555定时器构成的占空比可调的方波发生器----实验报告

潍坊学院 电电子子技技术术课课程程设设计计说说明明书书 题题 目目 系系 部 部 专专 业 业 班班 级级 学生姓名学生姓名 学学 号号 指导教师指导教师 年 月 日 潍坊学院 0 目目 录录 1 设计内容 2 1 1 给出集成电路芯片的主要技术参数 熟悉 555 IC 芯片各引脚的功能 并逐 个说明 2 1 2 简要说明电路的工作原理及本电路能达到的实用功能 2 1 3 完成下列参数要求的电路设计 其中 实验室提供 1000Hz 的频率信号 2 2 1 设计电路原理图 2 2 2 在实验室提供的设备上安装电路并模拟运行 2 2 3 撰写实验报告 2 3 实验目的 2 3 1 熟悉 555 型集成时基电路结构 工作原理及其特点 2 3 2 掌握 555 型集成时基电路的基本应用 2 3 3 掌握由 555 集成时基电路组成的占空比可调的方波信号发生器 2 4 实验器材 2 5 实验原理 3 5 1 555 电路的工作原理 3 5 1 1 555 芯片引脚介绍 3 5 1 2 上述 CB555 定时器的工作原理可列表说明 5 5 1 3 占空比可调的方波信号发生器 5 6 实验内容及实验数据 7 6 1 设计内容及任务 7 6 2 实验数据 7 6 2 1 100HZ 仿真电路图 7 100HZ 仿真电路结果 8 6 2 2 1000HZ 仿真电路图 9 1000HZ 仿真电路结果 10 7 结论 11 8 参考文献 11 潍坊学院 1 1 1 设计内容 设计内容 1 11 1 给出集成电路芯片的主要技术参数给出集成电路芯片的主要技术参数 熟悉熟悉 555555 ICIC 芯片各引脚的功芯片各引脚的功 能能 并逐个说明并逐个说明 1 21 2 简要说明电路的工作原理及本电路能达到的实用功能简要说明电路的工作原理及本电路能达到的实用功能 1 31 3 完成下列参数要求的电路设计 完成下列参数要求的电路设计 其中 实验室提供 其中 实验室提供 1000Hz1000Hz 的频的频 率信号 率信号 A 当方波输出频率 f 100HZ 时 占空比 D 50 D50 时的输出波形 B 当方波输出频率 f 1KHZ 时 占空比 D 50 D50 时的输出波形 2 2 任务如下 任务如下 2 12 1 设计电路原理图 设计电路原理图 2 22 2 在实验室提供的设备上安装电路并模拟运行 在实验室提供的设备上安装电路并模拟运行 2 32 3 撰写实验报告 撰写实验报告 3 3 实验目的 实验目的 3 13 1 熟悉熟悉 555555 型集成时基电路结构 工作原理及其特点 型集成时基电路结构 工作原理及其特点 3 23 2 掌握掌握 555555 型集成时基电路的基本应用 型集成时基电路的基本应用 3 33 3 掌握由掌握由 555555 集成时基电路组成的占空比可调的方波信号发生器 集成时基电路组成的占空比可调的方波信号发生器 4 4 实验器材 实验器材 电阻 二极管 电容 555 芯片 示波器 等 潍坊学院 2 5 5 实验原理 实验原理 5 15 1 555555 电路的工作原理电路的工作原理 5 1 1 555 芯片引脚介绍 图 1 CB555 定时器 a 电路 b 引脚排列图 CB555 定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路 该电路使用灵活 方便 只需外接少量的阻容原件就可以构成单稳 多谐和施密特触发器 因而广泛用于信 号的产生 变换 控制和检测 潍坊学院 3 CB555 定时器含有两个电压比较器 C1和 C2 一个由与非门组成的基本 RS 触发器 一个与门 一个非门 一个放电晶体管 T 以及由 3 个 5K 的电阻组成的分压器 比 较器 C1的参电压为3 2 UCC 加在同相输入端 C2的参考电压为3 1 UCC 加在反向输入端 两 者均由分压器上取得 各引脚的功能如下 2 为低电平触发端 当 2 端的输入电压 u12高于3 1 UCC时 C2的输出为 1 1 当输入的电压 低于3 1 UCC时 C2的输出为 0 0 使基本 RS 触发器置1 1 6 为高电平触发端 当输入电压 u11低于UCC时 C1的输出为 1 1 当输入电压高 3 2 于UCC时 C1的输出为 0 0 使触发器置0 0 3 2 4 端为复位端 由此输入负脉冲 或使其电位低于 0 7 V 而使触发器直接复位 置 0 0 5 为电压控制端 在此端可外加一电压以改变比较器的参考电压 不用时 经 0 01 F 的电容接 地 以防止干扰的引入 7 为放电端 当与门的输出端为 1 1 时 放电晶体管 T 导通 外接电容元件通过 T 放电 3 为输出端 输出电流可达 200 mA 由此可直接驱动继电器 发光二极管 扬 声器 指示灯等 输出高电压约低于电源电压UCC1 3 V 8 为电源端 可在 5 18 V 范围内使用 1 为接 地 端 也就是说 1 脚 外接电源负极或接地 GND 2 脚 TR 触发输入 3 脚 输出端 OUT 或 Vo 4 脚 RD 复位端 移步清零且低电平有效 当接低电平时 不管 TR TH 输入什 么 电路总是输出 0 要想使电路正常工作 则 4 脚应与电源相连 5 脚 控制电压端 CO 或 VC 若此端外接电压 则可改变内部两个比较器的基 准电压 当该端不用时 应将该端串入一只 0 01 F 电容接地 以防引入干扰 6 脚 TH 高触发端 阈值输入 7 脚 放电端 8 脚 外接电源 VCC VDD 潍坊学院 4 5 1 2 上述 CB555 定时器的工作原理可列表说明 图 2 CB555 定时器的工作原理说明表 5 1 3 占空比可调的方波信号发生器 1 占空比可调的方波信号发生器电路图 RD u11u12 RD SD Q QuoT T 0 0 低电平电压 0 0 导通 1 1 3 2 UCC 3 1 UCC 0 01 10 0 低电平电压 0 0 导通 1 1 3 2 UCC 3 1 UCC 1 10 01 1 高电平电压 1 1 截至 1 1 3 1 UCC 1 11 1 保持保持保持 潍坊学院 5 图 3 利用 CB555 定时器设计方波电路原理图 2 占空比可调的方波信号发生器分析 如图 2 所示 电路只要一加上电压 VDD 振荡器便起振 刚通电时 由于 C 上 的电压不能突变 即 2 脚电位的起始电平为低电位 使 555 置位 3 脚呈高电平 C 通过 D1 对其充电 充电时间 压充到阈值电平 2 3 VDD 时 555 A RCRt A 7 0 充 10 潍坊学院 6 复位 3 脚转呈低电平 此时 C 通过 Dl RB 555 内部的放电管放电 放电时间 则振荡周期为 CRt B 7 0 放放充 ttT 占空比 频率 BA A RR R T t D 充 CRRT f BA 43 11 6 6 实验内容及实验数据实验内容及实验数据 6 16 1 设计内容及任务设计内容及任务 用 555 芯片 二极管 电阻等器件设计占空比可调的方波信号发生器 6 26 2 实验数据实验数据 6 2 1 100HZ 仿真电路图 潍坊学院 7 图 4 100HZ Multisim 电路图 100HZ 仿真电路结果 图 5 占空比为 50 的方波波形 潍坊学院 8 图 6 占空比大于 50 的方波波形 图 7 占空比小于 50 的方波波形 6 2 2 1000HZ 仿真电路图 潍坊学院 9 图 8 1000HZ Multisim 电路图 1000HZ 仿真电路结果 图 9 占空比为 50 的方波波形 潍坊学院 10 图 10 占空比大于 50 的方波波形 图 11 占空比小于 50 的方波波形 潍坊学院 11 7 7 结论结论 通过这次设计性实验 使我深入了解了 555 定时器的内部结构及占空比设计方 波的工作原理 加深了对课本理论知识的理解 锻炼了实践动手能力 理论知识与 实践设计相结合 培养了创新开发的思维 在于运用学习成果 检验学习成果 看 一看课堂学习与实