555定时器构成的占空比可调的方波发生器.docx
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555定时器构成的占空比可调的方波发生器
电子技术课程设计说明书
题目:
555定时器构成的占空比可调的方波发生器
系部:
专业:
班级:
学生姓名:
学号:
指导教师:
年月日
1设计任务与要求
1.1设计内容:
1给出集成电路芯片的主要技术参数,熟悉555IC芯片各引脚的功能,并逐个说明.
2简要说明电路的工作原理及本电路能达到的实用功能..
3完成下列参数要求的电路设计。
(其中,实验室提供1000Hz的频率信号)
A.当方波输出频率f=100HZ时,占空比D=50%、D<50%、D>50%时的输出波形;
B.当方波输出频率f=1KHZ时,占空比D=50%、D<50%、D>50%时的输出波形;
1.2任务:
1设计电路原理图;
2在实验室提供的设备上安装电路并模拟运行;
3撰写实验报告。
2实验目的:
1熟悉555型集成时基电路结构、工作原理及其特点。
2掌握555型集成时基电路的基本应用。
3掌握由555集成时基电路组成的占空比可调的方波信号发生器。
3实验器材:
电阻:
二极管:
电容:
555芯片:
示波器:
等
4实验原理:
4.1555电路的工作原理
4.1.1555芯片引脚介绍
图1CB555定时器
(a)电路;(b)引脚排列图
CB555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路,该电路使用灵活、方便,只需外接少量的阻容原件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。
因而广泛用于信号的产生、变换、控制和检测。
CB555定时器含有两个电压比较器C1和C2、一个由与非门组成的基本RS触发器、一个与门、一个非门、一个放电晶体管T以及由3个5KΩ的电阻组成的分压器。
比较器C1的参电压为
UCC,加在同相输入端;C2的参考电压为
UCC,加在反向输入端。
两者均由分压器上取得。
各引脚的功能如下:
2为低电平触发端。
当2端的输入电压u12高于
UCC时,C2的输出为1;当输入的电压低于
UCC时,C2的输出为0,使基本RS触发器置1。
6为高电平触发端。
当输入电压u11低于
UCC时,C1的输出为1;当输入电压高于
UCC时,C1的输出为0,使触发器置0。
4端为复位端,由此输入负脉冲(或使其电位低于0.7V)而使触发器直接复位(置0)。
5为电压控制端,在此端可外加一电压以改变比较器的参考电压。
不用时,经0.01μF的电容接“地”,以防止干扰的引入。
7为放电端,当与门的输出端为1时,放电晶体管T导通,外接电容元件通过T放电。
3为输出端,输出电流可达200mA,由此可直接驱动继电器、发光二极管、扬声器、指示灯等。
输出高电压约低于电源电压UCC1—3V。
8为电源端,可在5—18V范围内使用。
1为接“地”端。
也就是说:
1脚:
外接电源负极或接地(GND)。
2脚:
TR触发输入。
3脚:
输出端(OUT或Vo)。
4脚:
RD复位端,移步清零且低电平有效,当接低电平时,不管TR、TH输入什么,电路总是输出“0”。
要想使电路正常工作,则4脚应与电源相连。
5脚:
控制电压端CO(或VC)。
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。
6脚:
TH高触发端(阈值输入)。
7脚:
放电端。
8脚:
外接电源VCC(VDD)。
4.1.2上述CB555定时器的工作原理可列表说明:
Q
T
0
×
×
×
×
×
低电平电压(0)
导通
1
>
>
0
1
0
低电平电压(0)
导通
1
<
<
1
0
1
高电平电压
(1)
截至
1
<
>
1
1
保持
保持
保持
图2CB555定时器的工作原理说明表
4.1.3占空比可调的方波信号发生器
(1)占空比可调的方波信号发生器电路图
图3利用CB555定时器设计方波电路原理图
(2)占空比可调的方波信号发生器分析
如图2所示,电路只要一加上电压VDD,振荡器便起振。
刚通电时,由于C上的电压不能突变,即2脚电位的起始电平为低电位,使555置位,3脚呈高电平。
C通过
、D1对其充电,充电时间
。
压充到阈值电平2/3VDD时,555复位,3脚转呈低电平,此时C通过Dl、RB、555内部的放电管放电,放电时间
。
则振荡周期为
。
占空比:
频率:
4.2本电路能达到的实用功能
555定时器在工业自动控制、定时、仿声、防盗报警等方面有着广泛的应用,但其本质电路结构离不开上述3种形式,依据所研究的555定时器功能与应用特点可以快速设计与分析555组成的各种应用电路。
5实验内容及实验数据
5.1设计内容及任务
用555芯片、二极管、电阻等器件设计占空比可调的方波信号发生器
5.2实验数据
5.2.1100HZ仿真电路图
图4100HZMultisim电路图
5.2.2100HZ仿真电路结果
图5占空比为50%的方波波形
图6占空比大于50%的方波波形
图7占空比小于50%的方波波形
5.2.31000HZ仿真电路图
图81000HZMultisim电路图
5.2.41000HZ仿真电路结果
图9占空比为50%的方波波形
图10占空比大于50%的方波波形
图11占空比小于50%的方波波形
6结论:
6.1收获
7参考文献
1秦增煌主编,《电工学》(第七版下册)电子技术,高等教育出版社
2 周良权数字电子技术基础M. 北京:
高等教育出版社,1999.320-327
3 阎石.数字电子技术基础M.北京:
高等教育出版社,2011.348-355
4 Santa Clara.Microprocessor and peripheral handbook[M].Intel Corporation,1988:
58-65.
5 A Technical Tutorial on Digital Signal Synthesis[J].Datasheet of Analog Devices,1999.44-52
潍坊学院信息与控制工程学院
电子技术课程设计成绩评定表
专业班级:
姓名:
学号:
设计项目
内容
得分
备注
平时
表现
工作态度、遵守纪律、独立完成设计任务
10分
独立查阅文献、收集资料、制定课程设计方案和日程安排
10分
设计报告
主要参数计算与分析、电路设计
20分
摘要、设计报告正文的结构、图表规范性
20分
仿真设计
按照设计任务要求的功能仿真
20分
设计任务工作量、难度
15分
设计亮点
5分
综合成绩
指导教师
签名
指导老师签名:
年月日