实验五 555时基电路及其应用 一、实验目的 1、熟悉555电路的工作原理及其特点 2、掌握555电路的基本应用

二、实验原理 双极型后三位数码是555或556,CMOS型后四位数码是7555或7556.二者的逻辑功能和引脚排列完全相同，易于互换。 双极型的电源电压VCC＝+5V～+15V，最大负载电流可达200mA。 CMOS型的电源电压为+3～+18V，最大电流4mA 。 555电路功能灵活、适用范围广，只要外 围电路稍作配置，即可构成单稳触发器、多 谐振荡器或施密特触发器，因而可在定时、 检测、控制、报警等方面。 555定时器的封装一般为八脚双列直插式 或圆形封装。

1、555电路的工作原理 555电路的内部电路方框图如右图。 它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器， 一个放电开关管T. 三只 5KΩ的电阻为比较 器提供参考电压。比较器C1 的同相输入端和 低电平比较器C2的反相输入端参考电平为 2/3 VCC和1/3 VCC。 C1与C2的输出端控制RS触发器状态和 放电管开关状态。 RD:置0端,为0时,555输出端VO为0电平. 正常工作时RD应该保持为1电平。 VC:是控制电压输入端，开路时输出2/3VCC,为比较器A1的参考电平，（当外接输入电压时，可改变比较器的参考电平），不接外加电压时，通常接0.01μf的电容器到地，起滤波作用，消除干扰，使参考电平稳定。 TH：比较器C1的输入端 TL：比较器C2的输入端 CT:放电管的集电极,提供放电通路。 当（6脚）高电平触发输入信号VI1超过参考电平2/3 VCC时，触发器复位，555输出 端3脚输出低电平，同时放电开关管导通； 当（2脚）低电平触发输入信号VI2低于1/3 VCC时，触发器被置位，555的3脚输出 高电平，同时放电开关管截止。

２、555电路构成单稳态触发器 ＴＷ 2/3VCC ＴＷ＝１．１ＲＣ

3、 ５５５电路构成多谐振荡器 　　由555定时器和外接元件R1、R2、C构成多谐振荡器，脚2与脚6直接相连。电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路亦不需要外加触发信号，利用电源通过R1、R2向C充电，以及C通过R2向放电端 Ct 放电，使电路产生振荡。电容C在1/3 VCC和2/3 VCC之间充电和放电，其波形如上图所示。 输出信号的时间参数是： T＝tw1＋tw2， tw1＝0.7(R1＋R2)C， tw2＝0.7R2C 555电路要求R1 与R2 均应≥1KΩ ，但R1＋R2≤3.3MΩ。 外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性，555定时器配以少量的元件即可获得较高精度的振荡频率和具有较强的功率输出能力。因此这种形式的多谐振荡器应用很广。

4、 ５５５电路构成施密特触发器 VI 设被整形变换的电压为正弦波vs，其正半波通过二极管D同时加到555定时器的2脚和6脚，得vi为半波整流波形。当 vi上升到2/3 VCC时，vO从高电平翻转为低电平；当vi下降到1/3 VCC时，vO又从低电平翻转为高电平。电路的电压传输特性曲线如图所示。 　　　回差电压 △V＝2/3 VCC－1/3 VCC＝1/3 VCC

四、实验内容 1、 单稳态触发器 取R改为100K，C 为10μf，输入端加单次负脉冲，观测、记录波形Vi，VC，VO，测定幅度及暂稳时间。 2、 多谐振荡器 按图接线，用双踪示波器观测vc与vo的波形，测定频率。 3、 施密特触发器 按图接线，输入信号由10K电位器提供,10K一端接5V,另一端接地,逐渐加大和减小VS的幅度，观测输出波形，测绘电压传输特性，算出回差电压△U。

图6.5.2 用555定时器接成的施密特触发器 返回

实验七 触发器与555电路应用 实验七 2／10 二、实验内容1:设计一个4人抢答逻辑电路 实验七 2／10 实验七 触发器与555电路应用 二、实验内容1:设计一个4人抢答逻辑电路 (提出任务—原理框图(方案比较) —电路设计及逻辑分析— 电路实验—电路修改确定……) 设计要求:1、每个参赛者控制一个按钮,用按动按钮发出抢答信号 2、竞赛主持人另有一个按钮,用于将电路复位 3、竞赛开始后,先按动按钮者所对应的发光二极管点亮,此后其它3人 再按动按钮对电路不起作用 1.设计任务 2.原理框图 显示电路 抢答按钮 主逻辑电路 主持人按钮 工作脉冲信号 抢答电路框图

实验七 触发器与555电路应用 3 . 四人抢答逻辑电路设计与分析 实验七 3／10 实验七 触发器与555电路应用 3 . 四人抢答逻辑电路设计与分析 工作时钟脉冲 接VCC

根据设计的初步设计电路和实验设备及元件等确定 4 . 实验电路 实验七 4／10 根据设计的初步设计电路和实验设备及元件等确定 4 . 实验电路 用逻辑电平指示灯代替 抢答指示灯LED * LED接在Q端 74LS74--Ⅰ LED 1 LED 2 LED 3 LED 4 5V D Q CP RD SD Q 用逻辑电平开关代替: 抢答按钮J1---J4 主持人控制开关J5 使用元件: 74LS74 2片 74LS30 1片 NE555. 1片 J1 . J4 J5 D Q CP RD SD Q 5V D Q CP RD SD Q 5K 8 4 7 NE 555 6 5 1 2 D Q CP RD SD Q 5V 0.01µ 0.01µ 74LS74--Ⅱ & ½ 74LS30

实验七 触发器与555电路应用 二、实验内容2: 555电路实验 1、多谐振荡器 T=T1+T2=(R1+2R2)C㏑2 实验七 5／10 实验七 触发器与555电路应用 5V 二、实验内容2: 555电路实验 1、多谐振荡器 T=T1+T2=(R1+2R2)C㏑2 T1=(R1+R2)C㏑2 T2=R2C㏑2 8 4 7 NE 555 6 5 1 2 R1 R2 C VO VC 0.01µ 2、施密特触发器 △ V =VT+-VT-=(1/3)VCC 5V R1=100K R2=100K 8 4 3 6 5 1 2 VO C VI 1µ 0.01µ 抢答电路框图

实验六 5／9 实验七 触发器和555电路 实验后要求: 1 、预习实验九 AD/DA转换器 2 、前次实验报告下周实验前交齐

实验七 6／10 参考电路1 使用元件: 74LS148 8-3优先编码器 74LS279 RS触发器 74LS48 4-7译码器等

实验七 7／10 参考电路2 使用元件: LM324 四运放 继电器等

实验七 8／10 参考电路3 使用元件: 可控硅 三极管 音乐片等

实验七 9／10 参考电路4 使用元件:

实验七 10／10 参考电路5 使用元件: CC4511 BCD4—7译码器 CC4068 8输入与非门等

参考电路6

参考电路7