《555时基电路》设计

《555时基电路》教学设计（1）教学内容：科教版《劳动技术》教材高二年级第1章《电子技术基础》第二节《数字电路基础》一．【教学目标】1．知识与技能◆知道555时基电路的四种典型应用及其特点；◆学会根据需要制作简单的555时基电路的应用电路；2．过程与方法◆体验观察、讨论、实践、交流的学习过程；◆通过实践操作学会质疑、比较、归纳、想象的思维方法；3．情感态度与价值观◆培养创新能力、一丝不苟的科学态度和良好的质量意识；二．【教学重点和难点】重点：555电路的四种典型应用电路；难点：555电子控制电路制作；三．【教学技术与学习资源应用】1．教具：计算机和多媒体课件、实物教具、555实验电路板、电子线路实验板、电子元器件、制作工具；2．学具：555实验电路板、电路实验板、电子元器件、制作工具；四．【教学流程图】安全与规范搜集资料提出问题创设情景安全与规范搜集资料提出问题创设情景展示与欣赏制作与调试展示与欣赏制作与调试五．【教学过程】教学环节教师活动学生活动设计意图创设情景引入主题：作品展示：磁控音乐门铃及其控制特点。讲述各种电子控制作品在生活中的应用，引出主题。观察实物教具和多媒体演示，明确本节课的学习任务；通过作品展示，激发学生学习的积极性，知道本节课的学习任务和学习形式；提出问题（1）介绍电子作品的构成：传感器、控制器、执行器；（2）提出学习任务：制作555电路作品；板书：555时基电路的应用与制作；（3）讲述555电路的四种应用电路和特点；（4）提出利用555电路制作不同作品的学习任务和小组合作的学习方法；（1）听教师分析电子作品的构成；（2）思考、选择制作课题；理解555电路作品的构成；选择一个合适的制作课题；搜集资料（1）组织学生上网搜集资料；（2）答疑指导学生；（1）制定初步制作方案；（2）上网搜集相关资料；（3）比较分析搜集的资料；在探讨各种电路特点和区别后，让学生搜集资料，分析比较资料，有利于制定正确的制作方案；安全与规范讲解制作过程中的注意事项和操作要求；听清注意事项和操作要求，在实践中体会它们的重要意义；在电路制作之前让学生注意操作过程中的一些细节，有利于提高效率和质量；制作与调试巡视学生制作情况，给予学生适当帮助，解决实际碰到的问题；（1）学生领取材料分组、分工制作电路，并解决制作过程中的实际问题；（2）讨论、叙述该电路的特点；在实践操作中，让学生体会讨论、合作、交流的学习过程；感受动手创造的快乐；展示与欣赏（1）引导学生展示实践作品；（2）对学生展示作品作点评；（3）评价小组学习过程；（1）展示作品；（2）欣赏他人作品；（3）提出改进意见；（4）表达自己的学习体会；（1）通过作品展示，各组之间可以得到一次相互交流的机会；（2）引导学生课后开展更深入的学习；（3）注意评价三维教学目标落实情况；六．【教学参考】1．555电路的内部组成双极型555电路的内部组成如图1－1所示；图1－12．555电路外部引脚排列和管脚功能如图2－1是用陶瓷封装的555时基电路的引脚排列，它的内部有两个比较器、一个触发器和一个分压器。引脚8为电源正极，引脚1为电源负极；引脚4为复位端，当它为低电平时，引脚3总是输出低电平；引脚2、引脚6为输入端，当引脚2的电平<1/3Vcc时，引脚3输出高电平；当引脚2的电平>1/3Vcc、引脚6的电平<2/3Vcc时，引脚3输出端保持原电平不变；当引脚2的电平>1/3Vcc、引脚6的电平≥2/3Vcc时，引脚3输出低电平；表2－1是555集成块管脚功能描述；图2－1表2－1②脚输入电压⑥脚输入电压③脚输出<1/3Vcc1>1/3Vcc<2/3Vcc保持不变>2/3Vcc03．555电路的应用电路（1）555电路作为多谐振荡器的应用555电路作为多谐振荡器应用时，电路图组成如图3－1所示；在改振荡电路中，电容C1进入充电过程时，它的充电电阻为RA+RB，相应的充电时间常数为（RA+RB）C1；当C1进入放电过程时，它的放电电阻为RB，相应的放电时间常数为RBC1。因此充、放电时间常数是不相等的。t1=（RA+RB）C1；t2=RBC1；T＝t1+t2=(RA+2RB)C1；f＝(RA+2RB)C1；

图3－1图3－2（2）555电路作为单稳态电路的应用555电路作为单稳态电路应用时，电路图组成如图3－2所示；所谓“单稳态”电路，就是该电路只有一个稳定状态，另一个状态为不稳定状态或称暂稳定状态。这种电路在平时处于稳定状态，当需要时，用一个触发信号去触发它，使它翻转进入暂稳态，经过一段时间后电路又自动恢复到稳态。单稳态电路有下列特点：一是电路处于稳态时，若没有外加的触发信号，则电路一直处于稳定状态而不会自动改变其状态；二是暂稳态的暂稳时间可以根据需要预先设定；三是到达预定的暂稳时间后，电路可不外加任何信号而自动恢复到稳态。①稳态电路接通电源后，电源VDD通过RT向CT充电。在开始充电之初，由于电容CT上的电压为0V，低于②脚的触发电平VDD/3，所以输出端③脚输出高电平。随着时间的推移，电容CT上的充电电压逐渐上升，当CT上的电压上升到2VDD/3时，由于该电压高于⑥脚的阈值电平，因此输出端③脚翻转为低电平，电路进入稳态。如果没有其他外界干扰，电路的这一状态一直保持不变；对于该电路的稳态，可以总结为：它的输入端②、⑥脚加高电平，输出端③脚输出低电平。②暂稳态电路在稳态时，电容CT上的电压约为2VDD/3，这一电压也是②、⑥脚的电压。当按一下启动按钮SB后，电容CT上的电压通过SB迅速放电，使CT上的电压很快由2VDD/3下降，当下降到VDD/3，即②脚的触发电平时，它的输出端③脚立即翻转为高电平。当按钮被复位后，电容CT被放电后又立即进入充电状态，电路进入暂稳态。电路进入暂稳态的特点是：它的输入端②、⑥脚为低电平，输出端③脚输出高电平。电容CT进入充电状态。当电路进入暂稳态后，电源VDD开始通过RT向CT充电，电容充电的时间即为单稳电路的暂稳态时间。这阿个时间的数值与RT和CT的数值成正比，如果用符号td来代表这个时间的长度，则通过分析推算得出：td＝式中单位：t——秒（s）；R——欧（Ω）；C——法（F）。随着时间的推移，电容CT上的电压逐渐上升，当CT上的电压上升到2VDD/3时，电路翻转，输出端③脚由高电平翻转为低电平，电路恢复稳态。（3）555电路作为R-S触发器的应用555电路作为R-S触发器应用时，电路图组成如图3－3所示；在数字电路中，R-S触发器属于双稳态触发器的一种。所谓双稳态触发器，就是当对电路加入一个触发信号后，触发器的输出状态就会发生转化：即如果电路原来输出状态为高电平，经过出发后会变为低电平；原来输出为低电平，出发后会变为高电平。当电路被触发翻转后，如果不再加上触发信号，则电路的输出状态一直保持不变。R－S触发器有两个触发端，这两个触发端一个是阈值端②脚，另一个是触发端⑥脚。两个触发端采用的触发电平不同，一个为2VDD/3（⑥脚），一个为VDD/3（②脚）。

图3－3图3－4（4）555电路作为施密特触发器的应用555电路作为施密特触发器应用时，电路图组成如图3－4所示；将555电路的两个触发端连在一起作为信号输入端，就组成了一个新的电路，这个电路称为施密特触发器。施密特触发器也是双稳态触发器的一种，它也有两个稳定状态。不过这种双稳态触发器有些特殊，这就是当电路被