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(整理)555定时器应用电路的设计与调试.

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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：
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周期：T=(R1+2R3+2RP)C2\1.43 频率：
最大占空比： tw1=Tk\T 最小占空比：tw2=t\T

波形
变换
电路

仿真电路

仿真结果
输入波形：

输出波形：
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周期：T=(R1+2R3+2RP)C2\1.43 频率：

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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 k，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 k C=0.1μF

时间为5 s 的正脉冲 R =51KΩ
C=0.1uF
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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。实际
电路的频率可调范围为750～1090HZ。完成以下内容：
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图12-4 555 定时器组成多谐振荡器
（1）电路设计。
（2）元器件清单。
（3）电路安装：要求根据设计原理图画出电路接线图，并检查，确保接线图正确。然
后根据电路接线图，合理布局，在万能板上焊接安装电路并调试电路，验证电路功能。
（4）电路测试：使用双踪示波器测试电路，并记录结果。
表12-3 脉冲信号源电路记录
问题
答案及理由

设计方案说明
555定时器组成的单稳态电路由输入脉冲信号的下降沿触发，
使其输出状态产生翻转，另外，在暂稳态过程结束前，u1必须
恢复为1，否则电路内的RS触发器为不确定状态，输出不能维
持0状态。因此这种单稳态电路只能用负窄脉冲触发。如果输
入脉宽大于输出脉宽，则输入端可加RC微分电路，使输入脉宽
变窄。

参数计算
电路原理图
（表明各器件
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参数）

器件清单
555芯片、总电阻14kΩ的电阻2个，0.1μF的电容1个
调试过程记录
（记录调试过
程中出现的故
障和处理方法
以及调试的最
终结果）

若出现电路图出不来，可用万用表查看连接线

555定时器2
引脚波形图及
参数
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555定时器3
引脚（输出信
号）波形图及
参数

自我评价 小组评价 教师评价
四、实践总结
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项目十三 RC振荡电路制作与调试
班 级 实验时间

成 绩 姓 名 学 号
指导老师

一、实践目标
1．会设计、安装与调试正弦波振荡电路，能用示波器观察与测量波形，并能排除振荡器应
用电路常见故障。

2．能熟练识别集成运放引脚，正确测试与使用集成运放。
2．爱护工具、器材、整理、清洁、习惯与素养
二、实践设备与材料
4． 工具
5． 器材
6． 仪器仪表
三、实践过程

（一）RC正弦波振荡电路分析与仿真
RC振荡器电路如图7-3所示。

R
1

1kΩ

C
1
1μF

1

R
2

1kΩ
1μF

C
2
R
4

6.2kΩ

3554AM
+12V
-12V
2
4

3
5

D
1
IN4001

D
2
IN4001

R
3
15kΩ

+
-
u
o

∞

图7-3 RC正弦波振荡实验电路
1．分析电路图，填写表7-1。
2．启动Multisim，创建并保存图7-3所示正弦波振荡电路。
3．用示波器观察起振及振荡过程，填写表7-1。注意，要将示波器的滑动块拖至最左端
观察起振过程。
表7-1 RC正弦波振荡电路分析与测试

问题 答案及理由
简述图 7.1.2 所示电
没电源输入，无波形啊
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路的工作原理，说明电
路各个元件作用

计算输出信号频率
如何改变输出信号的幅
度

如何改变输出信号的频
率

观察并记录uo波形
输出波形uo幅度、周期
计算频率

幅度：

周期：
频率：

测量并记录起振时间

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4．改变电路参数，观察起振及振荡过程，测量输出信号的幅度、周期（频率）、起振时
间，填写表7-2。
表7-2 不同参数下输出波形测量结果

改变R3
R3=10kΩ R3=30kΩ
幅度： 周期： 频率： 起振时间： 幅度：
周期：
频率：
起振时间：
结论：

改变R1 、
R1=R2=1kΩ R1=R2=2kΩ
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R2
幅度： 周期： 频率： 起振时间： 幅度：

周期：
频率：
起振时间：
结论：

设置D1、
D2为开路

画出输出波形

结论与原因
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（二）制作与调试RC正弦波振荡电路
训练要求：设计一个振荡频率为2kHz的RC正弦波振荡电路，自选集成运算放大器、电
阻等元器件，完成电路的安装与调试。
1. 根据制作要求，选择元器件，列出器件清单，画出电路原理图。
2. 准备元器件，检查各元件的好坏。
3. 装配电路，检查无误后，通过调试。结果记录于表7-3中。
表7-3 RC正弦波振荡电路制作与调试记录

问题 答案及理由

列出器件清单
说明集成运算放大
器型号、画出芯片
引脚图，并说明各
引脚功能

画出RC正弦波振荡
电路原理图，要求
注明各器件参数
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画出输出信号的波
形，并说明输出信
号的频率

RC振荡电路频率如
何计算？如何改变
输出信号的频率

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（三）LC正弦波振荡电路分析与仿真（课外完成）
LC振荡电路如图7-4所示。

+U
CC

C
1

R
B1

R
B2
R

E
C

E

C
1

L

C
2

R
C

图7-4 电容三点式LC振荡电路
请各位同学自行选择器件参数，启动Multisim，观察并记录输出信号波形，自行设计
表格记录测试结果。
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电路
连接

波形

四、实践总结

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555定时器的原理及三种应用电路

555定时器的原理及三种应用电路

试验十 555定时器的原理及三种应用实验内容1.连接施密特触发器电路，分别输入正弦波、锯齿波信号，观察并记录输入输出波形。

电路如下图：输入正弦波时的波形：输入三角波时的波形：2.设计一个驱动发光二级管的定时器电路，要求每接收到负脉冲时，发光管持续点亮二秒后熄灭。

由电路要求知要用单稳态触发器电路，脉冲宽度为Tw=1.1RC，选取R=2KΩ，C=1.1μF，电路如下所示：波形图如下：3.连接多放谐振荡电路电路，取R1=1KΩ，R2=10KΩ，C1=0.1μF，C2=0.2μF观察、记录VCr、Vo的同步波形，测出Vo的周期并与估算值进行比较。

改变参数R1=15KΩ，R2=5KΩ，C1=0.033μF，C2=0.1μF用示波器观察并测量输出波形的频率。

与理论值比较，算出频率的相对误差值。

电路如图所示：R1=1KΩ，R2=10KΩ，C1=0.1μF，C2=0.2μF时的波形图：实验模拟结果：Vo周期To=1.5ms，VCr周期Tc=1.5ms,F=1/T=0.67KHz 理论计算值为：T=0.7*（R1+2R2）*C1=1.47ms,频率f=1/T=0.68KHz频率的相对误差为：ІF-fІ/f=1.47%R1=15KΩ，R2=5KΩ，C1=0.033μF，C2=0.1μF时的波形图：实验模拟结果：Vo周期To=0.6ms期Tc=0.6ms,频率F=1/T=1.67KHz理论计算值为：T=0.7*（R1+2R2）*C1=0.5775频率f=1/T=1.73KHz频率的相对误差为：ІF-fІ/f=3.47%4.用NE556时基电路功能实现救护车警铃电路，用555的两个时基电路构成低频对高频调制的救护车警铃电路。

555 定时器电路应用

555 定时器电路应用

应用一555定时时间可大范围调节的定时器555定时时间可大范围调节的定时器介绍的电路是由555 电路和数字分频电路组成的可调式长延时定时器，它的最短定时时间为1 分钟，最长可达20 小时。

它采用电位器和挡位选择开关进行定时设置，定时设置分为三挡，每一挡位又可通过电位器进行细分。

第一挡的定时调节范围为1~12 分钟，第二挡定时调节范围为10~120 分钟，第三挡的定时调节范围为100 分钟~20 小时。

555定时时间可大范围调节的定时器电路组成如图2-95 所示。

电路组成与工作原理555定时时间可大范围调节的定时器电路由三部分组成:第一部分是由555 电路组成的脉冲振荡器，作为定时器的时基脉冲发生器;第二部分是由十进制计数器C04017 组成的10 级分频器，第三部分是由C04020 组成的14 级分频器。

时基脉冲发生器是由555 电路组成的时基脉冲振荡器，其振荡周期可用公式:T = 0. 693[R1 +2(R2 +RP)]C1来计算，将图中R1 、R2 ， RP 及C1 的数值代人公式并假定电位器RP 的动臂旋至最上方，则RP=0Ω，这时，T = 0.693[2.2 X 103 + 2 X 43 X 103 J X O. 12 X 10•= 7. 33ms 。

当电位器的动臂旋至最下方，RP=470kn 时，T = O. 693[2. 2X 103 + 2(43 十470) X 103 J X0.12 X 10•= 85. 5ms 。

这就是说，当电位器由on 调至470kn 时，它的时基调节范围为7. 33~85. 5ms ，这也就是SAl 在1 挡位时的调节量。

当SAl 在2 挡位时，由于电容变为C2 ，而C2 的容量为1. 2μF ，即Cz =10C 1 。

这样它的时基调节量就会变为73. 3~855ms 。

14 级2 分频器由14 位二进制串行计数/分频器CD4020 组成，其分频系数N=2 J3 =8192 。

数字电路与系统设计(实验九)555定时器

数字电路与系统设计(实验九)555定时器

实验九555定时器应用一、实验目的：1．了解555定时器的结构和工作原理。

2．掌握用555定时器组成的常用脉冲单元。

3．学习用示波器测量脉冲参数。

二、实验仪器：序号仪器或器件名称型号或规格数量1 逻辑实验箱 12 万用表 13 双踪示波器 14 555 25 电阻 46 电容 4三、实验原理：555定时器是一种将模拟功能与逻辑功能相结合的多用途单片集成电路，可以产生时间迟延和多种脉冲信号。

只要在外部配上几个适当的阻容元件，就可构成单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器等脉冲产生与整形电路。

555定时器的应用（1）用555定时器构成多谐振荡器多谐振荡器是一种无稳态电路，接通电源以后，无须外加触发信号，就能自动地不断翻转，产生矩形波。

由于这种矩形波中含有很多谐波分量，因此称之为多谐振荡器。

用555定时器构成多谐振荡器的电路见图9-4，其工作波形如图9-5所示。

暂稳态持续时间为：t W1=0.7(R1+R2)Ct W2=0.7R2C脉冲周期为：T= t W1+ t W2(2)用555定时器构成单稳态触发器单稳态触发器只有一个稳定状态，在外界触发脉冲作用下，电路由稳态翻转到暂稳态，暂稳态维持一段时间后，电路自动返回到稳态。

在输出端产生一个宽度为t W的矩形脉冲。

暂稳态维持时间的长短仅取决于电路本身的参数，而与外界触发脉冲无关。

用555定时器构成单稳态触发器的电路见图9-6，其工作波形如图9-7所示。

暂稳态持续时间为：t W=1.1RC占空比为：q= t W /T四、实验内容：1．用555定时器构成多谐振荡器，给定R1=R2=100K，C=5000p。

步骤：正确联接电路。

用示波器的一个探头接555的输入端2、6脚（vC端），另一个探头接555的输出端3脚（Q1端）。

要求：观察示波器，画出波形；从示波器显示的波形测量脉冲参数tW1、tW2、VOH、VOL，并与理论值比较，计算T、f。

连接电路如下所示：实验所得图:图像分析：实际测量：tw1=686.6ms tw2=214.0ms VOH-VOL=4.24VT= tw1+ tw2=900.6msf=1/T=1.11Hz理论值：tw1=0.7*(100+100)*103*4.7*10-6 s =658mstw2=0.7*100*103*4.7*10-6 s =329ms2．用555定时器构成单稳态触发器，给定R=100K，C=5000p。

集成定时器电路设计——555的应用

集成定时器电路设计——555的应用


tW1 tW2
T
图3 多谐振荡器
实验原理——555定时器的典型应用
4、构成占空比连续可调并能调节振荡频率的多谐振荡器 +5V
R1
RW
R2
2CP13×2
VD2
C 0.01μF
5.1kΩ
4
8
5.1kΩ
RD
VCC
4.7kΩ 7 Ct
VD1
555 OUT
3
6 TH2 TLUC NhomakorabeaUC
C0 5
1
0.01μF
DIS 导通 导通 保持 截止
实验原理——555定时器的典型应用
1、构成单稳态触发器
+VCC 8
5 VC 6 TH
2 TL 7 Ct
5kΩ
+ −
A1
5kΩ
+ −
A2
5kΩ T
R4D G1 G1
R
Q
Q
3 OUT
1 地
(a) 555电路的内部框图 图1
VCC Ct TH UC 8765 555 1234
•
555电路的内部框图如图1所示，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5kΩ的电阻器构成的分压
器提供。它们分别使高电平比较器的同相输入端
和低电平比较器的反相输入端组成参考电平比较
器（2/3和1/3）。 与的输出端控制RS触发器状态 和放电管开关状态。当输入信号自6脚，即高电平 触发器输入并超过参考电平2/3时，触发器复位，
47μF 0.01μF
o
TW
t
图2 单稳态触发器
实验原理——555定时器的典型应用