555集成定时器及其应用

时间：90分钟

一、实验目的
１．熟悉555型集成定时器的组成及工作原理。
２．掌握555定时器电路的基本应用。

二、实验要求
1．掌握555集成定时器的工作原理
2．掌握单稳触发器，多谐振荡器的工作原理。

三、实验原理
1．555定时器的工作原理。
555定时器是一种数字与模拟混合型的中规模集成电路，应用广泛。外加电阻、电容等元件可以构成多谐振荡器，单稳电路，施密特触发器等。
555定时器原理图及引线排列如图9、1所示。其功能见表9、1。定时器内部由比较器、分压电路、RS触发器及放电三极管等组成。分压电路由三个5K的电阻构成，分别给A1和A2提供参考电平2/3VCC和1/3VCC。A1和A2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脚输入大于2/3VCC时，触发器复位，3脚输出为低电平，放电管T导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3VCC时，触发器置位，3脚输出高电平，放电管截止。
4脚是复位端，当4脚接入低电平时，则V0=0；正常工作时4接为高电平。
5脚为控制端，平时输入2/3Vcc作为比较器的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制。如果不在5脚外加电压通常接0.01μF电容到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，确保参考电平的稳定。

图9、1 555定时器内部框图

图9、2 555定时器引脚排列

表9、1 555定时器的功能表

2．典型应用
（1）构成单稳态触发器
电路如图9、2所示，接通电源→电容C充电（至2/3Vcc）→RS触发器置0→V0=0，T导通，C放电，此时电路处于稳定状态。当2加入VI<1/3Vcc时，RS触发器置1，输出V0=1，使T截止。电容C开始充电，按指数规律上升，当电容C充电到2/3Vcc时，A1翻转，使输出V0=0。此时T又重新导通，C很快放电，暂稳态结束，恢复稳态，为下一个触发脉冲的到来作好准备。其中输出V0脉冲的持续时间tw=1.1RC,一般取R=1kΩ--10MΩ，C>1000PF,只要满足VI的重复周期大于tp0 ,电路即可工作，实现较精确的定时。

图9、3单稳态触发器

图9、4多谐振荡器

(2)多谐振荡器
电路如图9、4所示，电路无稳态，仅存在两个暂稳态，亦不需外加触发信号，即可产生振荡（振荡过程自行分析）。电容C在1/3Vcc--2/3Vcc之间充电和放电，输出信号的振荡参数为：
周期T=0.7 C(R1+2R2)
频率f=1/T=1.44/(R1+2R2)C,
占空比D=( R1+R2 )/( R1+2R2)。
555电路要求R1与R2均应大于或等于1kΩ，使R1+R2应小于或等于3.3MΩ。

四、实验仪器设备
１．数字电路实验台。

２．555定时器，电阻，电容，二极管，连接线若干。

３．信号发生器。

４．双踪示波器。

五、测试内容及方法

１．单稳态触发器

取R=5.1K, C=0.1uF，输入f=1KHz，5MV的方波信号，用示波器观察Vi,Vc,Vo，测定幅度及脉宽，画出各点波形图。

2．多谐振荡器
按图9、4连接电路，用双踪示波器观察VC和VO波形，测定频率，画出各点波形图。

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