数电实验报告10 555定时器的原理及三种应用电路
实验报告
实验十 555定时器的原理及三种应用电路
2.10.1实验目的
（1）掌握555定时器的电路结构、工作原理
（2）熟悉555定时器的功能及应用。
2.10.2实验仪器与器件
实验箱一个；双踪示波器一台；稳压电源一台；函数发生器一台。
CB555定时器；100?--100k ?；0.01--100uF 电容；1k ?和5k ?电位器；发光二极管。
2.10.3 555定时器的工作原理及应用
1.555定时器的工作原理
55定时器可分为双极性TTL 型和CMOS 型，它们的引脚排列，内部结构和逻辑功能均相同。通常电源电压取5--12V 。
CB555电路结构如图所示，包含一个由三个阻值相同的电阻R 形成的分压网络；两个电压比较器C1和C2；一个由G1和G2构成的基本RS 触发器；放点三极管D T 和输出反相缓冲器G3。1i V 是比较器C1的输入信号，高电平触发。2i V 是比较器C2的输入信号，低电平触发。CO V 是电压控制端。O V 是电压输出端。IS D 是放电端。D R 是复位端。1R V 、2R V 是比较器C1和C2的参考电压。
555器件功能分析如下： （1）复位：D R 为低电平时，O V =0；正常工作时，D R 置高电平。
（2）高触发：1i V >32
CC V ，2i V >31CC V 时，1C V =0，2C V =1，基本RS 触发器R =0，S =1，
则触发器输出Q 被置0，D T 导通，同时O V =0。
（3）保持：1i V <32
CC V ，2i V >31
CC V 时，1C V =1，2C V =1，触发器的R =S =1，基本RS
触发器保持不变，D T 和O V 也保持不变。
低触发：1i V <32
CC V ，2i V <31CC V 时，1C V =1，2C V =0，基本RS 触发器R =1，S =0，则触
发器输出Q 被置1，D T 截止，同时O V =1。
2. 555定时器的应用
（1）构成施密特触发器。
（2）构成单稳态触发器。单稳态触发器在数字电路中用于规整信号的脉冲宽度，使脉冲宽不一致的信号输入单稳态触发器后，得到脉宽一致的信号。另外，也常用于定时器电路。
（3）构成多谐振荡器。
2.10.4实验内容
（1）按图2-10-3连接施密特触发器电路，分别输入正弦波、锯齿波信号，观察并记录输入、输出同步波形。
（2）设计一个驱动发光二极管的定时器电路，要求没收到负脉冲时，发光管持续点亮2秒后熄灭。
电路设计：选用555定时器连接成单稳态电路，Vo接二极管。调节RC值使延时时间为2S，则二极管持续亮2秒。
电路工作分析及RC值计算：当TR输入高电平时，电路达到稳态，电容C两端电压为Vcc 值5V，TH=5V > 2/3Vcc，TR=5V > 1/3Vcc,Vo输出低电平；当TR短暂输入低电平时，D导通，电容放电，TH=0V < 2/3Vcc,TR=0V < 1/3Vcc,Vo输出高电平，二极管发光；TR恢复高电平时，TR=5V > 1/3Vcc,Vcc通过电阻R向电容C充电，当C中电压达到2/3Vcc≈3.33V时，TH>2/3Vcc,Vo输出低电平，二极管熄灭。欲使发光二级管持续2秒熄灭，则C充电时间为2秒，又知充电时间T=-RCln((U-Uc)/U)，解得RC≈1.82，选取R=18.2kΩ、C=100μf。
电路图如下：
（3）按图2-10-7连接电路，取1R =1k ?，2R =10k ?，C1=0.1uF,C2=0.01uF ，观察、记录r C V 、O V 的同步波形，测出O V 的周期并与估算值比较，算出频率的相对误差值。
估算V 0的周期：T ≈0.7（R 1+2R 2）C=0.7*（1000+2*10000）*0.1=1470μs=1.47ms Vo 波形如下（10ms/Div 5V/Div ）：
图中8个格内，信号运行了52.5个周期，平均每格6.5625个周期，每格为10ms ，平均
每个周期的周期长度为1.52ms，相对误差为0.0206。
改变参数后的波形：
同理可得理论值：T≈0.5775ms；测量值：T≈0.6ms。相对误差为0.039。
（4）用NE556时基电路功能实现救护车警铃电路，应用电路参考2-10-10所示。用555的两个时基电路构成低频对高频调制的救护车警铃电路。
电路仿真图为：
NE555内部结构及应用电路
555定时器及其应用 555定时器是一种中规模的集成定时器，应用非常广泛。通常只需外接几个阻容元件，就可以构成各种不同用途的脉冲电路，如多谐振荡器、单稳态触发器以及施密特触发器等。555定时器有TTL集成定时器和CMOS集成定时器，它们的逻辑功能与外引线排列都完全相同。TTL型号最后数码为555，CMOS 型号最后数码为7555。 一、555的结构组成和工作原理 555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的器件，下图为其内部组成和引脚图。 内部电路原理图 等效逻辑图引脚图
由图知，电路由一个分压器，两个电压比较器，一个R-S触发器，一个功率输出级和一个放电晶体管组成。 比较器A1为上比较器，由BG1~BG8组成，它是由一个NPN管的复合结构做输出级的两级差分放大器。上比较器的反相输入端固定设置在2/3V CC上，它的同相输入端⑥脚称作阈值端（或高触发端），常用来测外部时间常数回路电容上的电压。 比较器A2为下比较器，由BG9~BG13组成，它是由一个PNP管组成的复合输出级的差分放大器。上比较器的同相输入端固定设置在1/3V CC上，反向入端②脚称作触发输入端，用来启动电路。 电路中的比较器的主要功能是对输入电压和分压器形成的基准电压进行比较，把比较的结果用高电平"1 "或低电平"0" 两种状态在其输出端表现出来。 555 电路中的R-S触发器是由两个与非门交叉连接，上图中是由BG14~BG18构成。其中BG15和B G14的基极分别受上比较器和下比较器的输出端控制。A1控制R端，A2控制S端。为了使R-S 触发器直接置零，触发器还引出一个④端，只要在④端置入低电平"0"，不管触发器原来处于什么状态，也不管它输入端加的是什么信号，触发器会立即置零，即Q=O=Uo所以④端也称为总复位端。 BG18~BG21构成功率输出级，③脚为输出端，能输出最大为200mA的电流，故课直接驱动小型电机、继电器、地租扬声器等功率负荷。 BG22是复位放大器。555 电路中特设了一个放电开关，它就是三极管BG23。当555 电路输出端电平Uo =0 时，Q’=1, BG23处于导通状态;当输出端电平Uo =1 时，Q’=0 , BG23处于截止状态，相当于⑦端开路。因此三极管BG23起到了一个开关的作用。当Uo= 0 时，开关闭合，为电容提供了一个接地的放电通路;当Uo = 1 时，开关断开，⑦端开路，电容器不能放电。 R7、R8、R9是三只精密度高的5KΩ的电阻，三只电阻构成了一个电阻分压器，为上比较器和下比较器提供基准电压，因为分压器的三个电阻是5KΩ，“555”因此而得名。 555的⑤脚称为“控制端”，它是上比较器的基准电压端。若此端外接电压源，则比较器的基准电压由外接电压源所决定，从而实现了外电压控制，如果⑤脚不接外部电压源，则上、下比较器的基准电压分别是2/3V CC和1/3V CC。若⑤脚接6伏的电压源，则上比较器的基准电压就是6伏，而下比较器的基准电压为外接电压源的一半，为3伏。如果⑤脚接一交变电压，则上比较器和下比较器的基准电压都随时间而变化，从而使外部定时元件的充放电时间也随之变化，可以起到调制的作用。当⑤脚不接外部电压时，通常接入一个0.01~0.1微法的电容至地，以防外接干扰。 ⑧脚为电源正极，电源电压范围是4.5~18伏，①脚为电源负极（地）端。 工作原理：
实验4指导书 555定时器电路设计
实验4 555定时器电路设计 预习内容 阅读《电工电子实验教程》第6.5节中555集成定时器应用的内容。 预习实验的内容，自拟实验步骤和数据表格，完成理论设计，画出原理电路，选择所用元件名称、数量，熟悉元件引脚，手写预习报告。 一、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设计多谐振荡器的方法。 二、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多种。比较常用的方法就是使用555定时器构成多谐振荡器。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。 图5-1 555定时器的结构图和引脚分布图 1脚－GND，接地脚； 2脚－Trigger，低电平触发端； 3脚－Output，输出端； 4脚－Reset，复位端，低电平有效； 5脚－Control V oltage，电压控制端； 6脚－Threshold，阈值输入端； 7脚－Discharge，放电端； 8脚－V CC，电源端。 三、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，要求信号频率可调，设计范围不小于500Hz~1000Hz，
555时基电路原理以及应用
555时基电路原理以及应用 大小[6494] 更新时间[] 阅读[6613]次/评论[3]次 555内部电原理图 我们知道，555电路在应用和工作方式上一般可归纳为3类。每类工作方式又有很多个不同的电路。 在实际应用中，除了单一品种的电路外，还可组合出很多不同电路，如：多个单稳、多个双稳、单稳和无稳，双稳和无稳的组合等。这样一来，电路变的更加复杂。为了便于我们分析和识别电路，更好的理解555电路，这里我们这里按555电路的结构特点进行分类和归纳，把555电路分为3大类、8种、共18个单元电路。每个电路除画出它的标准图型，指出他们的结构特点或识别方法外，还给出了计算公式和他们的用途。方便大家识别、分析555电路。下面将分别介绍这3类电路。 单稳类电路 单稳工作方式，它可分为3种。见图示。 第1种（图1）是人工启动单稳，又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元，并分别以1.1.1和1.1.2为代号。他们的输入端的形式，也就是电路的结构特点是：“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。
第二种（见图2）是间接反馈型，振荡电阻是连在电源VCC上的。其中第1个单元电路（3.2.1）是应用最广的。第2个单元电路（3.2.2）是方波振荡电路。第3、4个单元电路都是占空比可调的脉冲振荡电路，功能相同而电路结构略有不同，因此分别以3.2.3a 和3.2.3b的代号。 第三种(见图3)是压控振荡器。由于电路变化形式很复杂，为简单起见，只分成最简单的形式（3.3.1）和带辅助器件的(3.3.2)两个单元。图中举了两个应用实例。
无稳电路的输入端一般都有两个振荡电阻和一个振荡电容。只有一个振荡电阻的可以认为是特例。例如：3.1.2单元可以认为是省略RA的结果。有时会遇上7.6.2三端并联，只有一个电阻RA的无稳电路，这时可把它看成是3.2.1单元电路省掉RB后的变形。 以上归纳了555的3类8种18个单元电路，虽然它们不可能包罗所有555应用电路，古话讲：万变不离其中，相信它对我们理解大多数555电路还是很有帮助的。 各种应用电路 555触摸定时开关 集成电路IC1是一片555定时电路，在这里接成单稳态电路。平时由于触摸片P端无感应电压，电容C1通过555第7脚放电完毕，第3脚输出为低电平，继电器KS释放，电灯不亮。 当需要开灯时，用手触碰一下金属片P，人体感应的杂波信号电压由C2加至555的触发端，使555的输出由低变成高电平，继电器KS吸合，电灯点亮。同时，555第7脚内部截止，电源便通过R1给C1充电，这就是定时的开始。 当电容C1上电压上升至电源电压的2/3时，555第7脚道通使C1放电，使第3脚输出由高电平变回到低电平，继电器释放，电灯熄灭，定时结束。 定时长短由R1、C1决定：T1=1.1R1*C1。按图中所标数值，定时时间约为4分钟。D1可选用1N4148或1N4001。
555定时器的典型应用电路
令狐采学创作 555定时器的典型应用电路 令狐采学 单稳态触发器 555定时器构成单稳态触发器如图22-2-1所示，该电路的触发信号在2脚输入，R和C 是外接定时电路。单稳态电路的工作波形如图22-2-2所示。 在未加入触发信号时，因ui=H，所以uo=L。当加入触发信号时，ui=L，所以uo=H，7脚内部的放电管关断，电源经电阻R向电容C充电，uC按指数规律上升。当uC上升到2 VCC/3时，相当输入是高电平，555定时器的输出uo=L。同时7脚内部的放电管饱和导通是时，电阻很小，电容C经放电管迅速放电。从加入触发信号开始，到电容上的电压充到2VCC/3为止，单稳态触发器完成了一个工作周期。输出脉冲高电平的宽度称为暂稳态时间，用tW表示。 图22-2-1 单稳态触发器电路图 图22-2-2 单稳态触发器的波形图 暂稳态时间的求取： 暂稳态时间的求取可以通过过渡过程公式，根据图22-2-2可以用电容器C上的电压曲线确定三要素，初始值为uc(0)=0V，无穷大值uc(∞)=VCC，τ=RC，设暂稳态的时间为t w，当t= tw时，uc(tw)=2 VCC/3时。代入过渡过程公式[1-p205]
几点需要注意的问题： 这里有三点需要注意，一是触发输入信号的逻辑电平，在无触发时是高电平，必须大于 2 VCC/3，低电平必须小于 VCC/3，否则触发无效。 二是触发信号的低电平宽度要窄，其低电平的宽度应小于单稳暂稳的时间。否则当暂稳时间结束时，触发信号依然存在，输出与输入反相。此时单稳态触发器成为一个反相器。 R的取值不能太小，若R太小，当放电管导通时，灌入放电管的电流太大，会损坏放电 管。图22-2-3是555定时器单稳态触发器的示波器波形图，从图中可以看出触发脉冲的低电平和高电平的位置，波形图右侧的一个小箭头为0电位。 图22-2-3 555定时器单稳态触发器的示波器波形图 [动画4-5] 多谐振荡器 555定时器构成多谐振荡器的电路如图22-2-4所示，其工作波形如图22-2-5所示。 与单稳态触发器比较，它是利用电容器的充放电来代替外加触发信号，所以，电容器上的电压信号应该在两个阈值之间按指数规律转换。充电回路是RA、RB和C，此时相当输入是低电平，输出是高电平；当电容器充电达到2 VCC/3时，即输入达到高电平时，电路的状态发生翻转，输出为低电平，电容器开始放电。当电容器放电达到2VCC/3时，电路的状态又开始翻转。如此不断循环。电容器之所以能够放电，是由于有放电端7脚的作用，因7脚的状态与输出端一致，7脚为低电平电容器即放电。 图22-2-4 多谐振荡器电路图图22-2-5 多谐振荡器的波形 震荡周期的确定： 根据uc(t)的波形图可以确定振荡周期，T=T1+T2 先求T1，T1对应充电，时间常数τ1=(RA+RB)C，初始值为uc(0)= VCC/3，无穷大值u c(∞)=VCC，当t= T1时，uc(T1)=2 VCC/3，代入过渡过程公式，可得 T1=ln2(RA+RB)C≈0.7(RA+RB)C 求T2，T2对应放电，时间常数τ2=RBC，初始值为uc(0)=2 VCC/3，无穷大值uc(∞) =0
实验三++555定时器的应用仿真实验
电子技术仿真实验报告实验题目： 3 555定时器的应用仿真实验 班级： 姓名： 学号： 实验日期： 实验成绩：
实验三 555定时器的应用仿真实验 一、实验目的： 1、熟悉555定时器的工作原理。 2、掌握555定时器的典型应用。 3、掌握基于multisim 10.0的555定时器应用仿真。 二、实验原理： 555定时器是一种常见的集数字与模拟功能于一体的集成电路。通常只要外接少量的外围元件就可以很方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器等多种电路。其中： （1） 构成施密特触发器，用于TTL 系统的接口，整形电路或脉冲鉴幅等； （2）构成多谐振荡器，组成信号产生电路； （3）构成单稳态触发器，用于定时延时整形及一些定时开关中。 555应用电路采用这3种方式中的1种或多种组合起来可以组成各种实用的电子电路。 U1 LM555CM GND 1DIS 7OUT 3 RST 4VCC 8THR 6CON 5 TRI 2 GND ——1脚，接地；TRI ——2脚，触发输入；OUT ——3脚，输出；RES ——4脚，复 位（低电平有效）；CON ——5脚，控制电压（不用时一般通过一个0.01F 的电容接地）；THR ——6脚，阈值输入；DIS ——7脚，放电端；VCC ——8脚，+电源
1、 由555定时器构成多谐振荡器 （1） 接通电源时，设电容的初始电压0=c V ，此时TR V \TH V 均小于1/3Vcc ，放电截止， 输出端电压为高电平，Vcc 通过1R 和2R 对C 充电，Vc 按照指数规律逐步上升。 （2） 当Vc 上升到2/3Vcc 时，放电管导通，输出端电压为低电平，电容C 通过2R 放电，Vc 按照指数规律逐步下降。 （3） 当Vc 下降到1/3Vcc 时，放电管截止，输出端电压由低电平翻转为高电平，电容C 又开始充电。当电容C 充到Vc=2/3Vcc 时，又开始放电，如此周而复始，在输出端即可产生矩形波信号。 矩形波信号的周期取决于电容器充、放电回路的时间常数，输出矩形脉冲信号的周期 C R R T )2(7.021+≈ 2、 施密特触发器是脉冲波形整形和变换电路中经常使用的一种电路。其具有两个稳定 状态，两个稳定状态的维持和相互转换取决于输入电压的高低和，属于电平触发，具有两个不同的触发电平，存在回差电压。由555定时器构成的施密特触发器将555定时器的THR 和TRI 两个输入端连在一起作为信号输入端即可得到施密特触发器。 （1） 当Vi<1/3Vcc 时，输出Vo 为高电平。随着Vi 的上升，只要Vi<2/3Vcc ，输出 信号将维持原状态不变，设此状态为第一稳定状态。 （2） 当Vi 上升到Vi ≥2/3Vcc 时，输出Vo 为低电平。电路由第一稳定状态翻转为第 二稳定状态，电路的正向阈值电压为+T V =2/3Vcc 。随着Vi 上升后又下降的情况，只要Vi 〉1/3Vcc ，电路将维持在第二稳定状态不变。 （3） 当Vi 下降到Vi ≤1/3Vcc 时，电路又翻转到第一稳态，电路的负向阈值电压为 -T V =1/3Vcc 。 三、实验内容： 1、555定时器构成多谐振荡器仿真实验
555时基电路及其应用
实验二555 时基电路及其应用 一、实验目的 1.熟悉555 型集成时基电路结构、工作原理及其特点。 2.掌握555 型集成时基电路的基本应用。 二、实验原理 集成时基电路又称为集成定时器或555 电路，是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，应用十分广泛。外加电阻、电容等元件可以构成多谐振荡器，单稳电路，施密特触发器等。它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，由于内部电压标准使用了三个5K 电阻，故取名555 电路。其电路类型有双极型和CMOS型两大类，二者的结构与工作原理类似。一般双极型产品型号最后的三位数码都是555 或556, 而CMOS 产品型号最后四位数码都是7555 或7556，二者的逻辑功能和引脚排列完全相同，易于互换。555 和7555 是单定时器。556 和7556 是双定时器。双极型的电源电压U DD＝+5V～+15V,输出的最大电流可达200mA，CMOS 型的电源电压为+3V～+18V，能直接驱动小型电机、继电器和低阻抗扬声器。 1.555 定时器的工作原理 555 定时器原理图及引线排列如图1 所示。其功能见表1。定时器内部由电压比较器、分压电路、RS 触发器及放电三极管等组成。 1)电压比较器 两个相同的电压比较器A1，和A2，其中A1的同相端接基准电压，反相端接外触发输人电压，称高触发端TH。电压比较器A2的反相端接基准电压，其同相端接外触发电压，称低触发端TR。 2)分压电路 分压电路由三个5K 的电阻构成，分别给A1和A2提供参考电平2/3 U DD和1/3 U DD。5 脚为控制端，平时等于2/3 U DD作为比较器的参考电平，当5 脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制。如果不在5 脚外加电压通常接0.01μF 电容到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，确保参考电平的稳定。 3)基本RS触发器 它由交叉耦合的两个与非门组成。比较器A1的输出作为基本RS触发器的复位输入，比较器A2的输出作为基本RS触发器的置位输入。4 脚是直接复位控制端，当4 脚接入低电平时，则3脚输出U O=0；正常工作时4脚接高电平。 4)放电开关管VT A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号自6 脚输入大于2/3 U DD时，触发器复位，3 脚输出为低电平，放电管VT导通；当输入信号自2 脚输入并低于1/3 U DD
数字电路实验报告555定时器及应用
姓名：xxxxxxxxxxxxxxx学号：xxxxxxxxxx . 学院：计算机与电子信息学院专业：计算机类. 班级：xxxxxxxxxxxxxxxxxx时间：2019年10月18 日. 指导教师：xxxxxxxx . 实验名称：555定时器及应用. 一、实验目的 1、熟悉掌握555定时器的基本工作原理及功能； 2、掌握555定时器构成多谐震荡器的工作原理和使用方法； 3、熟悉数字系统的分析和应用。 二、实验原理 1、555定时器原理简介 555定时器是共仪器、仪表、自动化装置、各种民用电器的定时器、时间延时器等电子控制电路用的时间功能电路，也可以做自激多谐振荡器、脉冲调制电路、脉冲相位调谐电路、脉冲丢失指示器、报警器以及单稳态、双稳态等各种电路，应用范围十分广泛。 （1）555定时器的特点 ①外部连接几个阻容元件，可以方便的构成施密特触发器、多谐振荡器和单稳态 触发器等脉冲产生与整形回路。 ②具有一定的输出功率，因此可直接驱动微电机、指示灯和扬声器等。该器件有 双极型和COMS型两类产品，双极型产品型号最后三位为555，COMS型产品 型号最后四位为7555，它们的功能及外部引线排列完全相同。 ③电源电压范围宽（3~18V），双极型的电源电压为5~15V，COMS型的电源电 压为3~18V，能够提供与TTL及COMS型的数字电路兼容的逻辑电平。 （2）555定时器的电路结构及功能 图6-1是555定时器的电路结构图和管脚排列图，它的八个引脚的名称及作用如下： 1脚：芯片的地端2脚：芯片的触发输入端TR’（也叫低触发端）3脚：芯片的输出端4脚：芯片的复位端RD’ 5脚：芯片的控制电压输入Vco 6脚：芯片的阈值输入端TH（也叫高触发端）7脚：芯片的放电端DISC 8脚：芯片的电源Vcc
555无稳态电路工作原理及分类
无稳类电路 无稳电路就是多谐振荡电路,是555电路中应用最广的一类。电路的变化形式也最多。为简单起见,也把它分为三种。 第一种（见图1）是直接反馈型,振荡电阻是连在输出端VO的。 第二种（见图2）是间接反馈型,振荡电阻是连在电源VCC上的。其中第1个单元电路（3.2.1）是应用最广的。第2个单元电路（3.2.2）是方波振荡电路。第3、4个单元电路都是占空比可调的脉冲振荡电路,功能相同而电路结构略有不同,因此分别以3.2.3a和3.2.3b的代号。
第三种(见图3)是压控振荡器。由于电路变化形式很复杂,为简单起见,只分成最简单的形式（3.3.1）和带辅助器件的(3.3.2)两个单元。图中举了两个应用实例。 无稳电路的输入端一般都有两个振荡电阻和一个振荡电容。只有一个振荡电阻的可以认为是特例。例如：3.1.2单元可以认为是省略RA的结果。有时会遇上7.6.2三端并联,只有一个电阻RA的无稳电路,这时可把它看成是3.2.1单元电路省掉RB后的变形。 以上归纳了555的3类8种18个单元电路,虽然它们不可能包罗所有555应用电路,古话讲：万变不离其中,相信它对我们理解大多数555电路还是很有帮助的。 应用实例: 单电源变双电源电路 附图电路中,时基电路555接成无稳态电路,3脚输出频率为20KHz、占空比为1：1的方波。3脚为高电平时,C4被充电;低电平时,C3被充电。由于VD1、VD2的存在,C3、C4在电路中只充电不放电,充电最大值为EC,将B端接地,在A、C两端就得到+/-EC的双电源。本电路输出电流超过50mA。
简易催眠器 时基电路555构成一个极低频振荡器,输出一个个短的脉冲,使扬声器发出类似雨滴的声音（见附图）。扬声器采用2英寸、8欧姆小型动圈式。雨滴声的速度可以通过100K电位器来调节到合适的程度。如果在电源端增加一简单的定时开关,则可以在使用者进入梦乡后及时切断电源。
555定时器的原理及三种应用电路
实验10 555定时器的原理及三种应用电路 「、实验目的 (1) 掌握555定时器的电路结构、工作原理。 (2) 熟悉555定时器的功能及应用。 :■、实验箱一个；双踪示波器一台；稳压电源一台；函数发生器一台。 CB555定时器；100Q ~100k Q电阻；0.01~100卩F电容；1k Q和5k Q电位器; 发光二极管或蜂鸣器。 三、实验内容 (1)按图2-10-3连接施密特触发器电路，分别输入正弦波、锯齿波信号，观察并记录输出输入波形。 1?实验原理 当输入电压《：：」V cc时，=V TR：：：'CC V。为高电平 3 3 1 2 当-V cc : V i:-时，乂保持高电平。 3 3 2 2 当V i ?—V CC,V TH -V TR -V cc 时，V o 为低电平。 3 3 1 2 V由大变小时，即-v cc : V :-时，V)保持低电平。 3 3 一旦V「：-V cc,则V o又回到高电平。 3 2?仿真电路如图:
3?实验结果： 输入正弦波: 输入锯齿波:
(2)设计一个驱动发光二极管的定时器电路，要求每接收到负脉冲时，发光管持续点亮秒后熄灭。 2 1?实验原理： 由555定时器构成单稳态触发器，由单稳态触发器的功能可知，当输入为一个负脉冲 时，可以输出一个单稳态脉宽T W,且T W=1.1RC。所以想要使发光二极管接收到负脉冲时, 持续点亮2S，即要使T W=2S所以，需选定合适的R、C值。选定R、C时，先选定C的值 为100uF,然后确定R的值为18.2k Q。 2.仿真电路如图： 波形图为：
若是1秒或者是5秒。只需改变R 与C 的大小，使得脉冲宽度 T=1.1RC 分别为1或是5 即可。1 秒时： C=1OOuF, R=9.1k Q 5 秒时：C=1OOuF , R=45.5k Q 。 (3) 按图 2-10-7连接电路，取 R 仁1k Q , R2=10k Q ,C 仁0.1卩F,C2=0.01卩F ,观察、记录 V Cr 、V O 的同步波形，测出 V 。的周期并与估算值进行比较。改变参数 R1=15k Q , R2=10k Q ,C1=0.033卩F,C2=0.1卩F ,用示波器观察并测量输出端波形的频率。 经与理论估算值比较， 算出频率的相对误差值。 1?实验原理 555定时器构成多谐振荡器。 1 当加电后，V cc 通过R |,R 2 对R 充电，充电开始时V Cr =V TH =V TR ￡-V cc ,所以 V O =1。 3 1 2 当V Cr 上升到-V cc 数字电子技术仿真实验报告 实验名称：555定时器 学生姓名：刘佳璇学号：20152523 指导教师：金丹 院系：电气工程学院班级：201502D 2017 年11 月29 日 555定时器 一、实验目的 1、学会使用 MULTISIM 软件进行数字电子实验仿真。 2、学习了解555定时器的工作原理。 二、实验内容 多谐振荡器 三、实验原理 555定时器的内部电路图及引脚排列见下图，功能表见下表。 555定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器C1的同相输入端的电压为3/2CC V ，C2的反相输入端的电压为VCC 若触发输入端TR 的电压小于3/CC V ，则比较器C2的输出0，可使RS 触发器置1，使输出端OUT=1。如果阈值输入端TH 的电压大于3/2CC V ，同时TR 端的电压大于3/CC V ，则C1的输出为0，C2的输出为1，可将RS 触发器置0，使输出为0电平。 多谐振荡器又称为无稳态触发器，它没有稳定的输出状态，只有两个暂稳态。在电路处于某一暂稳态后，经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态。 两个暂稳态自行相互转换而输出一系列矩形波。多谐振荡器可用作方波发生器。电路如图。 四、 实验设计与仿真 构建仿真电路如图所示，其中Ω=k R 21，Ω=k R 12，F C μ1.0=。接通V 5电源，用示波器观察c u 和o u 的波形。 波形如下图： 仿真结果与实验结果一致。 五、实验小结 这次的仿真实验是 555 定时器（多谐振荡器）电路，实验连线较简单，但是原理并不简单，通过实验我更加深刻的理解了555定时器的工作原理。 实验九 555时基电路及其应用 姓名： 班级： 学号： 一、实验目的 1. 熟悉555集成时基电路的电路结构、工作原理及其特点。 2. 掌握555集成时基电路的典型应用。 二、实验原理 集成定时器是一种模拟、数字混合型的中规模集成电路，在波形产生、整形、变换、定时及控制系统中有着十分广泛的应用。只要外接适当的电阻电容等元件，可方便地构成单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器等脉冲产生或波形变换电路,由于内部电压标准使用了三个5k 电阻，故取名555电路。定时器有双极型和CMOS 两大类，其结构和工作原理基本相似。通常双极型定时器具有较大的驱动能力，而CMOS 定时器则具有功耗低，输入阻抗高等优点。几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555和556；所有的CMOS 产品型号最后四位数码都是7555和7556，二者的逻辑功能和引脚排列完全相同，易于互换。双极型集成时基电路的电源电压为U CC =+5V~+15V ，输出的最大电流可达200mA ；CMOS 型的集成时基电路电源电压为U CC =+3V~+18V 。 555的内部电路框图如图9-1所示，从图中可见，它含有两个高精度电压比较器A 1、A 2，一个基本RS 触发器G 1、G 2及放电晶体管T D 。比较器的参考电压由三只5kΩ的电阻的分压提供，它们分别使比较器A 1的同相输入端和A 2的反相输入端的电位分别为 3 1 U CC 和3 2 U CC ，如果在引脚5外加控制电压，就可以方便的改变两个比较器的比较电平，若控制电压端5不用时需在该端与地之间接入约0.01μF 的电容,以清除外接干扰，保证参考电压稳定值。比较器的状态决定了基本RS 触发器的输出，基本RS 触发器的输出一路作为整个电路的输出，另一路控制晶体管T D 的导通与截止，T D 导通时给接在7脚的电容提供放电通路。这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路。 集成定时器的典型应用 1．单稳态触发器 单稳态触发器在外来脉冲作用下，能够输出一定幅度与宽度的脉冲，输出脉冲的宽度就是暂稳态的持续时间t W 。 图9-2为由555定时器和外接定时元件R 、C 构成的单稳态触发器。在输入u i 端未加触发信号时，电路处于初始稳态，单稳态触发器的输出u O 为低电平。当在u i 端加入具有一定幅度的负脉冲时，在TR 端出现一个尖脉冲，使该端电位小于 3 1 U CC ，从而使比较器A 2触发翻转，触发器的输出u O 从低电平跳变为高电平，暂稳态开始。电容C 开始充 555定时器的典型应用电路 单稳态触发器 555定时器构成单稳态触发器如图22-2-1所示，该电路的触发信号在2脚输入，R和C是外接定时电路。单稳态电路的工作波形如图22-2-2所示。 在未加入触发信号时，因u i=H，所以u o=L。当加入触发信号时，u i=L，所以u o=H，7脚内部的放电管关断，电源经电阻R向电容C充电，u C按指数规律上升。当u C上升到2V CC/3时，相当输入是高电平，5 55定时器的输出u o=L。同时7脚内部的放电管饱和导通是时，电阻很小，电容C经放电管迅速放电。从加入触发信号开始，到电容上的电压充到2V CC/3为止，单稳态触发器完成了一个工作周期。输出脉冲高电平的宽度称为暂稳态时间，用t W表示。 图22-2-1 单稳态触发器电路图 图22-2-2 单稳态触发器的波形图 暂稳态时间的求取： 暂稳态时间的求取可以通过过渡过程公式，根据图22-2-2可以用电容器C上的电压曲线确定三要素，初始值为u c(0)=0V，无穷大值u c(∞)=V CC，τ=RC，设暂稳态的时间为t w，当t= t w时，u c(t w)=2V CC/3时。代入过渡过程公式[1-p205] 几点需要注意的问题： 这里有三点需要注意，一是触发输入信号的逻辑电平，在无触发时是高电平，必须大于2V CC/3，低电平必须小于V CC/3，否则触发无效。 二是触发信号的低电平宽度要窄，其低电平的宽度应小于单稳暂稳的时间。否则当暂稳时间结束时，触发信号依然存在，输出与输入反相。此时单稳态触发器成为一个反相器。 R的取值不能太小，若R太小，当放电管导通时，灌入放电管的电流太大，会损坏放电管。图22-2-3是555定时器单稳态触发器的示波器波形图，从图中可以看出触发脉冲的低电平和高电平的位置，波形图右侧的一个小箭头为0电位。 图22-2-3 555定时器单稳态触发器的示波器波形图[动画4-5] 多谐振荡器 555定时器构成多谐振荡器的电路如图22-2-4所示，其工作波形如图22-2-5所示。 与单稳态触发器比较，它是利用电容器的充放电来代替外加触发信号，所以，电容器上的电压信号应该在两个阈值之间按指数规律转换。充电回路是R A、R B和C，此时相当输入是低电平，输出是高电平；当电容器充电达到2V CC/3时，即输入达到高电平时，电路的状态发生翻转，输出为低电平，电容器开始放电。当电容器放电达到2V CC/3时，电路的状态又开始翻转。如此不断循环。电容器之所以能够放电，是由于有放电端7脚的作用，因7脚的状态与输出端一致，7脚为低电平电容器即放电。 图22-2-4 多谐振荡器电路图图22-2-5 多谐振荡器的波形 一、实验目的 二、实验原理 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。它也常作为定时器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 定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图 2.9.1 和图2.9.2 所示。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3 555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为2VCC /3，C2 的反相输入端的电压为VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 C2 的输出为0，可使RS 触发器置1，使输出端OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于2VCC/3，同时 TR 端的电压大于VCC /3，则C1 的输出为 0，C2 的输出为1，可将RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。 它的各个引脚功能如下： 1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。 8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V，CMOS 型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。一般用5V。 3脚：输出端Vo 2脚：低触发端 6脚：TH高触发端 4脚：是直接清零端。当端接低电平，则时基电路不工作，此时不论、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。 5脚：VC为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。 7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。 在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A1、A2基准电压分别为的情况下，555时基电路的功能表如表6—1示。 三、实验内容 四、思考题 2.3．1 555时基电路的介绍和内部结构 555集成电路定时器是一种将模拟功能和逻辑功能集成在同一硅片上的单片时基电路。它的型号很多，如FX555，5G555，J55，UA555，NE555，它们的逻辑功能与外部引线排列完全相同，555定时器的电源电压范围宽，双极型555定时器为5~16V，CMOS555 定时器为3~18V，它可提高与TTL，CMOS的数字电路兼容的接口电平。由于555定时 器价格低廉，使用灵活方便，只需外接少量元件就可构成多种模拟和数字电路，因而极广泛地应用在波形产生与变换，测量与控制，家用电器及电子玩具领域，它的外部引脚 555定时器能在较宽电压范围工作，输出交电平不低于90%电源电压，带拉电流负载和电流负载能力可达到200MA。 图2-3 555定时器外部引脚 555时基电路由运算放大电路器A1，A2组成电压比较器，由F1F2组成的 基本R—S触发器以及由F3和NPN型集成电极开路输出的放电三极管TD等组成的输出级和放电开关。其中电压比较器的分压偏置电阻采用三个阻值相同的5K电阻，所以电路因此特征而被命名为“555时基电路”。555时基电路的内部结构图如图2-4。 图2-4 555时基电路图 2.3.2 555时基电路的工作原理及功能电压比较 1）分压器3个5K 电阻组成，为两个A1和A2提供基准电平，如控制端C O，则经分压后，A的基准电平为2/3Ucc，B的基准电平为1/3Ucc，如改变管脚的接法就改变了两个电压比较器的基准电平 2）比较器 比较器A1，B2是两个结构和性能完全相同的高精度电压比较器，其输出直接控制着基本R-S触发器的状态。TH是比较器A1的输入端，TR是比较器A2的输入端。 当TH输入信号使U6》2/3Ucc，则A1输出交电平，否则A输出为低电平，当R输入信号使号使V2》1/3Ucc，A2输出为低电平，否则输出高电平3）基本R—S触发器 基本R——S触发器要求低电平触发，图中F1的输入端接UC1，为置O 输入端（R），F2的输入端接Uc2为置输入端（S）。Uc1=0，Uc2=1，时Q=0。当Uc1=1，Uc2=时，Q=1 4）放电器和输出缓冲器 集电极开路输出的放三极管TD组成放电器当输出U0为‘0“时，Q为1使UTD导通，管脚T和地间构成通路，而输出U0为”1“时，Q为0 使UTD 截止，通路被切断。输出缓冲器由反相器构成，一方面增强了带负载能力，另一方面隔离负载对555定时器的影响。 总上所述可得555时基器电路功能表如下表2-1所示 2-1 表555时基电路功能表 555电路原理 （一）555芯片引脚图及引脚描述 555的8脚是集成电路工作电压输入端，电压为5～18V，以UCC表示；从分压器上看出，上比较器6脚A1的５脚接在R1和R2之间，所以5脚的电压固定在2UCC/3上；下比较器A2接在R2与R3之间，A2的同相输入端电位被固定在UCC/3上。 1脚为地。2脚为触发输入端；3脚为输出端，输出的电平状态受触发器控制，而触发器受上比较器6脚和下比较器2脚的控制。 当触发器接受上比较器A1从R脚输入的高电平时，触发器被置于复位状态，3脚输出低电平； 2脚和6脚是互补的，2脚只对低电平起作用，高电平对它不起作用，即电压小于1Ucc/3，此时3脚输出高电平。6脚为阈值端，只对高电平起作用，低电平对它不起作用，即输入电压大于2 Ucc/3，称高触发端，3脚输出低电平，但有一个先决条件，即2脚电位必须大于1Ucc/3时才有效。3脚在高电位接近电源电压Ucc，输出电流最大可打200mA。 4脚是复位端，当4脚电位小于0.4V时，不管2、6脚状态如何，输出端3脚都输出低电平。 5脚是控制端。 7脚称放电端，与3脚输出同步，输出电平一致，但7脚并不输出电流，所以3脚称为实高（或低）、7脚称为虚高。 （二）555集成电路的框图及工作原理 555集成电路开始是作定时器应用的，所以叫做555定时器或555时基电路。但后来经过开发，它除了作定时延时控制外，还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。此外，还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路，用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。由于它工作可靠、使用方便、价格低廉，目前被广泛用于各种电子产品中，555集成电路内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等，电路比较复杂，是模拟电路和数字电路的混合体，如图1所示。 555芯片管脚介绍 实验报告 课程名称：数字电子技术实验姓名： 学号： 专业： 开课学期： 指导教师： 实验课安全知识须知 1.须知1：规范着装。为保证实验操作过程安全、避免实验过程中意外发生，学生禁止穿拖 鞋进入实验室，女生尽量避免穿裙子参加实验。 2.须知2：实验前必须熟悉实验设备参数、掌握设备的技术性能以及操作规程。 3.须知3：实验时人体不可接触带电线路，接线或拆线都必须在切断电源的情况下进行。 4.须知4：学生独立完成接线或改接线路后必须经指导教师检查和允许，并使组内其他同学 引起注意后方可接通电源。实验中如设备发生故障，应立即切断电源，经查清问题和妥善处理故障后，才能继续进行实验。 5.须知5：接通电源前应先检查功率表及电流表的电流量程是否符合要求，有否短路回路存 在，以免损坏仪表或电源。 特别提醒：实验过程中违反以上任一须知，需再次进行预习后方可再来参加实验；课程中违反三次及以上，直接重修。 实验报告撰写要求 1.要求1：预习报告部分列出该次实验使用组件名称或者设备额定参数；绘制实验线路图， 并注明仪表量程、电阻器阻值、电源端编号等。绘制数据记录表格，并注明相关的实验环境参数与要求。 2.要求2：分析报告部分一方面参考思考题要求，对实验数据进行分析和整理，说明实验结 果与理论是否符合；另一方面根据实测数据和在实验中观察和发现的问题，经过自己研究或分析讨论后写出的心得体会。 3.要求3：在数据处理中，曲线的绘制必须用坐标纸画出曲线，曲线要用曲线尺或曲线板连 成光滑曲线，不在曲线上的点仍按实际数据标出其具体坐标。 4.要求4：本课程实验结束后，将各次的实验报告按要求装订，并在首页写上序号（实验课 上签到表对应的序号）。请班长按照序号排序，并在课程结束后按要求上交实验报告。 温馨提示：实验报告撰写过程中如遇预留空白不足，请在该页背面空白接续。 用555电路原理构成单稳态电路及其应用及其应用 作者:朱刚 兰州理工大学 07级自动化(一)班 学号:07220103 用555电路原理构成单稳态电路及其应用 作者:朱刚 摘要:本文应用555定时器的基本原理，构成了单稳态电路，并用555定时器构成的单稳态电路设计了楼道灯光的开关控制器，还构成了一个分频电路，可将高频脉冲变换为低频脉冲。 关键词:555定时器、单稳态电路、灯光控制器、分频器。 一、前言:555定时器是电子工程领域中广泛使用的一种中规模集成电路，它将模拟 与逻辑功能巧妙地组合在一起，具有结构简单、使用电压范围宽、工作速度快、定 时精度高、驱动能力强等优点。555定时器配以外部元件，可以构成多种实际应用 电路。广泛应用于产生多种波形的脉冲振荡器、检测电路、自动控制电路、家用电 器以及通信产品等电子设备中。 二、555定时器基本原理 (参考:《数字电子技术基础》 第四版阎石) 1、555定时器内部电路如图1所 示。 2、555定时器功能表如表1。 表1555定时器功能表 输入输出 thtrouttr 0低导通，， 1低导通21,v,v33 1不变不变21,v,v33 1高截止21,v,v33 1高截止21,v,v33 三、用555定时器构成单稳态电路 1、电路结构 电路如图2所示，该电路在555电路的基础上，外加电阻r1，r2和电容c1组成。 2、工作原理 1触发信号从tri端输入，没有触发信号时tri输入的是高电平()。,v3 接通电源时触发器可 能处于0，也可能处于1。 1)、假设通电时 q=0，则三极管t导通， ,图1中r=s=1，thr,0 q=0，vo=0，且这一状态稳定 的保持住，除非tri端有有效 的触发脉冲。 2)、假如通电时 q=1，这时三极管t截止，v 经电阻r1向电容c1充电。当 c1两端电压被充到 2时，r=0，触发器vv,c13 被置0，vo=0，t导通，c1经 t放电至0，thr=0,r=s=1,电路回到稳态。 1当电路处于稳态，tri端输入有效的触发脉冲(低电平)时，s=0,触发器置,v3 13.1 555定时器的结构和工作原理本节重点: (1)脉冲的基本知识 (2)555电路的组成结构和工作原理 (3)555芯片引脚图 (4)555电路功能表 (5)555电路的典型应用 本节难点: (1)555的内部电路组成和工作原理 (2)555电路的典型应用 引入:555定时器电路是一种中规模集成定时器，目前应用十分广泛。通常只需外接几个阻容元件,就可以构成各种不同用途的脉冲电路,如多谐振荡器、单稳态触发器以及施密特触发器等。555定时电路有TTL集成定时电路和CMOS集成定时电路,它们的逻辑功能与外引线排列都完全相同。双极型产品型号最后数码为555，CMOS型产品型号最后数码为7555。 一、555电路的结构组成和工作原理 (1)电路组成及其引脚 (2)555的工作原理 它含有两个电压比较器，一个基本RS 触发器，一个放电开关T ，比较器 的参考电压由三只5K Ω的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器C1同相比 较端和低电平比较器C2的反相输入端的参考电平为Vcc 32和Vcc 3 1 。C1和C2的 输出端控制RS 触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过Vcc 3 2 时， 触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信 号自2脚输入并低于Vcc 3 1 时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电， 开关管截止。 D R 是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接Vcc 。 Vco 是控制电压端（5脚），平时输出Vcc 3 2 作为比较器A1的参考电平，当5 脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01F μ的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。 T 为放电管，当T 导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路. (3)555电路的引脚功能 二、555电路的应用 （1）用555电路构成施密特触发器555定时器多谐波电路Multisim仿真
数电实验题目：实验九 555时基电路及其应用
555定时器的典型应用电路
555定时器实验报告
555时基电路内部结构及工作原理实例详解
555电路原理
555定时器电路数电实验报告
用555电路原理构成单稳态电路及其应用
555定时器的结构和工作原理