555时基电路在电子技术教学和实验学习中的探讨
朱洁
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朱洁,. 555时基电路在电子技术教学和实验学习中的探讨[J]. 电路系统研究,2022.12. DOI:10.12721/ccn.2022.157230.
摘要: 555时基电路是一种模拟和数字电路相结合的中规模集成器件,有TTL和CMOS两种类型,这两类产品的功能相同。我们在使用时,只要在外部接上适当的电阻,电容元件,可以方便地构成脉冲的产生和整形电路。本人讨论的是555时基电路在实验教学和理论中应用,比如:方波发生器构成,施密特触发器构成。
关键词: 555时基电路,施密特触发器,方波发生器
DOI:10.12721/ccn.2022.157230
基金资助:

1  555时基电路简单介绍

 555定时器是一种将模拟电路和数字电路集成于一体的电子器件。用它可以构成单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器等多种电路。 555定时器在工业控制、定时、检测、报警等方面有广泛应用。

截图1741658491.png555时基电路是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成器件,只要在外部接上适当的电阻、电容元件,就可以方便地组成脉冲产生和整形电路,由于内部电路使用了三个5kΩ电阻,故得名555时基电路。

2  555时基电路的功能如表所示

表1   555时基电路功能表

截图1741658507.png3  方波发生器

方波发生器是555时基电路的最常见应用电路,如图2(a)所示

截图1741658524.png图2方波发生器 (a)电路(b)波形

该电路的特点是高电平触发端TH和低电平触发端接在一起,其电压始终等于电容电压uc,以保证电路的输出状态随电容电压uc的变化而自动翻转。电路中的R2是为了延长电容放电时间而设置的。

设合上电源时电容没有充过电,其上电压uc=0,这时低电平触发端触发有效,输出电压u0为高电平,电源Vcc通过电阻R1、R2对电容C充电,电容电压uc不断上升,当uc电压上升到大于或等于2Vcc/3时,高电平触发端TH触发有效,输出电压u0为低电平。同时555时基电路内部的放电三极管导通,电容通过电阻R2、管脚7、三极管进行放电,uc电压不断下降,当uc电压下降到小于或等于1vcc/3时,低电平触发端又触发有效,输出电压u0为高电平,电路重复上述过程,产生方波脉冲输出,输出波形见图2  (b)所示,输出方

(1)实验电路如图2所示,取R1=R2= 2kΩ,C=0.01uF,用双踪示波器观察uc、uo波形,结果记录在图3中;测量波形的周期和幅值结果记录表5-19中。

截图1741658540.png图3方波发生器输出波形图

表2方波发生器测量数据

截图1741658555.png(2)取R1=R2= 2kΩ,C=0.1uF, 用双踪示波器记录uc、uo波形、测量波形的周期和幅值并作记录。

4、施密特触发器

把555时基电路的高电平触发端TH与低电平触发端直接相连并作为信号输入端就构成了施密特触发器。

(1)画出用555时基电路组成的施密特触发器并实现。

(2)输入一个频率500Hz、有效值2v的正弦信号ui,用双踪示波器观察uc、uo波形,结果记录在图4中。

截图1741658575.png图4 施密特触发器输入、输出波形

5  单稳态触发器

(1)参阅相关书籍,画出用555时基电路构成的单稳态触发器并选定电阻、电容值。

(2)记录输入、输出波形并测量暂稳态的时间。

1、在方波发生器电路中,观察5脚接地、5脚接+5v电压时的输出波形,进一步理解5脚的作用。

2、施密特触发器有什么作用?回差电压由什么参数决定

6  讨论题:

1、555时基电路内部包含有一个        触发器,置0端采用

          电平信号,置1端采用        电平信号。

2、555时基电路低电平触发端的电位为        Ucc,高电平触发端的电位为        Ucc。

3、用555时基电路构成的方波发生器,外接电容越大,输出波形的频率越        。

4、用555时基电路构成的施密特触发器,具有两个不同的阈值电压,当输入信号大于2/3Ucc时,输出为        状态。当输入信号略小于1/3Ucc时,输出状态为        。

5、把用555时基电路的高、低电平触发端接在一起可以构成

        发生器,且高、低电平触发端电压        电容电压。

参考文献

【1】吕国泰,电子技术,北京:高等教育出版社,2011.

【2】夏奇兵,电工电子技术基础(下册),北京:机械工业出版社,2011.

【3】沈任元,数字电子技术基础,北京:机械工业出版社,2005.

【4】王济浩,模拟电子技术基础,北京:清华大学出版社,2009

【5】佘孟尝,数字电子技术基础简明教程,北京:高等教育出版社,2006.

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