1、實驗八 555時基電路一、 實驗目的 1、 熟悉555型集成時基電路的電路結構、工作原理及其特點 2、 掌握555型集成時基電路的基本應用 二、 實驗原理 集成時基電路稱為集成定時器，是一種數字、模擬混合型的中規模集成電路，其應用十分廣泛。 它是一種產生時間延遲和多種脈沖信號的電路，由于內部電壓標準使用了3個5K電阻，故取名555電路。其電路類型有雙極型和CMOS型兩大類，二者的機構與工作原理類似。幾乎所有的雙極型產品型號最后的三位數碼都是555或556；所有的CMOS產品型號最后四位數碼都是7555或 7556，二者的邏輯功能和引腳排列完全相同，易于互換。555和7555是單定時器。556和

2、7556是 雙定時器。雙極型的電源電壓Vec=+5V+15V，輸出的最大電流可達200mA。CMOS型的電源電壓為 +3+18V。 1、 555電路的工作原理 555電路的內部電路方框圖如圖所示。它含有兩個電壓比較器，一個基本RS觸發器，一個放電開 關管T，比較器的參考電壓由三只5K的電阻器構成分壓器提供。它們分別使高電平比較器A1的同相輸入端和低電平比較器A2的反相輸入端的參考電平為Vcc和Vcc。A1與A2的輸出端控制RS觸發器狀態和放電管開關狀態。當輸入信號自6腳，即高電平觸發輸入并超過參考電平Vcc時，觸發器復位，555的輸出端3腳輸出低電平，同時放電開關管導通；并輸入信號自2腳輸入并

3、低于Vcc時 ，觸發器置位，555的3腳輸出高電平，同時放電開關管截止。 RD是復位端，當RD=0，555輸出低電平。平時RD端開路或接Vcc。 Vc是控制電壓端（5腳），平時輸出Vcc作為比較器A1的參考電平，當5腳外接一個輸入電壓，即 改變了比較器的參考電平，從而實現對輸出的另一種控制，在不接外電壓時，通常接一個0.01f的電容器到地，起濾波作用，以消除外來的干擾，以確保參考電平的穩定。 為放電管，當T導通時，將給接于腳7的電容器提供低電阻放電通路。 555定時器主要是與電阻、電容構成充放電電路，并由兩個比較器來檢測電容器上的電壓，以確定輸出電平的高低和放電開關的通斷。這就很方便地構成從微

4、秒到數十分鐘的延時電路，可方便構成單穩態觸發器，多諧振蕩器，施密特觸發器等脈沖產生或波形變換電路。 2、 555定時的典型應用 （1） 構成單穩態觸發器 圖15-2(a)為由555定時器和外接定時元件R、C構成的單穩態觸發器。觸發電路由C1、R1、D構成，其中D為鉗位二極管，穩態時555電路輸入端處于電源電平，內部放電開關管T導通，輸出端F輸出低電平，當有一個外部負脈沖觸發信號經C1加到2端。并使2端電位瞬時低于Vcc，低電平比較器動作，單穩態電路即開始一個暫態過程，電容C開始充電，Vc按指數規律增長。當Vc充電到Vcc時，高電平比較器動作，比較器A1翻轉，輸出V0從高電平返回低電平，放電開關

5、管T重新導通，電容C上的電荷很快經放電開關管放電，暫態結束，恢復穩態，為下個觸發脈沖的來到作好準備。波形圖如下圖所示。 暫穩態的持續時間tW（即為延時間）決定于外接元件R、C的大小。 tW=1.1RC通過改變R、C的大小，可使延時時間在幾個微秒到幾十分鐘之間變化。當這種單穩態電路作為計時器時，可直接驅動小型繼電器，并可以使用復位端（4腳）接地的方法來中止暫態，重新計時。此外尚須用一個續流二極管與繼電器線圈并接，以防繼電器線圈反電勢損壞內部功率管。（3） 組成占空比可調的多諧振蕩器 電路如下圖所示，它比上圖所示電路增加了一個位器和兩個導引二極管。D1、D2用來決定電容充、放電電流流經電阻的途徑（

6、充電時D1導通，D2截止；放電時D2導通，D1截止。） 占空比 q=tw1/(tw1+tw2)0.7RAC /0.7C (RA+RB)=RA/(RA+RB) 可見，若取RA=RB電路即可輸出占空比為50%的方波信號。4）組成占空比連續可調并能調節振蕩頻率的多諧振蕩器。 電路如圖15-5所示。對C1充電時，充電電流通過R1、D1、W2和W1；放電時通過W1、W2、D2、R2。當R1=R2、W2調至中心點，因充放電時間基本相等，其占空比約為50%，此時調節W1僅改變頻率，占空比不變。如W2調至偏離中心點，再調節W1，不僅振蕩頻率改變，而且對占空比也有影響。W1不變，調節W2，僅改變占空比，對頻度無

7、影響。因此，當接通電源后，應首先調節W1使頻率至規定值，再調節W2，以獲得需要的占空比。若頻率調節的范圍比較大，還可以用波段開關改變C1的值。（5） 組成施密特觸發器 電路如上圖所示，只要將腳2、6連在一起作為信號輸入端，即得到施密特觸發器。波形圖如下示出了Vs,Vi和Vo的波形圖。 設被整形變換的電壓為正弦波Vs，其正半波通過二極管D同時加到555定時器的2腳和6腳，得Vi為半波整流波形。當Vi上升到Vcc時，從高電平翻轉為低電平；當Vi下降到Vcc時，Vo又從低電平翻轉為高電平。電路的電壓傳輸特性曲線如下圖所示。 加差電壓 V=1/3（Vcc）三、 實驗設備與器件1、+5V直流電源 2、雙

8、蹤示波器3、連續脈沖源 4、單次脈沖源5、音頻信號源 6、數字頻率計7、0-1指示器8、555、2CK13*2電位器、電阻、電容若干四、 實驗內容1、 單穩態觸發器（1） 按圖15-2連線，取R=100K，C=47f輸出接LED電平指示器。輸入Vi信號由單次脈沖源提供，用雙蹤示波器觀測 Vi, Vc, Vo波形。測定幅度與暫穩時間（用手表計時）。（2） 將R改為1K，C改為0.1f，輸入端加1KHZ的連續脈沖，觀測波形，Vi, Vc, Vo, 測定幅度及延時時間。2、 多諧振蕩器（1） 按圖15-3接線，用雙蹤示波器觀測Vc與Vo的波形，測定頻率。（2） 按圖15-4接線，組成占空比為50%的方波信號發生器。觀測Vc, Vo波形，測定波形參數。（3） 按圖15-5接線，通過調節W1和W2來觀測輸出波形。3、 施密特觸發器按圖15-6接線，輸入信號由音頻信號源提供，預先調節好Vi的頻率為1KHZ，接通電源，逐漸加大Vs的幅度，觀測輸出波形，測繪電壓傳輸特性，算出回差電壓U。4、 利用555定時器設計制作一只觸摸式開關定時控制器，每當用手觸摸一次，電路即輸出一個正脈沖寬度為10S的信號。試搭出電路并測試電路功能。5、 模擬聲響電路按圖接線，組成兩處多諧振蕩器，調節定時元件，使I輸出較低頻率，II為高頻振蕩器，連好線，接通電源，試聽音響效果。調換外接阻容元件，再試聽音響效果