NE555多谐振荡电路课程设计要点

1、8错误！未定义书签。目录摘要21设计任务和要求41.1 :设计任务41.2 :设计要求42方案比较与论证42.1 :稳压电源通常由 42.2 :方案论证3.1 :设计思想3.2 :称功能模块错误！未定义书签。错误！未定义书签。4系统仿真4.1 :仿真原理图如下:5系统的组装错误！未定义书签。5.1: PCB版板图错误！未定义书签。6结论:参考文献：附录一：电路原理图:元件列表错误！未定义书签。错误！未定义书签。错误！未定义书签。3硬件设计摘要：随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的 关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率

2、先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备 电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技 术的迅速发展，555是一种应用特别广泛作用很大的的集成电路，属于小规模集成电路，在很多电子产品中都有应用。ne555的作用是用内部的定时器来构成时基电路，给其他的电路提供时序脉冲，而开关电源（英文： Switchi ng Mode Power Supply ），又称交换式电源、开关变换器，是一种 高频化电能转换装置。其功能是将一个位准的电压，透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。开关电源就是利用电子开关器件（如

3、晶 体管、场效应管、可控硅闸流管等），通过控制电路，使电子开关器件不 停地“接通”和“关断”，让电子开关器件对输入电压进行脉冲调制，从 而实现DC/AC DC/DC电压变换，以及输出电压可调和自动稳压 关键词：NE555开关电源，稳压电路：Abstract : With the rapid developme nt of power electr onics tech no logy, power electronic devices and is closely related to people's work and life, and the electro nic equipm

4、e nt is in separable from the reliable power supply, into the 80 s is madeup of the computer power supply switch power supply, power generation, the first complete computer into the switch power supply in the 90 s have en tered various electr onic, electrical equipme nt, program-c on trolled switche

5、s, com muni cati ons, electro nic test equipme nt such as power supply, control equipment power supply has been widely used for switchi ng power supply, more promote the rapid developme nt of the tech no logy of switch ing power supply, 555 is a special widely used large integrated circuit, belong t

6、o the small-scale integrated circuit, are used in many electro nicproducts. Ne555 role is to use in ternal timer toconstitute the time-base circuit, to other provide temporal pulse circuit, and Switchi ng Power Supply （En glish: Switchi ng Mode Power Supply）, alsocalled Switching Power Supply, Switc

7、hing converter, is a kind of high frequency electricenergy conversion device. Its function is to a voltagelevel, through the differe nt forms of architecture into the voltage or curre nt clie nt dema nds. Switch ing power supply is the use of electr onic switch ing device (e.g., field effect tran si

8、stor, SCR thyratr on, etc.), through the con trol circuit, the electro nic switch devices con sta ntly"on" and "off", make electro nic switch ing device to pulse modulati on of the in put voltage, so as to realize the DC/AC, DC/DCvoltage con versi on, and output voltage harm onic

9、 voltage automaticallyKeyword: NE555, switchi ng power supply, voltage regulator circuits1设计任务和要求1.1设计任务(1) .利用NE555制作开关稳压电路设计；(2) .彩灯电路的设计；(3) .首先用软件Multisim对电路进行仿真，然后用 Altium designer绘制电路 原理图，并制作PCB;(4) 开关电源焊接、调试1.2设计要求(1) 、输入交流电压5, 50Hz。(2) 、输出直流电压4.7V，输出电流15mA。1.3题目评析(评析题目的重点、难点、实用价值，说明创新点)(1) 、

10、题目的重点是利用NE555制作稳压电源电路的产生；(2) 、难点是利用SH868控制彩灯循环闪烁；(3) 、创新点是可以通过没有采用交流供电的方式。即没有降压，整流，滤波 的环节2方案比较与论证2.1开关电源通常由彩灯供电电路的设计一般由220V交流电经C降压、VD整流稳压，R滤波输 出约4.7V直流电压供如下图所示:这种方案适合具有实用价值，但是为了实验NE555的功能，我采用利用NE555制作电源，避免了使用交流电供电，同时也没有了镇流降压滤波的产 生。555定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较

11、器C1的同相输入端的电压为 2VCC /3，C2的反相输入端的电压为 VCC/3。若触发输入端 TR的电压小于 VCC/3，贝吐匕较器C2的输出为0 ， 可使RS触发器置1 ,使输出端 0UT=1。如果阈值输入端 TH的电压大于 2VCC/3,同时TR端的电压大于 VCC/3，贝U C1的输出为0 , C2的输出为 1,可将RS触发器置0 ,使输出为0电平电路优点：555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容， 就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换 电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自 动控制等方面。555定时器的内部电路框图和

12、外引脚排列图分别如图 2.9.1 和图2.9.2 所示。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个RS触发器，一个放电管 T及功率输出级。它提供两个基准电压VCC/3 和 2VCC /3用SH-868制作的节日彩灯控制器电路见图2-82所示，电路由闪光集成电路、可控硅驱动电路、音频功率放大及电源电路等几部分组成。220V交流电经CI降压、VD2整流、VD3稳压、C2、C3与R3滤波输出约 4.7V直流电 压供，集成块 A用电，R1是防止刚通电时 CI充电电流过大易烧毁稳压管VD3而设置的缓冲电阻。VT1、VT2组成互补型 OTL功放电路用来放大集成块输出的音乐信号，其电源取自滤波电阻R3

13、2.2方案论证经过分析，出于对自己的制作目的和安全，决定采用利用NE555制作出稳压快关电路，同时采用SH868控制彩灯的闪烁。具体原理如下：NE555的介绍：555定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输 出电压控制RS触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器C1的同相输入端的电压为 2VCC /3，C2的反相输入端的电压为 VCC /3。若触发输入端 TR的电压小于 VCC /3，贝吐匕较器 C2的输出为0，可使RS触发器置1，使输出端0UT=1。如果阈值输入端 TH的电压大于 2VCC/3，同时TR端的电压大于 VCC /3，贝U C1的输出为 0

14、，C2的输出为1，可将RS触发器置0 ,使输出为0电平它的各个引脚功能如下：1脚：外接电源负端 VSS或接地，一般情况下接地。8脚：外接电源 VCC双极型时基电路 VCC的范围是4.5 16V ，CMOS 型时基电路 VCC的范围为3 18V。一般用5V。3脚：输出端Vo2脚：低触发端6脚：TH高触发端4脚：是直接清零端。当此端接低电平，贝U时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“ 0”，该端不用时应接高电平。5脚：VC为控制电压端。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卩F电容接地，以防引入干扰。7脚：放电端。该端与放电

15、管集电极相连，用做定时器时电容的放电。在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A1、A2基准电压分别为的情况下，555时基电路的功能表如表 6 1示。8765 口白厂I)NE555U U U U1234图8-2 555构成单稳态触发器2CK13ViVo上图NE555构成的开关电源电路设计原理：实例说明：图1所示是由NE555构成的开关式稳压电源电路。其中，VT2和VT3为扩流开关晶体管。NE555工作于自激多谐振荡器方式，输出电压Vo被箝位于稳压管 VDw的稳压值 Vz。输出电压 Vo约等于（VZ+0.3V ）。NE555 输出高电平时，VT2和VT3导通，电源Vin经VT3和电感L向C1充电；

16、NE555 输出低电平时，L中存储的能量通过续流二极管VD1继续向负载供电，当输出电压Vo超过（VZ+0.3V）以后，VDw被反向击穿，使 VT1饱和导通，其集 电极电位近似为 0,艮卩NE555的4脚电位近似为 0,强制NE555复位，输出 电压Vo下降，VT1截至后，NE555继续震荡，实现动态平衡，使输出电压 保持稳定8-2为由555定时器和外接定时元件R C构成的单稳态触发器。D为钳位二极管，稳态时 555电路输入端处于电源电平，内部放电开关管T导通，输出端Vo输出低电平，当有一个外部负脉冲触发信号加到Vi端。并使2端电位瞬时低于1/3VCC，低电平比较器动作，单稳态电路即开始一个稳态

17、 过程，电容C开始充电，Vc按指数规律增长。当 Vc充电到2/3VCC时，高 电平比较器动作，比较器 A1翻转，输出Vo从高电平返回低电平，放电开 关管 重新导通，电容 C上的555定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器C1的同相输入端的电压为2VCC /3，C2的反相输入端的电压为VCC/3。若触发输入端 TR的电压小于 VCC/3，贝吐匕较器C2的输出为0 , 可使RS触发器置1 ,使输出端 0UT=1。如果阈值输入端 TH的电压大于 2VCC/3,同时TR端的电压大于 VCC/3，贝U C1的

18、输出为0 , C2的输出为 1,可将RS触发器置0 ,使输出为0电平3硬件设计3.1设计思想H868是一种新颖的七功能 21曲双音音乐闪光集成电路，它内储21首歌曲，同时具有四路彩灯驱动功能，闪光与音乐的速度及节拍向步。电路工作原理：SH868系典型CMOSfe路，芯片采用黑膏软封装，与 SH803R相同对外有17个引出脚，各引脚功能为：、脚为音色端； 脚为反馈端；、脚为音频输出端；脚为VGN端；脚为振荡输人端；脚为空脚；脚为振荡输出端；脚为键控输人端；O11脚为功能选择端；O 12脚为电源负端；O 13- O 16脚为驱动输出端；O 17脚为电源正端。 SH868工作电压范围在 2-5.5V

19、 。图是用SH868集成电路制作的音乐闪光电路，该电路采用三节干电池 供电，可驱动发光管闪烁发光，同时扬声器还能发出芯片内储的电子乐曲SB为功能选择按键，每按一次可选择一种功能，共有七种功能可供选 择；(1) 音乐+四灯随音乐同时跳动；(2) 音乐+双灯随音乐同时对闪；(3) 音乐+单灯随音乐跳马跳动；(4) 音乐+双灯随音乐跳马跳动，(5) 音乐+四灯随音乐自动跳动；(6 )四灯自动跳动无音乐；(7 )四灯全亮无音乐如果芯片的脚接正电源，O11脚悬空时，功能将在(1) ( 4)重复动作。元器件选择：VT1-VT4采用9013型硅三极管，要求 B > 100,VT5 与VT6要求采用配对

20、的 C945、A733型硅三极管，读者也可用特性尽可能一 致的9014型与9015型硅三极管，要求 B值相同，均150左右。VL可采用 红色或绿色发光二极管。RP是用来调整VT5 VT6互补功率放大电路的静态 工作点，可用 WH理微调电阻器。C3、C4为音色调整电容，容量可在 2.2-4.7UF间选用，直至音效最佳为止。4系统仿真4.1仿真原理图如下SVvcc»>1J.J1MD.二；币im , a TZ!D加HU?' . ：R5Tin10kQ .,m«mcm4丁曲Tl-47|iFIfcQ 12004.2仿真结果:Oscilloscope-XSCl6结论通过这次

21、这次电力电子的实习，我基本掌握了一个电子产品从设计到成 品的一个制作过程，首先第一步是进行设计要求的合理规划，从设计需求出发， 选择不同的电路来实线需求，然后再进行方案对比，从设计要求，价格等方面考 虑选择合适的电路设计方案，然后在进行电路图的绘制，进行multisium的电路 仿真，然后在altium desinger进行原理图的绘制，检查电气规则，其次还有元 件的封装，如果没有封装的话。进行原理图库的绘制和PCB库的绘制，一切准备 就绪后，行进PCB的制作，根据电力板的设计要求，比如大小的等合适选择电气 规则，这些进行完了之后，然后进行元器件的排局规划，然后进行自动布线，最 后检查自动布线

22、的结果，如果有错误或者不当的地方进行手工布线。同时学习到了做到了从电路原理出发， 利用电力电子理论知识来分析电路的工作 原理，将理论与实践相结合。经过课程设计，我带着以前遇到的问题，运用理论 知识，在实践调试电路中一一深入理解，感觉收获挺多，我们了解了很多元件的功能，并且对于其在电路中的使用有了更多的认识。不管怎样，这些都是一种 锻炼，一种知识的积累，能力的提高。完全可以把这个当作基础东西，只有掌握 了这些基础的理论知识，才可以更进一步，取得更好的成绩。2、在实验的过程中，存在许多问题，使得模拟仿真的输出结果与理论值有 较大的偏差。经过仔细的分析与研究发现，在仿真的过程中，由于许多的电路元 件

23、无法找到相应或相似的原件（主要是二极管和三极管），使得最终的输出结果与 理论值相差较大。3.通过本次电子设计，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。 最终的检测调试环节，本身就是在践行“过儿能改，善莫大焉”的知行观。在设 计过程中遇到了很多问题， 最后在教员的指导下， 终于成功。 本次设计启发了我 们在今后的学习中要学精， 同时要多扩展课本以外的知识； 在计算和动手制作方 面，要更加耐心和细心，才能把身边的事做好；在生活和学习中，要和战友搞好 团结互助。 相信在这次电子设计的学习下， 我们第二小组会更加努力的去弥补自 己的缺点，发展自己的优点，不断的测试自己，完善自己，这样才能获得更

24、多的 知识和方法，锻炼出自己的能力，拥有更多的成功和快乐！5 系统的组装附录原理图及其PCB制作结果图：参考文献：1. 杨欣（作者）,王玉凤（作者）,刘湘黔（作者）电路设计与仿真：基于Multisim8与 Protel2004 ；2. 杨欣 （作者）, 莱?诺克斯 （Len D M Nokes） （ 作者）, 王玉凤 （作者）, 等 （作者）电子设计从零开始 （第2版）3. Protel 99SE原理图与PCB及仿真赵慧车忱机械工程出版社4. 1 模拟电子技术基础第三版 胡宴如 耿苏燕 高等教育出版社5 丁道宏 . 电力电子技术 . 航空工业出版社 .19926 沙占友 , 庞志锋 .新型特种

25、集成电源及应用 . 北京人民邮电出版社 .199847 叶慧贞 . 开关稳压电源 . 北京国防工业出版社 .19908朱小龙，滕国仁.脉宽集成控制器 UC3842在开关电源中的应用.华北矿业高等专科学校学 报. 2001.069 何希才 . 新型开关电源设计与应用M. 北京：科学出版社， 2001。元件清单:ABCDEFGH1CommentDescnption Designator FootprntLbRefQuantity2CapCapacitorCl, C5f CERAD-0.3Cap33Cap PollPolarized CC2RB7.6-15Cap Poll14Cap Pol2Polarzed CC3 C4POLARO.8Cdp Pol2251N4752AOne WattDIDOl1N4752A16Diode lN4i 1 Amp GerD2DO-41Diode 1N4<17LEDOTypmllNID玄 D4r D! LED-0LEDO88InductorInductorLI0402-AInductor19SpeakerLoudspeakLSlPIN2Speake