模拟电子技术课程设计基于555定时器可控双闪灯

1、福建农林大学金山学院课程设计报告课程名称：模拟电子技术姓 名：专 业：电气工程及其自动化年 级：14学 号：指导教师：职 称：讲师2016年 6 月 30 日福建农林大学金山学院课程设计报告结果评定序号评定内容评定成绩1实习报告格式规范情况（20分）2完成实习内容情况：独立进行实习工作；能运用所学知识和技能去发现与解决实际问题；能正确、科学地分析和处理实验数据；图表完备，语句简洁，内容完整（40分）3问题讨论与分析情况：有独立见解，内容深入，归纳合理，结论严谨（20分）4达到实习目的情况（10分）5实习报告总体评价（10分）总分指导老师签字：评定17目录基于555定时器可控双闪灯3前 言31、

2、概述32、课程设计的目的和任务42.1课程设计的目42.1课程设计任务43、课程设计的要求44、课程设计内容54.1原理54.1.1 555定时器内部结构54.1.2 555时基电路的功能表及分析64.1.3 多谐振荡器工作原理74.1.4振荡周期84.2 设计原理图94.3 设计步骤94.3.1总体设计方案94.3.2 555振荡电路连接图94.3.3 完整电路图连接104.4硬件的制作与调试114.4.1 电烙铁的使用114.4.2电子产品的调试115、问题探讨与分析125.1多谐振荡器频率的调节125.2闪光灯分析136、结束语13参考文献14附录一：15附录二：元器件清单16基于555

3、定时器可控双闪灯前 言电子技术课程设计是电子技术基础教学中的一个实践环节,也是电子类专业整个知识和能力体系的重要支柱之一。它内容多，处理问题的方式多，理解难度大，实践性要求高。电子技术课程设计，将理论与实践紧密结合，使学生自己通过设计和搭建一个实用电子产品雏形,巩固和加深在电子技术课程中的理论基础和实验中的基本技能,训练电子产品制作时的动手能力。掌握电子产品的设计流程中电路的设计、器件的选择方法、电路仿真工具及仿真方法，实际电路的安装、调试、指标检测等基本能力。为毕业设计和毕业以后从事电子技术方面的科研和开发打下一定的基础。 1、概述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，

4、使用灵活，逻辑功能强，内部的比较器灵敏度较高,而且采用差分电路形式,用其构成的多谐振荡电路的振荡频率受电源电压和温度的影响很小,可以很方便的组成各种自己所需的电路。本文主要利用555定时器组成多谐振荡电路并为闪光灯提供所需的电压源，通过对电容充放电，来产生瞬时高压驱动闪光灯使其发光。abstract 555 timer is a combination of analog circuit and digital circuit scale integrated circuit, flexible use, strong logic function, the internal comparat

5、or of high sensitivity, and the use of differential circuit, the oscillation frequency of a multivibrator circuit by power supply voltage and temperature of the impact is very small, can be easily composed of a variety of their own circuit. in this paper, the use of 555 timer multivibrator circuit c

6、omposition and flash to provide the required voltage source by charging or discharging the capacitor to generate instantaneous high pressure lamp drivers make the light.2、课程设计的目的和任务2.1课程设计的目 （1）掌握电烙铁的使用方法； （2）掌握555定时器引脚及其连接； （3）会运用multiuse工具,对所做出的理论设计进行模拟仿真测试，进行完善理论设计。 （4）掌握555定时器的工作原理； （5）计算输出信号的时间

7、参数；2.1课程设计任务 （1）设计一个由电容、电阻、ne555组成的红色led闪灯电路；（2）用面包板对照原理图进行焊接。（3）对设计电路进行仿真。（4）焊接的电路板进行检测并做疑问处理。（5）通过调节滑动变阻器阻值来控制led灯灯亮的交换速度。并且分析当调节滑动变阻器阻值太小led灯处于一直亮的状态。3、课程设计的要求滑动变阻器调阻值大led灯亮交换慢，滑动变阻器调阻值小led灯亮交换快；当滑动电阻器阻值调太小会引起led灯似乎没有跳动。（1）电路稳定性和可靠性要高。（2）设计方案原则：功能完整，结构简单，成本较低。（3）布线原则：逻辑清晰，接线牢固，测试方便，美观大方。 （4）闪烁频率能

8、按要求调节。 4、课程设计内容4.1原理4.1.1 555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。分压器由三个的等值电阻串联而成。分压器为比较器、提供参考电压，比较器的参考电压为，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rs触发器端

9、的输入信号。基本r-s触发器的输出状态受比较器、的输出端控制。4.1.2 555时基电路的功能表及分析清零端高触发端th低触发端trq放电管t功能0xx0导通直接清零101x保持上一状态保持上一状态110x保持上一状态保持上一状态1010110导通截止置1清零（1）当 =0 时, q=0 , 输出电压 = 为低电平,饱和导通（2）当 =1 , , 时, 电压比较器 c 1 输出有效低电平, 输出高电平, 基本 rs 触发器的 端输入有效电平, 所以 q=0 , = , 饱和导通 .（3）当 =1 , ，时, c 1 和 c 2 均输出高电平( 均为无效电平) , 基本 rs 触发器保持原来状态

10、不变, 因此 和 也保持原来状态不变（4）当 =1, , 时, c 1 输出高电平, c 2 输出有效低电平, 基本 rs 触发器的 s 端输入有效电平, 所以 q=1 , = , 截止（5）当=1, , 时 , c 1 和 c 2都输出低电平, 对基本 rs 触发器而言其输入是约束要避免出现的情况 . 此时 q=1 , =1 , = 截止 . 但当 、 同时变为无效时, 其状态不能确定 . 这种情况在实际中是不应出现, 也不会出现的。4.1.3 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，t0时接

11、通电源，由于电容电压不能突变，所以高、低触发端0，比较器1输出为高电平，2输出为低电平，即，（1表示高电位，0表示低电位），触发器置1，定时器输出此时，定时器内部放电三极管截止，电源经，向电容充电，逐渐升高。当上升到时，输出由0翻转为1，这时，触发顺保持状态不变。所以期间，定时器输出为高电平1。时刻，上升到，比较器的输出由1变为0，这时，触发器复0，定时器输出。期间，放电三极管导通，电容通过放电。按指数规律下降，当时比较器输出由0变为1，触发器的，q的状态不变，的状态仍为低电平。时刻，下降到，比较器输出由1变为0，r-s触发器的1，触发器处于1，定时器输出。此时电源再次向电容c放电，重复上述过

12、程。通过上述分析可知，电容充电时，定时器输出，电容放电时，电容不断地进行充、放电，输出端便获得矩形波。多谐振荡器无外部信号输入，却能输出矩形波，其实质是将直流形式的电能变为矩形波形式的电能。4.1.4振荡周期由图（d）可知，振荡周期。为电容充电时间，为电容放电时间。充电时间 ；放电时间 矩形波的振荡周期；因此改变、和电容c的值，便可改变矩形波的周期和频率。所以，我用滑动变阻器通过改变阻值，使振荡周期发生变化。滑动变阻器调阻值大led灯灯亮交换慢，滑动变阻器调阻值小led灯灯亮交换快；当滑动电阻器阻值调太小会引起led灯似乎没有跳动。其实，由于人眼的分辨率不够高而led灯灯亮交互速度快，所以产生

13、错觉led灯一直亮。4.2 设计原理图4.3 设计步骤4.3.1总体设计方案红led1红led2555振荡电路555振荡电路4.3.2 555振荡电路连接图4.3.3 完整电路图连接4.4硬件的制作与调试4.4.1 电烙铁的使用常用就是内热式和外热式两种，还有可调温的，焊台，专用于拆卸电子原件的吸锡电烙铁等，20几w到上百w的都有;烙铁头有尖头，平头，斜头，弯头等，有用纯铜做烙头还有长寿电烙铁头，初学者焊电路可以用30w长寿烙铁头的外热式。外热式是烙铁头插到发热材料中，内热式是烙铁头在发热材料外。烙铁头的形状有多种多样，选择的要点是，能经常保持一定的焊锡，能快速有效地熔化接头上的焊锡，不产生虚

14、焊、搭锡、挂锡，焊点无毛刺，不烫坏板子和元件。机器上的焊点崭新锃亮，则烙铁头的何截面可大些，用扁平或椭圆头，传热快自然操作利索。锡面氧化层较厚，烙铁头相对要尖些，便于突破。元器件密度大，需要选用对应尖细的铁合金头，避免烫伤和搭锡。 足够质量的紫铜，才便于热量的贮存和传输，避免烙铁心发出的热量，焊接时不够用，烙铁头钉在焊点上；不焊时又太多，氧化铜层层剥落。电烙铁匹配使用，基本没有氧化屑，在大多数情况下，是要及时清理氧化物的。烙铁头变薄变细变短，都要及时更换。 4.4.2电子产品的调试（1）当调滑动变阻器阻值大时led灯亮交换慢；（2）当调滑动变阻器阻值小led灯亮交换快；当滑动电阻器阻值调太小会

15、引起led灯似乎没有跳动。5、问题探讨与分析5.1多谐振荡器频率的调节一般情况下，对称式多谐振荡器电路、非对称式多谐振荡电路及山施密特触发器组成的多谐振荡器电路等较为简单的多谐振荡器的振荡频率都与外接电阻、电容有关。因此，只要设法改变电阻、电容的数值，使多谐振荡电路频率发生变化。（1）电容从 充电到过程中形成的暂稳态脉冲宽度为：（2）电容从充电到过程中形成的暂稳态脉冲宽度为：，所以振荡周期为：振荡频率为：5.2闪光灯分析由555定时器和外接元件构成多谐振荡器，脚2与脚6直接相连。电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路也不需要外加触发信号，利用电源通过向c充电，以及c通过向放电端（d端）放电，使电

16、路产生振荡。当输出高电平的时候，d2亮，d1不亮。当输出低电平的时候，d2不亮，d1亮。总的效果看起来就是闪烁了。由于人眼分辨时间大于0.1s,而该电路最快闪烁时间为：；所以人眼产生误觉感觉led灯没有跳动。6、结束语集成555定时器具有结构简单、用途广泛、价格低廉等多种优势，文中仅介绍了其应用的一个方面。在实际的生产生活中，只要将其各个功能加以综合应用，便可得到许多实用电路。通过这次课程设计，我对于模电知识有了更深的了解，尤其是对555定时器方面的知识有了进一步的研究，希望以后有空还是再做做555定时器，让自己更熟悉这方面的知识。理论与实践得到了很好的结合，在做仿真实验时很成功，但是仿真还是存在一定的错误，需要自己再耐心的思考和修改！同时在做课程设计过程中，遇到不懂的地方，又让我明白到请教的重要性！参考文献1阎石.数字电子技术基础（第五版）m.高等教育出版社.2006.5.4944962卢玉宇 张祖峰.电工电子实验指导书m.2014.3.1271293 卢成健. 555 定时器的功能模型及其应用. 玉林师范学院学报.2006，27(5)：28314陈亮 施