555定时器构成的多谐振荡器-(时钟)

电子课程设计 电子秒表 学院 电子信息工程学院 专业 班级 电气 121501 班 姓名 景国阳 学号 201215010109 指导教师 李小松 2014 年 12 月 555 定时器构成的多谐振荡器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 原理一 原理 1 555 定时器内部结构定时器内部结构 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 5的K 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 1 A 2 A 1 A 2 3 cc V 加在同相输入端 比较器的参考电压为 加在反相输入端 比较器由两个结构相 2 A 1 3 cc V 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 1 A 2 A 1 A 电压比较后 其结果作为基本 R S 触发器端的输入信号 低电平触发信号加在的同 DR 2 A 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 触发器端的输入信 D S 号 基本 R S 触发器的输出状态受比较器 的输出端控制 1 A 2 A 2 多谐振荡器工作原理 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 t 时接通电源 由于电容电压不能突变 所以高 低触 c U 发端 比较器 1输出为高电平 输出为低电平 即 TH V TL V 1 3 1DR 1 表示高电位 0 表示低电位 触发器置 定时器输出此时 0 DS RS 0 1u 定时器内部放电三极管截止 电源经 向电容 充电 逐渐升高 当 0Q cc V 1 R 2 R c u 上升到时 输出由 翻转为 这时 触发顺保持状态不 c u 1 3 cc V 2 A 1D D RS RS 变 所以 0 t2V 小大 0 980由 0 35V 突变为 0 043V 大小 0 975由 0 35V 突变为 1 24V 1V 保持原来的 1 41V 左右 低电位 0 U 在 0 5V 到 4V 之间改变 TH U 保持原来的 0 041V 左右 高电位 0 U 在 0 5V 到 4V 之间改变 TH U 2 3 cc V 1 3 cc V低电位 2 3 cc V 1 3 cc V高电位 1 3 cc V保持原状态不变 1 3 cc V保持原状态不变 表 2 2 555 定时器构成的多谐振荡器定时器构成的多谐振荡器 实验中得出某一组波形的数据如下 T1 370 5 T2 249 0 T T1 T2 619 5 f 1 605 1 t uS 2 t uSuS Z KH U0 2 44V Uc 2V R1 1 25 K 0 1V 1V R2 2 36 0 U c UK 由上原理中的周期公式计算理论周期和频率 已知 C 0 15UF R1 1 25 R2 2 36K K 379 1 112 0 7 TRR C uS 247 8 22 0 7TR C uS 626 9 12 TTT uS 1 595KHZ 0 1 f T 得出实验频率的相对误差 100 0 6 0 0 r ff E f 实验得出的波形如右图 F 输出矩形波的占空比 0 6 q 12 12 2 RR RR 5 5 实验分析 实验分析 1 多谐振荡器巧妙地运用了电容的冲放电及与非门的通断条件把直流电转换成脉冲信号 此脉冲信号经