整理555定时器 数字电路课程设计.docx
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整理555定时器数字电路课程设计
第一章：
绪论
555定时器是一种结构简单、使用方便灵活、用途广泛的多功能电路。
只要外部配接少数几个阻容元件便可组成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器等电路。
555定时器的电压范围宽，双极型555定时器为5~16V，CMOS555定时器为3~18V。
可提供与TTL及CMOS数字电路兼容的接口电平。
555定时器还可以输出一定的功率，可驱动微电机、指示灯、扬声器等。
它在脉冲波形的产生与变换、仪器与仪表、测量与控制、家用电器与电子玩具等领域都用着广泛的应用。
TTL单定时器型号的最后3位数为555，双定时器的为556；CMOS但定时器的最后4位数为7555，双定时器的为7556.它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。
第二章：
元器件介绍
2．1、555定时器
555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。
一般用双极性工艺制作的称为555，用CMOS工艺制作的称为7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。
555定时器的电源电压范围宽，可在4.5V~16V工作，7555可在3~18V工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS或者模拟电路电平兼容。
555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。
它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。
555定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图2.9.1和图2.9.2所示。
它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个RS触发器，一个放电管T及功率输出级。
它提供两个基准电压VCC/3和2VCC/3555定时器的功能主要由两个比较器决定。
两个比较器的输出电压控制RS触发器和放电管的状态。
在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器A1的反相输入端的电压为2VCC/3，A2的同相输入端的电压为VCC/3。
若触发输入端TR的电压小于VCC/3，则比较器A2的输出为1，可使RS触发器置1，使输出端OUT=1。
如果阈值输入端TH的电压大于2VCC/3，同时TR端的电压大于VCC/3，则A1的输出为1，A2的输出为0，可将RS触发器置0，使输出为0电平。
555定时器可以说是模拟电路与数字电路结合的典范。
两个比较器C1和C2各有一个输入端连接到三个电阻R组成的分压器上，比较器的输出接到RS触发器上。
此外还有输出级和放电管。
输出级的驱动电流可达200mA。
比较器C1和C2的参考电压分别为UA和UB，根据C1和C2的另一个输入端——触发输入和阈值输入，可判断出RS触发器的输出状态。
当复位端为低电平时，RS触发器被强制复位。
若无需复位操作，复位端应接高电平。
2.2、电路结构及逻辑功能
图1为555时基电路的电路结构和8脚双列直插式的引脚图，由图可知555电路由电阻分压器、电压比较器、基本RS触发器、放电管和输出缓冲器5个部分组成。
它的各个引脚功能如下：
1脚：
GND（或Vss）外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。
8脚：
VCC（或VDD）外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5～16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3～18V。
一般用5V。
3脚：
OUT（或Vo）输出端。
2脚：
TR低触发端。
6脚：
TH高触发端。
4脚：
R是直接清零端。
当R端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。
5脚：
CO（或VC）为控制电压端。
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。
7脚：
D放电端。
该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。
电阻分压器由三个5kΩ的等值电阻串联而成。
电阻分压器为比较器C1、C2提供参考电压，比较器C1的参考电压为2/3Vcc，加在同相输入端，比较器C2的参考电压为1/3Vcc，加在反相输入端。
比较器由两个结构相同的集成运放C1、C2组成。
高电平触发信号加在C1的反相输入端，与同相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本RS触发器R端的输入信号；低电平触发信号加在C2的同相输入端，与反相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本RS触发器S端的输入信号。
基本RS触发器的输出状态受比较器C1、C2的输出端控制。
在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器C1、C2基准电压分别为2/3Vcc，1/3Vcc的情况下，555时基电路的功能表如表1示。
2.3、555的应用
55定时器应用十分广泛，可装如下几种电路：
1。
单稳类电路
作用：
定延时，消抖动，分（倍）频，脉冲输出，速率检测等。
2。
双稳类电路
作用：
比较器，锁存器，反相器，方波输出及整形等。
3。
无稳类电路
作用：
方波输出，电源变换，音响报警，玩具，电控测量，定时等。
我们知道，555电路在应用和工作方式上一般可归纳为3类。
每类工作方式又有很多个不同的电路。
在实际应用中，除了单一品种的电路外，还可组合出很多不同电路，如：
多个单稳、多个双稳、单稳和无稳，双稳和无稳的组合等。
这样一来，电路变的更加复杂。
为了便于我们分析和识别电路，更好的理解555电路，这里我们这里按555电路的结构特点进行分类和归纳，把555电路分为3大类、8种、共18个单元电路。
每个电路除画出它的标准图型，指出他们的结构特点或识别方法外，还给出了计算公式和他们的用途。
方便大家识别、分析555电路。
下面将分别介绍这3类电路。
。
第三章:
555定时器声光报警电路技术指标
3.1、振荡频率的估算
（1）电容充电时间T1：
（用三要素法计算）
（2）电容放电时间T2
（3）电路振荡周期T
T=T1+T2=0.7（R1+2R2）C
（4）电路振荡频率f
3.2、工作原理
555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。
它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。
555定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图2.9.1和图2.9.2所示。
它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个RS触发器，一个放电管T及功率输出级。
它提供两个基准电压VCC/3和2VCC/3
环境，是指影响人类生存和发展的各种天然的和经过人工改造的自然因素的总体。
4脚为复位输入端（RD），当RD为低电平时，不管其他输入端的状态如何，输出vo为低电平。
正常工作时，应将其接高电平。
5脚为电压控制端，当其悬空时，比较器C1和C2的比较电压分别为2/3VCC和1/3VCC。
2脚为触发输入端，6脚为阈值输入端，两端的电位高低控制比较器C1和C2的输出，从而控制RS触发器，决定输出状态。
555定时器的功能主要由两个比较器决定。
两个比较器的输出电压控制RS触发器和放电管的状态。
在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器A1的反相输入端的电压为2VCC/3，A2的同相输入端的电压为VCC/3。
若触发输入端TR的电压小于VCC/3，则比较器A2的输出为1，可使RS触发器置1，使输出端OUT=1。
如果阈值输入端TH的电压大于2VCC/3，同时TR端的电压大于VCC/3，则A1的输出为1，A2的输出为0，可将RS触发器置0，使输出为0电平。
安全评价的原理可归纳为四个基本原理，即相关性原理、类推原理、惯性原理和量变到质变原理。
电路由两个555多谐振荡器组成，第一个振荡器的振荡频率为1~2Hz时，第二个振荡器的振荡频率为1000Hz。
将第一个振荡器的输出（3脚）接到第二个振荡器的复位端（4脚）。
在输出高电平时，第二个振荡器振荡;输出低电平时，第二个振荡器停振。
这样，蜂鸣器将发出间隙声响。
（2）安全验收评价。
3.3、实验步骤及数据
4.将环境影响价值纳入项目的经济分析1.根据课题要求，掌握推荐电路的工作原理，验算已确定的电路元件参数。
（2）评价方法的适当性；2.将各元件按图1线路板图焊接。
3.将焊接安装好的成品进行调试。
即按原理接线无误后，接通电源。
观察指示灯的闪烁和倾听蜂鸣器的鸣叫声,直到符合要求为止。
4.用示波器观察输出波形。
3.不同等级的环境影响评价要求
1.依法评价原则；
5.测试数据。
外接电容通过R1、R3充电，再通过R3放电，电容器在1/3VCC和2/3VCC之间充电和放电，其频率与电源电压无关。
（3）是否符合区域、流域规划和城市总体规划。
R1（KΩ）
R2（KΩ）
二、环境影响评价的要求和内容频率f（Hz）
10
大纲要求20
608
10
10
1000
10
5
1520
第4章：
实验总结（心得体会）
通过这次课程设计的实践，让我体会到只是单方面的掌握课本的东西是不够的，理论与实践应当结合起来学习。
在焊接声光报警器的的时候，通过比对电路图把各器件排版做好，可是在连接线路的时候发现有很多问题存在，比如：
有些器件靠的比较近，焊接的时候很不方便;有的器件排版不合理，虽然安电路图排出来的，但是在连接线路的时候会出现跳线的问题，而且很严重。
在发现问题的同时，我学会了，耐下心来解决问题，并且增强了动手能力，终于费尽了力气把电路板以及课程设计说明书做好，虽然做的不是很好，也有这样那样的问题存在，但从这次实践中我认识到理论离不开实践，实践又必须以理论为基础。
在今后的学习中我应该更加注重理论与实践相结合的学习方式，多与老师沟通交流，在遇到问题的时候学会查资料，自己先想办法解决问题。
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