数字电子线路基础：2-7555时基电路及设计

1、2.7 555时基电路及设计实验目的（1）掌握555时基电路的结构和工作原理，学会对此芯片的正确使用。（2）学会分析和测试用555时基电路构成的多谐振荡，单稳态触发器两种典型电路。实验仪器设备（1）数字电路实验箱。（2）数字万用表。（3）双踪示波器。（4）NE555定时器 1片 二极管1N4148 2个 电位器1K、10K、100K 各一只 电阻510、1K、2K、5K1、6K2、10K、12K、15K、20K、51K、100K 各一只电容 3300PF、6800PF、0.01uF、O.01uF、0.1uF、1uF、10uF、47uf、100uF 各一只预习（1）复习NE555芯片的结构和工作

2、原理。（2）复习NE555芯片结构图和管脚图。（3）复习实验所用的相关原理。（4）按要求设计实验中的各电路。实验原理（1）555时基电路（集成定时器电路）。所有内部参考电压使用了3个 5k的电阻分压，都称为555集成定时器。555电路是一种数字和模拟混合型的中规模集成电路,它能产生时间延迟和多种脉冲信号,应用十分广泛。（2）555定时器的结构图及原理。555定时器含有3个分压电阻和两个高、低电平电压比较器C1、C2,一个基本RS触发器，一个放电开关管T。高电平比较器C1的同相输入端参考电平为2VCC/3,低电平比较器C2的反相输入端的参考电平为VCC/3，C1与C2的输出端控制基本RS触发器状

3、态和放电管开关状态。当输入信号自6管脚输入并超过参考电平2VCC/3时,触发器置0，定时器的输出端3管脚输出低电平,同时放电开关管导通；当输入信号自2管脚输入并低于VCC/3时,触发器置1,定时器的3管脚输出高电平,同时放电开关管截止。复位端为零是电路被复位，平时复位端开路。VC是外接控制电压输入端(5管脚),当VC外接一个输入电压时，则改变比较器的参考电压(UT+UVC, UT-UVC/2)；不接外加电压时,通常接一个0.01F的电容器到地,起滤波作用,以消除外来干扰,确保参考电平的稳定。T为放电管,当T导通时,将给接于7管脚的电容器提供放电通路。（3）555定时器的应用。555定时器主要是

4、通过外接电阻R和电容器C构成充、放电电路,并由两个比较器来检测电容器上的电压,以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路，以及多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器等脉冲波形产生和整形电路。（4）多谐振荡器。输出可测的连续变换的0、1（高、低）电平，又称0稳态电路，输出电压为低或高，不可调整。输出频率和占空比可调的矩形波信号，频率精度与电阻、电容和555精度有关，在要求精度不高的情况下可以用做时序电路时钟脉冲。（5）单稳态电路。电路具有稳态和暂稳态两种状态，暂稳态持续时间由电路的电阻、电容和555精度决定，经过电路设计可以得到准确的暂稳态持续时间，因此可

5、以很方便地设计成为定时器。实验IC的结构图和功能表（1）NE555 定时器。图2.7.1 NE555的结构图THOUTDISXXLL导通VCCVCCHL导通VCCVCCH原状态原状态VCCVCCHH关断表2.7.1 NE555的功能表实验内容及步骤（1）555时基电路的功能测试按图2.7.2接线，可调电压取自电位器分压。按表2.7.2逐项测试其功能并记录下来。图2.7.2 NE555的电路图THOUTDISXXLVCCVCCHVCCVCCHVCCVCCH表2.7.2 NE555功能表（2）用555定时器设计一个多谐振荡器。要求输出频率为1kHz的方波，参考电路如图2.7.3所示。图2.7.3

6、NE555多谐振荡器的电路图据参考电路画出所设计的电路图（包含具体参数）。写出设计方案，元件参数根据上面提供器件（或者是实验室具有的器件现场计算），进行理论计算，实验验证。用示波器观察并记录振荡器输出Uo和电容上电压Uc的波形，测量输出脉冲的幅度Uom、周期T、频率f、占空比D（测出T1、T并计算出D），并与理论计算值比较。数据填入表2.7.3中。输出理论值实测值幅度Uom频率f周期T占空比D表2.7.3 多谐振荡器参数测试（3）用555定时器设计一个单稳态电路。暂稳态维持时间约为1s，输出可接发光二极管观察。参考电路如图2.7.4所示。图2.7.4 NE555单稳态电路图画出所设计的电路图（写明具体参数）。写出设计过程，元件参数根据上面提供器件（或者实验室备有的器件），进行理论计算。用单脉冲按键加负脉冲信号至输入端，用发光二极管观察振荡器输出Uo。思考题（1）按实验内容各步要求整理实验数据，并总结时基电路