1、.脈沖波形發生電路設計一 實驗目的1. 學習脈沖波形發生電路的設計方法和調試方法。2. 學習按模塊劃分電路的設計與調試的方法。二 555內部結構圖和芯片引腳圖555內部結構圖：555引腳圖：三 紅外發射管和光電三極管的工作原理1. 紅外發射管：紅外光發射管具有單向導電性。只有當外加的正向電壓使得正向電流足夠大時才發射紅外光，正向電流越大發光越強，其工作原理圖參見圖2（a）。此次實驗中的R1 建議選取1k。2. 光電三極管：光電三極管依據光照強度來控制集電極電流的大小，其功能可等效為一只二極管與一只晶體管相連，并僅引出集電極和發射極，如圖3（a）所示。其符號如圖3（b）所示，常見外形如圖3（c）

2、所示。有光照射時，光電三極管的集電極電流約在幾十微安到幾毫安之間，為保證光電三極管的輸出電壓Vo 可以正確驅動后面的數字IC，合理選取接收電路中R2 的阻值。其應用參考電路參見圖2（b）。四 實驗任務及電路圖1. 電路原理圖必做任務：選做任務：2. 設計思路首先將555接成單穩態觸發器，輸出接發光二極管。然后考慮輸入。為了能在物體擋住光超過2秒以上電路仍然能夠正常運行，在輸入端接入一個微分電路，保證輸入脈寬不超過2秒。同時因為前方光電三極管的輸出電壓在有光時為低電平，無光時為高電平，而電路要實現的功能是遮擋時發光二極管，所以在無光時應輸入低電平，所以在光電三極管的輸出與后方的輸入間加了一個反相

3、器。最后考慮選作任務，首先要讓發光三極管在被擋住時，LED一直亮，這個只需去掉微分電路就可以了。但是這樣在光線重新照射時LED會馬上滅掉，這是因為在遮擋時，555中的三極管是不導通的，所以C2兩端是有壓差的，即Vc1=Vc2=0（見555內部結構圖），這樣在光線重新照射時，輸入會跳為高電平，所以Vc2=1，Q=0，Vo=0，內部三極管導通，Vc1=1，Vo保持0，所以LED就會滅掉。而且Vc1=Vc2=0是我們不希望出現的情況，因為上述分析是基于門電路的tPD均較長的情況下分析的，實際上這些跳變都是瞬間完成的，所以Vc1=Vc2=0之后電路的情況并不是能準確預測的。解決這個問題的思路就是希望能

4、在Vc2=0時，Vc1保持1，這樣Vc2跳變為1之后就有Vc1=Vc2=1，LED保持亮著，而且經過12秒后熄滅。實現這個功能只需在那一個三極管的c、e端與C2并聯，b端接輸入即可。為了在輸入為低時三極管導通，選用PNP三極管。3. 參數計算（1） R2阻值的選取：為保證在有光時vo輸出的是低電平，則R2上的壓降應接近5V，以10微安計算，則R2應取100 k左右。（2） R3和C3的選取微分電路的延遲時間不能太長，否則就起不到微分作用，選取R3為10 k，C3為0.47F，延遲時間為10ms級。（3） R4和C2的選取發光二極管發光的時間twR4C2ln3=1.1R4C2，為保證發光二極管能

5、夠亮12秒，R4C2的值應該在0.91.8之間，取R4=100k，C2=10F。五 調試步驟必做任務：555接成單穩態觸發器必做任務：紅外發射管和光電三極管輸出電壓是否正常必做任務聯合調試選做任務六 思考題1. R1的取值應考慮哪些因素？D1的導通電流和導通壓降是多少？答：R1主要是起限流作用，選取應該考慮D1的導通電流，實驗加的電壓為5V，D1的導通電流約為220mA，若太低發射功率不夠，太高則會燒壞。實驗用的光電光導通壓降測得為1.15V，若接R1=1 k，則導通電流約為3.85mA（實測為3.91mA）。2. 簡述R2的選取原則.答：R2的選取應保證在有光是能有足夠大的壓降，使Vo為低電平，在無光時壓降很小，Vo為高電平