利用555设计模数转换器

《国外电子元器件》2006年第12期2006年12月●应用与设计1引言目前,通用的A/D转换器如ADC0809、ADC0804等输入电压仅在0V￣5V之间,而在实际应用中往往会遇到需要转换的电压超过+5V。

传统的方法是将输入电压进行变换,使其在0V￣5V之间,以满足A/D转换器的输入要求。

本文介绍一种利用555定时器和单片机构成的A/D转换器,其A/ D转换的输入电压范围为4V￣18V。

2A/D转换器的组成基于单片机和555定时器的A/D转换器的组成原理如图1所示。

本文选用单片机为AT89C51。

图1中,单片机AT89C51和555定时器构成一路16位A/D转换器,其实现A/D 转换的基本思想是:当输入电压Vi不同时,555定时器输出脉宽不同的矩形脉冲波,加到单片机AT89C51的外部中断输入端INT0。

AT89C51对脉宽进行测量,得到一个16位的数字量,完成对输入信号的A/D转换。

不同的输入电压对应的脉宽不同,得到的数字量也不相同。

3实现A/D转换的原理3.1实现模拟电压到脉冲宽度的转换555定时器实现模拟电压到脉冲宽度转换的原理如图2所示。

输入的模拟电压经过电阻R1、R2后加到555定时器的输入端V i1和Vi2,按照555定时器多谐振基于单片机和555定时器的A/D转换器设计肖丽仙(楚雄应用技术学院,云南楚雄675000摘要:为克服在A/D转换中输入电压范围窄的问题,介绍了一种采用单片机AT89C51和NE555定时器构成的A/D转换器。

详细分析了其工作原理和A/D转换的特性。

该A/D转换器对低频输入信号在较高电压范围内具有一定的实用价值。

关键词:单片机;A/D转换;AT89C51;NE555中图分类号:TN79+2文献标识码:A文章编号:1006-6977(200612-0018-02 Design of A/D converter based on microcontroller unitand555timerXIAO Li-xian(Chuxiong Application and Technology College,Chuxiong675000,ChinaAbstract:Aiming at solving the problem of narrow input voltage range in A/D converter,A/D converter based on microcontroller and555timer was introduced.The theory and characteristics of A/D converter are analyzed.The A/D converter is of some applied value to low frequency and high voltage input sig-nals within a wide input voltage range.Key words:microcontroller;A/D converter;AT89C51;NE555图1A/D转换器的组成原理-18-图45Hz三角波图2输入电压到脉冲宽度的转换原理图3A/D转换控制流程图基于单片机和555定时器的A/D 转换器设计荡器的分析方法,图2中输出信号的脉宽为:取电源电压为5V ,则脉冲宽度为:从式(2可以看出,对一定范围的输入电压,输出信号的脉宽T 1与输入模拟电压V I 的大小近似成反比。

555芯片定时电路555芯片是一种广泛应用于定时电路的集成电路。

它具有可调节的稳定多谐振荡器和一个比较器，可以根据输入信号的频率和幅度来生成输出波形。

本文将介绍555芯片的工作原理、应用场景以及调节定时电路的方法。

一、555芯片的工作原理555芯片由电压比较器、RS触发器、RS锁存器、发生器和输出级组成。

当电源电压施加到芯片上时，发生器开始工作，产生一个方波信号。

根据输入引脚上的不同电平，比较器会判断方波信号的高低电平，从而改变输出引脚的电平状态。

通过调节外部电阻和电容，可以改变方波信号的频率和占空比，实现定时电路的功能。

二、555芯片的应用场景1. 脉冲发生器：555芯片可以产生各种各样的脉冲信号，如方波、正弦波、三角波等。

这些脉冲信号在实际应用中被广泛用于时钟信号、定时器、频率计等领域。

2. 延时器：通过调节外部电阻和电容，可以实现不同的延时功能。

这在需要控制设备启动或停止时间的场景中非常有用，如定时灯、定时开关等。

3. 调制解调器：555芯片可以实现调制解调器的功能，将模拟信号转换为数字信号，实现信息的传输和接收。

4. 脉冲宽度调制：通过调节电阻和电容的数值，可以改变输出方波信号的占空比，从而实现脉冲宽度的调制。

这在直流电机的速度控制、LED灯的亮度调节等方面有广泛的应用。

三、调节定时电路的方法1. 改变电阻值：通过改变电阻的数值，可以改变电荷和放电的速率，从而改变定时电路的周期和频率。

电阻值越大，周期越长，频率越低；电阻值越小，周期越短，频率越高。

2. 改变电容值：通过改变电容的数值，可以改变电荷和放电的时间常数，从而改变定时电路的周期和频率。

电容值越大，周期越长，频率越低；电容值越小，周期越短，频率越高。

3. 调节电源电压：改变电源电压的大小，可以改变芯片内部的电流流动速度，从而改变定时电路的周期和频率。

电压越高，周期越短，频率越高；电压越低，周期越长，频率越低。

总结：555芯片是一种功能强大的定时电路集成电路，具有广泛的应用场景。

555芯片功能及电路
555芯片具有多种功能，包括定时器、脉冲发生器和振荡器等。

它具
有三个独立的操作模式：单稳态（monostable）、震荡器（astable）和
双稳态（bistable）模式。

这些模式的切换由外部电阻和电容决定，因此555芯片可以根据用户的需求进行灵活的配置。

在单稳态模式下，555芯片可以用作延时触发器，即单脉冲发生器。

它可以在输入触发脉冲到达时生成一个固定宽度的输出脉冲。

这个功能在
许多应用中非常有用，比如脉冲测量、时间延迟和触发器控制等。

在震荡器模式下，555芯片可以产生一系列连续的脉冲，输出信号的
宽度和周期可以通过外部电阻和电容来控制。

这使得555芯片非常适合用
作时钟发生器、频率计数器和数字-模拟转换器（DAC）的参考时钟等应用。

在双稳态模式下，555芯片可以充当开关或触发器。

当输入信号到达时，输出将切换到另一个稳态，除非再次触发，否则保持在该稳态。

这使
得555芯片在前沿或下降沿触发的触发器电路中非常有用，例如计时器和
计数器。

555芯片的电路相对简单，它通常由几个外围元件组成。

最常见的电
路配置包括一个电阻、一个电容和一个比较器。

通过调整电阻和电容的值，可以调节输出脉冲的参数，例如宽度和频率。

此外，还可以添加其他元件，如放大器、开关和滤波器等，以增强电路的功能。

总之，555芯片是一个非常实用且功能强大的集成电路。

它可以用于
各种应用，包括定时、计时、控制和测量等。

其简单的电路配置和灵活的
功能使得它成为电子爱好者和工程师们常用的选择之一。

电容、电阻测量实验报告实验目的：1、掌握电容测量的方案，电容测量的技术指标2、学会选择正确的模数转换器3、学会使用常规的开关集成块4、掌握电阻测量的方案，学会怎样达到电阻测量的技术指标实验原理：一、数字电容测试仪的设计电容是一个间接测量量，要根据测出的其他量来进行换算出来。

1）电容可以和电阻通过555构成振荡电路产生脉冲波，通过测出脉宽的时间来测得电容的值T=kR CK和R是可知的，根据测得的T值就可以得出电容的值2）电容也可以和电感构成谐振电路，通过输入一个信号，改变信号的输入频率，使输入信号和LC电路谐振，根据公式W=1/ √LC就可以得到电容的值。

二、多联电位器电阻路间差测试仪的设计电阻是一个间接测试量，他通过测得电压和电流根据公式R=U/I得出电阻的值电阻测量分为恒流测压法和恒压测流法两种方法这两种方法都要考虑到阻抗匹配的问题1）恒流测压法输入一个恒流，通过运放电路输出电压值，根据运放电路的虚断原理得出待测电阻两端的电压值，就可以得出待测电阻的阻值。

2）恒压测流法输入一个恒压，通过运放电路算出电流值，从而得出电阻值方案论证：数字电容测试仪用555组成的单稳电路测脉宽用555构成多谐振荡器产生触发脉冲多谐振荡器产生一个占空比任意的方波信号作为单稳电路的输入信号。

T1=0.7*（R1+R2）*CT2=0.7*R2*C当R2〉〉R1时，占空比为50%单稳电路是由低电平触发，输入的信号的占空比尽量要大触发脉冲产生电路电容测试电路Tw=R*Cx*㏑3R为7脚和8脚间的电阻和待测电容Cx构成了充放电回路，这个电阻可以用一个拨档开关来选择电容的测试挡位。

当待测电容为一大电容时，选择一个小电阻；当电容较小时，选择一个较大的电阻。

使输出的脉宽不至于太大或者太小，用以提高测量的精度和速度。

R*C不能取得太小，R*C*㏑3≥T2，如果R*C取得太小，使得充放电时间太小，当来一个低电平时，电路迅速充电完毕，此时输入信号仍然处于低电平状态，输出电压为高电平，此时的脉宽就与RC无关，得到的C值就不是所要测的电容值。

项目十二 555定时器应用电路的设计与调试班 级 实验时间成 绩姓 名 学 号 指导老师一、实践目标1．能分析说明555定时器的内部结构、引脚功能；2．能按照要求选用555定时器及其它元器件组成多谐振荡器、施密特触发器、单稳态触发器；并能熟练测量、调整555定时器应用电路参数，分析和排除常见故障。

3．爱护工具、器材、整理、清洁、习惯与素养 二、实践设备与材料 1． 工具 2． 器材 3． 仪器仪表 三、实践过程1.555定时器应用电路仿真利用Multisim 软件完成下列电路的仿真，要求如下，结果填入表12－1中。

（1）波形产生电路：利用555定时器及一些辅助元件设计电路，产生频率为100KHz 、占空比可调的脉冲信号。

（2）波形变换电路：利用555定时器设计一波形整形器或变换器完成正弦波或三角波至方波的变换。

表12-3 脉冲信号源电路记录问题答案及理由波形产生电路仿真电路仿真结果输出波形：周期：T=(R1+2R3+2R P)C2\1.43 频率：最大占空比：t w1=T k\T 最小占空比：t w2=t\T波形变换电路仿真电路仿真结果输入波形：输出波形：周期：T=(R1+2R3+2R P)C2\1.43 频率：自我评价小组评价教师评价2.单稳态电路仿真与测试图12-3 555 定时器构成单稳态触发器如果用图12-3所示单稳态电路输出定时时间为1 s 的正脉冲，R = 27 kΩ，试确定定时元件C 的取值，并选择合适的电容。

若定时时间改为5 s 的正脉冲，C = 30uF，试确定定时元件R 的取值。

并通过仿真进行验证。

结果记录在表12-2中。

表12-2 单稳态电路仿真与测试电阻电容仿真波形及脉冲时间时间为1 s 的正脉冲R = 10 kΩC=0.1μF时间为5 s 的正脉冲R =51KΩC=0.1uF自我评价小组评价教师评价3.1kHZ的脉冲信号源电路的设计与制作理解图12-4所示电路，使用555电路为某TTL电路设计一个1kHZ的脉冲信号源。

555电路计算555电路计算是指利用555定时器芯片进行电路设计和计算，通常用来产生稳定的方波、脉冲和定时信号。

555电路计算可以帮助工程师选择合适的元件和参数，以满足特定的设计要求。

555定时器芯片是一种广泛应用于定时和脉冲发生器电路中的集成电路。

它的工作原理基于比较器、RS触发器和放大器等基本元件，可以实现多种工作模式，如单稳态、多稳态和连续振荡。

在实际应用中，我们通常需要针对不同的设计要求进行电路计算。

首先，我们考虑555定时器的基本工作模式：单稳态模式和连续振荡模式。

单稳态模式时，输出为一个脉冲信号，具有特定的宽度和周期。

连续振荡模式时，输出为一个稳定的方波信号，具有特定的频率和占空比。

对于单稳态模式，必须确定脉冲的宽度（T1）和稳定时间（T2）。

脉冲宽度由电容充电和放电的时间决定，可以通过以下公式计算：T1 = 1.1 * R1 * C1稳定时间取决于电容充电和放电的时间，可以通过以下公式计算：T2 = 0.693 * (R1 + R2) * C1其中，R1、R2是电阻值，C1是电容值。

通过选择合适的电阻和电容数值，可以实现所需的脉冲宽度和稳定时间。

对于连续振荡模式，必须确定频率（f）和占空比（duty cycle）。

频率由电容充电和放电的时间决定，可以通过以下公式计算：f = 1.44 / ((R1 + 2 * R2) * C1)占空比等于T1/T。

其中，T为周期，可以通过以下公式计算：T = 0.693 * (R1 + 2 * R2) * C1通过选择合适的电阻和电容数值，可以实现所需的频率和占空比。

在实际应用中，还需要注意选择合适的电源电压（Vcc），以及输入和输出电平的约束条件。

根据芯片的规格书和应用要求，可以确定其工作范围和限制条件。

除了基本的定时功能，555电路还可以通过连接外部元件实现更多的功能。

例如，可以通过连接外部电阻和电容调整定时参数，或者通过连接其他逻辑门实现逻辑功能。

一、概述1.1 背景介绍直流-直流（DC-DC）转换电路在电子设备中扮演着重要的角色，它能够将输入直流电压转换为不同电压级别的输出直流电压，被广泛应用于电源管理系统、通信设备、汽车电子等领域。

1.2 555定时器在电子电路中的作用555定时器作为一种集成电路在电子电路中具有广泛的应用，它具有稳定的性能和较高的可靠性，且易于使用和调试。

基于555定时器的DC-DC转换电路成为了研究和应用的热点。

二、基于555定时器的DC-DC转换电路设计原理2.1 555定时器原理简介555定时器是一种集成电路，由比较器、触发器和双稳态器等部分组成。

通过设置电阻和电容的数值，可以实现不同的工作模式，例如单稳态、多谐振等。

2.2 反激式DC-DC转换电路原理反激式DC-DC转换电路是一种常见的拓扑结构，通过变压器的磁耦合实现电压的转换。

其中，555定时器可以作为反激控制器使用，实现电源的稳定、高效转换。

三、基于555定时器的DC-DC转换电路设计与实现3.1 电源拓扑选择根据实际需求，可以选择不同的电源拓扑结构，如升压、降压、升降压等。

在基于555定时器的DC-DC转换电路设计中，通常会选择适合的反激拓扑结构。

3.2 电路参数计算设计反激式DC-DC转换电路需要考虑转换效率、输出稳定性、噪声等因素。

通过555定时器的参数设置和元件的选择，可以计算出电路的关键参数。

3.3 电路实现与调试根据设计参数，搭建实际的电路原型，并进行调试和测试。

通过观察波形、测量电压电流等方式，验证电路的性能和稳定性。

四、基于555定时器的DC-DC转换电路应用实例4.1 通信设备电源管理系统在通信设备中，稳定的电源是保证设备正常工作的基础。

基于555定时器的DC-DC转换电路可以提供稳定可靠的电源支持，保证通信设备的正常运行。

4.2 汽车电子电源转换汽车电子设备对电源的要求较高，需要稳定的电压输出以供各种电子设备使用。

基于555定时器的DC-DC转换电路可以在汽车电子系统中得到广泛的应用。