实验4 555定时器电路设计

555定时器电路设计【实验目的】1、熟悉集成定时器555的工作原理及应用。2、熟悉时钟信号产生电路的设计方法3、掌握使用定时器555设计多谢振荡器的方法【知识要点】时钟信号在电子电路中有着非常重要的作用，而生成周期时钟信号的方法也有和多种。比较常用的方法就是使用555定时器构成多谐振荡。此电路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定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为555，用CMOS工艺制作的称为7555。555定时器的电源电压范围宽，可在4.5V〜16V工作，7555可在3〜18V工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。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。555定时器的结构图和引脚分布图1脚—GND，接地脚；2脚一（TR’），低电平触发端；3脚一uo（Q），输出端；4脚一Rd’，复位端，低电平有效；5脚一uiC（Vco），电压控制端；6脚—ui1（TH），阈值输入端；7脚一uo’（DISC），放电端；8脚—VCC，电源电压端，其电压范围为：3〜18V。【构成多谐振荡器】

Vc■+tt555时基电路构成的多谐振荡器Vc■+tt电路如上图，由555定时器和外接元件R1、R2、C构成多谐振荡器，引脚2与引脚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VO,放电，使电路产生振荡。电容C在1/3VCC和2/3VCC之间充电和放电，其波形如图所示。在充电过程中，充电电流通过(R1+R2)，使电容电压VC从1/3VCC增大到2/3VCC。而VC(8)=VCCVc(0)=1/3VCC，VC(twi)=2/3VCC，所以t=(R+R)-ClnVC(8)—Vc(0)W0.693(R+R)-CTOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"W112V(8)-V(t)12在放电过程中，放电电流通过R2向放电端vO＞电,使电容电压VC从2/3VCC降到1/3VCC。有Vc(8)=0,Vc(0)=2/3Vcc，Vc(y)=1/3Vcc，所以t=R-ClnVc(8)-Vc(0)w0.693R-C\o"CurrentDocument"w22V(8)一V(t)2多谐振荡器的周期T=tw1+tw2"tw1-。倏已汇仃0.7R2C一般要求R1与R2均应大于或等于1KQ，但R1+R2应小于3.3MQ。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泛。【实验内容】题目：时钟信号发生电路设计设计一个电路，能够产生时钟信号，信号频率1KHz，占空比要求在1/2~2/3范围内可调。测量实际电路的输出信号频率，测量脉冲的上升时间。根据题目要求可在555构成的多谐振荡器上增加了一个电位器和两个导引二极管°D「D2用来决定电容充放电电流流经电阻的途径(充电时D1导通，D2截止；放电时D2导通，D1截止)。电路如下图所见。充电时间：TW1e0.7RAC放电时间：TW280.7RBC振荡频率f1fW0.7(RA+Rb)C

占空比设计步骤：取C=0.1uF,p占空比设计步骤：取C=0.1uF,p_七〜0.7RC_R—气1+1^2〜0.7C（R「+Rb）-RA+R^又根据题目要求f=1kHz频率公式1牝0.7（A.+R「CRA+RB^1/0，7fC=14.286kQ^14kQ取RW=10k,R1=R2=2kQ占空比P_A~12_1〜6141477在计算电阻值时，二极管的导通电阻忽略了，所以R1、R2应小于2kQ。【实验设备和器件】555,示波器，电阻，电容，模电实验箱【实验要求】按题目内容进行设计，设计方法和方案不限。要求首先进行计算机软件EWB(Multisim)仿真，实现题目功能。然后在模拟实验箱中完成实际操作。自行设计测试表格，完成实际电路的测试。【报告要求】要求在实验报告中写出设计思路和设计