555定时器构成的占空比可调的方波发生器 实验报告

电子技术课程设计说明书

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目录

1 设计内容： (2)

1.1 给出集成电路芯片的主要技术参数,熟悉555 IC芯片各引脚的功能,并逐个说明. 2

1.2 简要说明电路的工作原理及本电路能达到的实用功能.. (2)

1.3 完成下列参数要求的电路设计。（其中，实验室提供1000Hz的频率信号） (2)

2.1 设计电路原理图； (2)

2.2 在实验室提供的设备上安装电路并模拟运行； (2)

2.3 撰写实验报告。 (2)

3 实验目的： (2)

3.1 熟悉555型集成时基电路结构、工作原理及其特点。 (2)

3.2 掌握555型集成时基电路的基本应用。 (2)

3.3 掌握由555集成时基电路组成的占空比可调的方波信号发生器。 (2)

4 实验器材： (2)

5 实验原理： (3)

5.1 555电路的工作原理 (3)

5.1.1 555芯片引脚介绍 (3)

5.1.2 上述CB555定时器的工作原理可列表说明： (5)

5.1.3 占空比可调的方波信号发生器 (5)

6 实验内容及实验数据 (7)

6.1 设计内容及任务 (7)

6.2 实验数据 (7)

6.2.1 100HZ仿真电路图 (7)

100HZ 仿真电路结果 (8)

6.2.2 1000HZ仿真电路图 (9)

1000HZ 仿真电路结果 (10)

7 结论： (11)

8 参考文献 (11)

1 设计内容：

1.1 给出集成电路芯片的主要技术参数,熟悉555 IC芯片各引脚的功能,并逐个说明.

1.2 简要说明电路的工作原理及本电路能达到的实用功能..

1.3 完成下列参数要求的电路设计。（其中，实验室提供1000Hz的频率信号）

A.当方波输出频率f=100HZ时，占空比D=50%、D<50%、D>50%时的输出波形；

B.当方波输出频率f=1KHZ时，占空比D=50%、D<50%、D>50%时的输出波形；

2 任务如下：

2.1 设计电路原理图；

2.2 在实验室提供的设备上安装电路并模拟运行；

2.3 撰写实验报告。

3 实验目的：

3.1 熟悉555型集成时基电路结构、工作原理及其特点。

3.2 掌握555型集成时基电路的基本应用。

3.3 掌握由555集成时基电路组成的占空比可调的方波信号发生器。

4 实验器材：

电阻：二极管：电容：555芯片：示波器：等

5 实验原理：

5.1 555电路的工作原理

5.1.1 555芯片引脚介绍

图1 CB555定时器 （a ）电路；（b ）引脚排列图

CB555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路，该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容原件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。因而广泛用于信号的产生、变换、控制和检测。

CB555定时器含有两个电压比较器C 1和C 2、一个由与非门组成的基本RS 触发器、一个

与门、一个非门、一个放电晶体管T 以及由3个5K Ω的电阻组成的分压器。比较器C 1的参

电压为32U CC ，加在同相输入端；C 2的参考电压为31

U CC ，加在反向输入端。两者均由分压器上取得。各

引脚的功能如下：

2为低电平触发端。当2端的输入电压u 12高于31U CC 时，C 2的输出为1；当输入的电压低于31

U CC

时，C 2的输出为0，使基本RS 触发器置1。

6为高电平触发端。当输入电压u 11低于32U CC 时，C 1的输出为1；当输入电压高于32U CC

时，C 1的输出为0，使触发器置0。

4端为复位端，由此输入负脉冲（或使其电位低于0.7 V ）而使触发器直接复位（置0）。 5为电压控制端，在此端可外加一电压以改变比较器的参考电压。不用时，经0.01μF 的电容接“地”，以防止干扰的引入。

7为放电端，当与门的输出端为1时，放电晶体管T 导通，外接电容元件通过T 放电。 3为输出端，输出电流可达200 mA ，由此可直接驱动继电器、发光二极管、扬声器、指示灯等。输出高电压约低于电源电压U CC 1—3 V 。

8为电源端，可在5—18 V 范围内使用。 1为接“地”端。 也就是说：

1脚：外接电源负极或接地（GND ）。 2脚：TR 触发输入。 3脚：输出端（OUT 或Vo ）。

4脚：RD 复位端，移步清零且低电平有效，当接低电平时，不管TR 、TH 输入什么，电路总是输出“0”。要想使电路正常工作，则4脚应与电源相连。

5脚：控制电压端CO(或VC)。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。

6脚：TH 高触发端（阈值输入）。 7脚：放电端。

8脚：外接电源VCC （VDD ）。

5.1.2 上述CB555定时器的工作原理可列表说明：

图2 CB555定时器的工作原理说明表

5.1.3 占空比可调的方波信号发生器

（1） 占空比可调的方波信号发生器电路图

R D '—

u

11

u

12

R D —

S D —

Q

u

o

T

× × ×

×

×

低电平电压（0） 导通

1

>32

U CC >31

U CC

0 1 0 低电平电压（0） 导通

1

<32

U CC <31

U CC

1 0 1 高电平电压（1） 截至

1

<32

U CC >31

U CC

1

1

保持 保持 保持

图3 利用CB555定时器设计方波电路原理图

（2） 占空比可调的方波信号发生器分析

如图2所示，电路只要一加上电压VDD ，振荡器便起振。刚通电时，由于C 上的电压不能突变，即2脚电位的起始电平为低电位，使555置位，3脚呈高电平。C 通过A R 、D1对其充电，充电时间C R t A 7.0=充。压充到阈值电平2/3 VDD 时，555复位，3脚转呈低电平，此时C 通过Dl 、RB 、555内部的放电管放电，放电时间C R t B 7.0=放。则振荡周期为

放充t t T +=。 占空比:B

A A R R R T

t D +=

=

充 频率：()C R R T f B A +≈=43

.11

10μ

6 实验内容及实验数据

6.1 设计内容及任务

用555芯片、二极管、电阻等器件设计占空比可调的方波信号发生器6.2 实验数据

6.2.1 100HZ仿真电路图

图4 100HZ Multisim电路图

100HZ 仿真电路结果

图5 占空比为50%的方波波形

图6 占空比大于50%的方波波形

图7 占空比小于50%的方波波形6.2.2 1000HZ仿真电路图

图8 1000HZ Multisim电路图1000HZ 仿真电路结果

图9 占空比为50%的方波波形

图10 占空比大于50%的方波波形

图11 占空比小于50%的方波波形

7 结论：

通过这次设计性实验，使我深入了解了555定时器的内部结构及占空比设计方波的工作原理，加深了对课本理论知识的理解，锻炼了实践动手能力，理论知识与实践设计相结合，培养了创新开发的思维。在于运用学习成果，检验学习成果，看一看课堂学习与实际工作到底有多大距离，并通过综合分析，找出学习中存在的不足，以便为完善学习计划，改变学习内容与方法提供实践依据。

数字电子技术的学习比较复杂，有许多芯片的作用都需要记住，通过利用各种芯片进行实验，有助于我们对于芯片功能的理解和了解它们在实际的应用。

8 参考文献

主要参考资料：秦增煌主编，《电工学》（第七版下册）电子技术，高等教育出版社