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电工电子实验报告
555 集成定时器的应用
一、实验目的
1. 熟悉 555 定时器电路的工作原理。
2. 熟悉 555 时基电路逻辑功能的测试方法。掌握用 555 定时器电路构成单稳态触发器，多谐振荡器，施密特触发器的方法和原理。 3. 了解定时器 555 的实际应用。（做一个闪烁指示灯门铃）
二、实验仪器与器材
1 、数字逻辑实验箱 1 台 2 、万用表 1 只 3 、双踪示波器 1 台
4 、元器件： NE555、放光二极管、电阻、电容、扬声器、导线 若干
三、预习要求
1 ．对照功能表熟悉 555 定时器各管脚及其功能。
2 阅读本实验的实验原理以及教材中有关单稳态触发器、多谐振荡器、施密特振荡器的容。 3 ．根据原理图和给出的电路参数，画好单稳态触发器、多谐振荡器、施密特振荡器的电路图，估算实验结果。
4 ．了解 555 定时器的一般应用电路。
四、实验原理
555 定时器是模拟 — 数字混合式集成电路，利用它可以方便地构成脉冲产生、整形电路和定时、延时电路。具有功能强，使用灵活、方便等优点，在数字设备、工业控制、家用电器、电子玩具等许多领域都得到了广泛的应用。
集成定时器的产品主要有双极型和 CMOS 型两类，按集成电路部定时器的个数又可分为单定时器和双定时器；双极型单定时器电路的型号为 555 ，双定时器电路的型号为 556 ，其电源电压的围为 5～18V ； CMOS 单定时器电路的型号为 7555 ，双定时器电路的型号为 7556 ，其电源电压的围为 2～18V 。 CMOS 型定时器的最大负载电流要比双极型的小，它们的功能和外引脚排列完全相同。
（一）、 555 定时器的电路结构及其功能
图 4- １为 555 定时器的部逻辑电路和外引脚图，从结构上看， 555 电路由 2 个比较器、 1 个基本 RS 触发器、 1 个反相缓冲器、 1 个集电极开路的放电晶体管和 3 个 5kΩ 电阻组成分压器组成。
图1-１ 555 逻辑电路图和引脚图 图1-2 555的功能表
典型应用
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1. 用 555 定时器 构成单稳态触发器
图1-2 为由 555 定时器和外接定时元件 R 、C 构成的单稳态触发器。暂稳态的持续时间 t w （即为延时时间）决定于外接元件 R 、 C 值的大小。
通过改变 R 、 C 的大小，可使延时时间在几个微秒到几十分钟之间变化。当这种单稳态电路作为计时器时，可直接驱动小型继电器，并可以使用复位端（ 4 脚）接地的方法来中止暂态，重新计时。
图 1-2 单稳态触发器
2 、用 555 定时器构成多谐振荡器
如图 2 － 1(a) ，由 555 定时器和外接元件 R 1 、 R 2 、 C 构成多谐振荡器，脚 2 与脚 6 直接相连 。电路没有稳态 ， 仅存在两个暂稳态 ， 电路亦不需要外加触发信号电容在1/3VCC和2/3VCC之间充电和放电。 其波形如图 2 － 1 (b) 所示。输出信号的时间参数是：
555 电路要求 R 1 与 R 2 均应大于或等于 1KΩ ，但 R 1 ＋ R 2 应小于或等于 3.3MΩ。外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性， 555 定时器配以少量的元件即可获得较高精度的振荡频率和具有较强的功率输出能力。因此这种形式的多谐振荡器应用很广。
图 2-1 多谐振荡器
3 、施密特触发器 电路如图 3－1（ a ），只要将脚 2 、 6 连在一起作为信号输入端，即得到施密特触发器。图 3-1(b) 示出了 v i 和 v O 的波形图。电路的电压传输特性曲线如图 3-1(c) 所示。 回差电压V
211VccVccVcc 333
图 3-1 施密特触发器
4、实际应用（做一个闪烁指示灯门铃）
作品实际作用 ： 发光二极管发光闪烁，便于夜间和光线不好的情境下，访客能轻易找到门
铃……按下开关，此时扬声器鸣叫，指示灯常亮,告知主人。
（555构成方波振荡形式，平时开关断开时频率低达1HZ左右，每秒闪烁一次，开关按下后2.2M 的电阻被短路，555的振荡频率达到2KHZ以上，扬声器发声通知主人，LED变为连续发光。）
1、方案确定：在仿真环境下运行检测，确保实验可行性，为所需器材做准备……仿真是否成功是决定硬件制作成功重要过程。
图 4- 1 闪烁指示灯门铃Proteus下仿真
2、仿真环境下的调试与验证，用仿真示波器观察C2两边（即A、B点）的振荡信号。如下图4-2 4-3
图4-2 开关断开状态下A、B点的信号
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图 4-3 常按开关后A、B点信号
通过仿真我们可以看到开关闭合后，当2.2M的电阻被短路后振荡频率增大到几千HZ以上，扬声器发声，LED变为连续发光。
3、扬声器两端电压电流必需是安全值，测得的结果如下图：用交流电压表测得最大电压值
为1.06V。
交流电表表侧值
3、硬件制作：选择器材并检查好坏，由于没有22uf的电容，临时用两个47uf的电容串在一起组成接近23uf电容值。效果还行……
实物图
实物检验：所用仪器；直流电压源供电（5V），数字示波器。接好线路，检查后通电，打开仪器。
实物检验
用示波器观察开关闭合前后观察555产生振荡信号
用示波器观察开关闭合后后观察555产生振荡信号
总结 ：
555时基电路外加简单的RC电路后，可以构成精确的定时电路。电路结构简单，稳定性强，易于调整，这时仿真就显得十分重要，我们可以借助Multisim和Protues等实现硬件制作前的方案和选材工作。理论指导实际。…通过小制作，加深对555时基电路的理解，实物与仿真存在着差异，只有理论实践结合才能达到效果。
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本文来源：https://www.wddqxz.cn/a652584e3f1ec5da50e2524de518964bcf84d221.html
2022-07-08
