小电容值,脉冲宽度减小。
2、多谐振荡器R1 =10kΩ,R2 =100kΩ,C =001μF 时,输出方波频率约为5kHz。
增大电容值,频率降低;改变电阻比值,频率和占空比均发生变化。
555时基电路的研究与应用
555时基电路的研究主要包括对其工作原理、特性以及参数的深入研究。
首先,555时基电路是基于固定的RC元件,通过电压比较和开关控
制来实现定时功能。
当输入触发信号达到一定阈值时,555定时器的输出
反转,从而开始计时。
当计时达到设定时间后,输出再次反转。
其次,
555时基电路具有多种工作模式,包括单稳态、连续运行、单拍模式等,
通过调节电阻、电容和电源电压等参数,可以实现不同的功能。
1.脉冲发生器:555时基电路可以用来产生方波、脉冲、震荡信号等。
通过调节电容和电阻的参数,可以控制输出信号的频率、占空比等。
2.延时电路:555时基电路可以用来实现延时功能,比如延时开关、
延时报警器等。
通过调节电容和电阻的数值,可以实现不同的延时时间。
3.频率测量器:通过接收外部信号,并利用555时基电路的频率计数
功能,可以用来测量外部信号的频率。
4.电压稳定器:555时基电路可以实现电压稳定器功能,在一定条件下,通过调节电阻和电容,稳定输出电压。
5.温度计:利用555时基电路的特性,通过测量温度传感器输出的电
压信号,可以实现温度测量。
需要注意的是,555时基电路虽然功能强大,但其精度相对较低。
因此,在实际应用中,需要根据具体需求进行适当的校准和调试。
总体来说,555时基电路是一种非常实用的电路设计工具,其研究和
应用涉及到电路设计、信号调节、数字计时等众多领域。
随着科技的发展
和应用的推广,555时基电路在各行各业都有着广泛的应用前景。
《数字电路》555时基电路实验一、实验目的1、掌握555时基电路的结构和工作原理,学会对此芯片的正确使用。
2、学会分析和测试用555时基电路构成的多谐振荡器、单稳态触发器、R-S触发器等三种典型电路。
二、实验原理实验所用的555时基电路芯片为NE556,同一芯片上集成了二个各自独立的555时基电路,各管脚的功能简述如下(参见图12-1和图12-2):,输出端OUT端呈低电平,DIS端导通。
TH:高电平触发端,当TH端电压大于2/3VCCTR:低电平触发端,当TR端电平小于1/3V CC时,输出端OUT端呈高电平,DIS端开断。
DIS:放电端,其导通或关断,可为外接的RC回路提供放电或充电的通路。
R:复位端,R=0时,OUT端输出低电平,DIS端导通。
该端不用时接高电平。
VC:控制电压端,VC接不同的电压值可改变TH、TR的触发电平值,其外接电压值,该端不用时,一般应在该端与地之间接一个电容。
范围是0~VCCOUT:输出端。
电路的输出带有缓冲器,因而有较强的带负载能力,可直接推动TTL、CMOS电路中的各种电路和蜂鸣器等。
:电源端。
电源电压范围较宽,TTL型为+5V~+16V,CMOS型为+3~+18V,本实验 VCC= +5V。
所用电压VCC芯片的功能如表12-1所示,管脚如图12-1所示,功能简图如图12-2所示。
表12-1图12-1 时基电路芯NE556管脚图图12-2 时基电路功能简图图12-3 测试接线图图12-4 多谐振荡电路555时基电路的应用十分广泛,在波形产生、变换、测量仪表、控制设备等方面经常用到。
采用555时基电路构成的多谐振荡器、单稳态触发器和R-S触发器的电路分别见图12-4、图12-6和图12-7。
由555时基电路构成的多谐振荡器的工作原理是:利用电容充放电过程中电容电压的变化来改变加在高低电平触发端的电平的变化,使555时基电路内RS触发器的状态置“1”、置“0”,从而在输出端获得矩形波。
555时基电路的应用
555时基电路是一种多用途的集成电路,因为其设计新颖,构思奇巧,用途广泛,备受电子专业设计人员和电子爱好者的青睐,被戏称为伟大的小IC。
其工作原理与应用如下:
1.简易催眠器:555时基电路可以构成一个极低频振荡器,输出
一个个短的脉冲,使扬声器发出类似雨滴的声音。
雨滴声的速度可以通过100K电位器来调节到合适的程度。
如果在电源端
增加一简单的定时开关,则可以在使用者进入梦乡后及时切断电源。
2.直流电机调速控制电路:这是一个占空比可调的脉冲振荡器。
电机M是用它的输出脉冲驱动的,脉冲占空比越大,电机电驱电流就越小,转速减慢;脉冲占空比越小,电机电驱电流就越大,转速加快。
因此调节电位器RP的数值可以调整电机的速
度。
如电极电驱电流不大于200mA时,可用CB555直接驱动;
如电流大于200mA,应增加驱动级和功放级。
3.电源:555时基电路是一种将模拟电路和数字电路巧妙结合在
一起的电路,可以采用4.5~15V的单独电源,也可以和其它
的运算放大器和TTL电路共用电源。
一个单独的555时基电
路,可以提供近15分钟的较准确的定时时间。
4.脉冲发生器、方波发生器、单稳态多谐振荡器、双稳态多谐振
荡器、自由振荡器、内振荡器、定时电路、延时电路、脉冲调制电路、仪器仪表的各种控制电路及民用电子产品、电子琴、电子玩具等。
此外,中文名555时基电路,类别是组合集成电路。
如需了解更多关于555时基电路的应用,建议咨询电子工程师或者查阅电子相关书籍获取更多信息。
实验九 555时基电路及其应用一、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。
2. 掌握555集成时基电路的典型应用。
二、实验原理集成定时器是一种模拟、数字混合型的中规模集成电路,在波形产生、整形、变换、定时及控制系统中有着十分广泛的应用。
只要外接适当的电阻电容等元件,可方便地构成单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器等脉冲产生或波形变换电路,由于内部电压标准使用了三个5k 电阻,故取名555电路。
定时器有双极型和CMOS 两大类,其结构和工作原理基本相似。
通常双极型定时器具有较大的驱动能力,而CMOS 定时器则具有功耗低,输入阻抗高等优点。
几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555和556;所有的CMOS 产品型号最后四位数码都是7555和7556,二者的逻辑功能和引脚排列完全相同,易于互换。
双极型集成时基电路的电源电压为U CC =+5V~+15V ,输出的最大电流可达200mA ;CMOS 型的集成时基电路电源电压为U CC =+3V~+18V 。
555的内部电路框图如图9-1所示,从图中可见,它含有两个高精度电压比较器A 1、A 2,一个基本RS 触发器G 1、G 2及放电晶体管T D 。
比较器的参考电压由三只5kΩ的电阻的分压提供,它们分别使比较器A 1的同相输入端和A 2的反相输入端的电位分别为31U CC 和32U CC ,如果在引脚5外加控制电压,就可以方便的改变两个比较器的比较电平,若控制电压端5不用时需在该端与地之间接入约0.01μF 的电容,以清除外接干扰,保证参考电压稳定值。
比较器的状态决定了基本RS 触发器的输出,基本RS 触发器的输出一路作为整个电路的输出,另一路控制晶体管T D 的导通与截止,T D 导通时给接在7脚的电容提供放电通路。
这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路。
集成定时器的典型应用 1.单稳态触发器单稳态触发器在外来脉冲作用下,能够输出一定幅度与宽度的脉冲,输出脉冲的宽度就是暂稳态的持续时间t W 。
555时基电路的研究与应用首先,555时基电路是一种多功能的集成电路,由比较器、RS触发器和电压比较器组成。
它可以根据输入的电压来控制输出的频率和占空比。
其中555时基电路有两种工作模式,分别是单稳态和多谐振荡模式。
在单稳态模式下,输入一个短脉冲,电路将输出一个持续时间较长的方波脉冲;而在多谐振荡模式下,输入一个方波信号,电路将输出一个频率和占空比都可调的脉冲信号。
555时基电路的研究主要集中在以下几个方面:1.电路稳定性研究。
由于555时基电路广泛应用于各种计时和计数系统中,因此其稳定性是至关重要的。
研究者通过改变电路元件的参数,设计不同的反馈电路来提高电路的稳定性。
2.输入输出特性研究。
研究555时基电路输入输出特性可以帮助我们更好地了解电路的工作原理,为电路的应用提供指导。
3.电路参数优化研究。
通过对555时基电路的参数进行优化,可以提高电路的性能,使其更适用于实际应用。
例如,通过改变电阻和电容的数值,可以改变电路的频率和占空比等参数。
除了研究方面,555时基电路在实际应用中也有广泛的应用。
以下是555时基电路的几个典型应用:1.脉冲产生器。
555时基电路可以产生具有较高频率和较长占空比的脉冲信号,广泛应用于脉冲电路中。
例如脉冲宽度调制(PWM)电路、计数器、频率测量等。
2.计时器。
555时基电路可以用来制作各种计时器,如秒表、闹钟等。
通过调节电路的频率和占空比,可以实现不同的计时功能。
3.频率分频器。
555时基电路可以通过改变电路的工作模式,将输入信号的频率分频为较低的频率。
这在数字电子技术中非常有用,可以实现信号的分频和计数功能。
4.亮度调节器。
通过改变555时基电路的占空比,可以实现对LED灯、液晶屏等显示器件的亮度调节。
综上所述,555时基电路作为一种功能丰富和可靠性高的集成电路,在电子行业中具有广泛的研究和应用。
通过对其稳定性、输入输出特性和参数优化的研究,可以进一步提高电路的性能和可靠性。
XXXXXX实验报告学院:专业:班级:成绩:姓名:学号:组别:组员:实验地点:实验日期:指导教师签名:实验八项目名称:555时基电路及其应用一、实验目的1、熟悉555型集成时基电路结构、工作原理及其特点2、掌握555型集成时基电路的基本应用二、实验设备1、数字电路实验箱2、数字示波器3、信号发生器4、 555×2 2CK13×2 电位器、电阻、电容若干三、实验内容及步骤1、多谐振荡器按图8-3接线,用双踪示波器观测vc 与vo的波形,并简要画出vc与vo的波形,测定频率。
(信号周期理论计算公式:T=tw1+tw2, tw1=0.7(R1+R2)C, tw2=0.7R2C)表8-2 多谐振荡器实验数据Vs黄色 Vo蓝色2、施密特触发器按图8-6接线,输入信号由信号发生器提供,预先调好vS的频率为1KHz,接通电源,逐渐加大vS 的幅度,观测输出波形,简要画出vS和v o的波形,依照图8-7,测绘电压传输特性。
四、实验总结分析、总结555集成芯片实验结果:T=tw1+tw2, tw1=0.7(R1+R2)C, tw2=0.7R2C已知555电路要求R1 与R2 均应大于或等于1KΩ,但R1+R2应小于或等于3.3MΩ本实验中,R1及R2均取5.1KΩ,C为0.1u。
由已知数据可以演算出理论值即信号周期为107.1 us,高电平持续时间为71.4 us,低电平持续时间为35.7 us。
通过软件仿真可得相关测量数据。
即即信号周期为106.756 us,高电平持续时间为71.212 us,低电平持续时间为36.102 us。
555定时器主要是与电阻、电容构成充放电电路,并由两个比较器来检测电容器上的电压,以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。
这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路,可方便地构成单稳态触发器,多谐振荡器,施密特触发器等脉冲产生或波形变换电路。
实验九 555时基电路及其应用
姓名: 班级: 学号:
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。
2. 掌握555集成时基电路的典型应用。
二、实验原理
集成定时器是一种模拟、数字混合型的中规模集成电路,在波形产生、整形、变换、定时及控制系统中有着十分广泛的应用。
只要外接适当的电阻电容等元件,可方便地构成单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器等脉冲产生或波形变换电路,由于内部电压标准使用了三个5k 电阻,故取名555电路。
定时器有双极型和CMOS 两大类,其结构和工作原理基本相似。
通常双极型定时器具有较大的驱动能力,而CMOS 定时器则具有功耗低,输入阻抗高等优点。
几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555和556;所有的CMOS 产品型号最后四位数码都是7555和7556,二者的逻辑功能和引脚排列完全相同,易于互换。
双极型集成时基电路的电源电压为U CC =+5V~+15V ,输出的最大电流可达200mA ;CMOS 型的集成时基电路电源电压为U CC =+3V~+18V 。
555的内部电路框图如图9-1所示,从图中可见,它含有两个高精度电压比较器A 1、A 2,一个基本RS 触发器G 1、G 2及放电晶体管T D 。
比较器的参考电压由三只5kΩ的电阻的分压提供,它们分别使比较器A 1的同相输入端和A 2的反相输入端的电位分别为
3
1
U CC 和3
2
U CC ,如果在引脚5外加控制电压,就可以方便的改变两个比较器的比较电平,若控制电压端5不用时需在该端与地之间接入约0.01μF 的电容,以清除外接干扰,保证参考电压稳定值。
比较器的状态决定了基本RS 触发器的输出,基本RS 触发器的输出一路作为整个电路的输出,另一路控制晶体管T D 的导通与截止,T D 导通时给接在7脚的电容提供放电通路。
这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路。
集成定时器的典型应用 1.单稳态触发器
单稳态触发器在外来脉冲作用下,能够输出一定幅度与宽度的脉冲,输出脉冲的宽度就是暂稳态的持续时间t W 。
图9-2为由555定时器和外接定时元件R 、C 构成的单稳态触发器。
在输入u i 端未加触发信号时,电路处于初始稳态,单稳态触发器的输出u O 为低电平。
当在u i 端加入具有一定幅度的负脉冲时,在TR 端出现一个尖脉冲,使该端电位小于
3
1
U CC ,从而使比较器A 2触发翻转,触发器的输出u O 从低电平跳变为高电平,暂稳态开始。
电容C 开始充
电,u C 按指数规律增加,当u C 上升到
3
2
U CC 时,比较器A 1翻转,触发器的输出u O 从高电平返回低电平,暂稳态终止。
同时内部电路使电容C 放电,u C 迅速下降到零,电路回到初始稳态,为下一个触发脉冲的到来作好准备。
暂稳态的持续时间t W 取决于R 、C 的大小, 即:t W =1.1RC 。
通过改变R 、C 的大小,可使延时时间在几个微秒到几十分钟之间变化。
当这种单稳态电路作为计时器使用时,可直接驱动小型继电器,并可以使用复位端(4脚)接地的方法来终止暂态,重新计时。
V CO V O
V i1( V i2(TR V'O (R
图9-1 555的内部电路框图
2.多谐振荡器
和单稳态触发器相比,多谐振荡器没有稳定状态,只存在两个暂稳态,且无须用外来触发信号进行触发,多谐振荡器电路如图9-4所示。
利用电源通过R 1、R 2向C 充电,以及C 通过R 2向C 0放电,使电路能自动交替翻转,电容C 在31U CC 和3
2
U CC 之间充电和放电,两个暂稳态轮流出现,输出矩形脉冲。
输出信号的充电(输出为高电平)时间:t W1=0.7(R 1+R 2)C 。
放电(输出为低电平)时间:t W2=0.7 R 2C 。
振荡周期:T=t W1+t W2=(R 1+R 2)C+0.7 R 2C=0.7(R 1+2R 2)C 。
振荡频率:f 0=
T 1
=C
)R 2R (7.0121 。
3.施密特触发器
图9-6为使用555定时器及外接阻容元件构成的施密特触发器电路,若被整形变换的电压u S 为正弦波,其正半周通过二极管D 同时加到555定时器的2脚和6脚,得到的
u i 为半波整流波形。
当u i 上升到
32U CC 时,u O 从高电平变为低电平;当u i 下降到3
1U CC 时,u O 又从低电平翻转为高电平。
施密特触发器电路的回差电压为:ΔU=
32U CC -31U CC =3
1
U CC 三、实验仪器及器件
1. DS1052E 型示波器
2. DG1022型双通道函数/任意波形发生器
3. EL -ELL -VI 型数字电路实验系统
4. 集成电路芯片: 555定时器 电阻、电容、二极管若干
四、实验内容及步骤
1.555定时器构成单稳态触发器
(1)选555集成电路芯片,并在备件区中分别找出与图9-2所给电路参数相同的电
阻、电容和二极管(即R=1k Ω,C=0.1μf ),参照555的引脚图,按图9-2连接电路,检查无误后接通电源进行实验。
在电容C 1端加入输入信号V i ,V i 为1kHz ,幅值为5V 的连续脉冲。
用示波器观测输入信号V i 、电容C 端的波形V C 和输出端的波形V O ,将所测波形记录于图9-3中,测量V C 、V O 的幅度与暂稳态的持续时间t W 标于图中。
(VCC=5V,仿真图,可看出示波器显示)
O
V
CC
V V V
图9-2 单稳态触发器 图9-3 单稳态触发器波形图
2、555定时器构成多谐振荡器
使用555集成电路芯片,按图9-4连接实验电路,检查无误后接通电源进行实验。
V O
5.1k
R 1CC
C 0.01µf
V V 5.1k R 2
图9-4 多谐振荡器 图9-5 多谐振荡器波形图
用示波器观察V C 和V O 的波形,并按时间关系将其绘于图9-5中。
测量并记录V C 的上、下限幅值V CH 和V CL ;输出信号的幅值V O 及时间参数:充电时间t W1、放电时间t W2,振荡频率f 0,与理论值比较。
(VCC=5V,仿真图,可看出示波器显示)
555电路要求R 1与R 2均应大于1k Ω,但R 1+R 2应小于或等于3.3M Ω。
外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性,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应用很广。
五、预习要求
1. 复习教材中有关555定时器的工作原理及其典型应用的部分内容。
2. 熟悉555定时器的功能及引脚排列。
3. 根据图9-2、9-4所给出的电路参数,计算出单稳态触发器、多谐振荡器及施密特触发器输出各参数的理论值。
六、实验报告要求
1. 定量绘出实验内容中所要求描绘的单稳态触发器和多谐振荡器的波形,并按时间关系详细标注各个参数。
2. 说明图9-2中R 1、C 1的作用,画出单稳态触发器的实际触发波形(即555定时器的第二脚TR 端的波形)。
3. 说明图9-4所示的多谐振荡器输出波形的占空比为80%时,各元器件的参数应如何改变?。