内容发布更新时间 : 2024/12/25 2:06:12星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

实验二占空比可调的矩形波发生器实验

一、 实验目的

1. 掌握NE555、ICM7555等定时器芯片的使用方法； 2. 了解占空比可调的矩形波发生器的设计方法。 二、 实验原理 1.定时器介绍

555定时器是一种多用途的单片中规模集成电路。该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器。因而在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器和电子玩具等许多领域中都得到了广泛的应用。目前生产的定时器有双极型和CMOS两种类型，其型号分别有NE555（或5G555）和C7555等多种。通常，双极型产品型号最后的三位数码都是555，CMOS产品型号的最后四位数码都是7555，它们的结构、工作原理以及外部引脚排列基本相同。一般双极型定时器具有较大的驱动能力，而CMOS定时电路具有低功耗、输入阻抗高等优点。555定时器工作的电源电压很宽，并可承受较大的负载电流。双极型定时器电源电压范围为5～16V，最大负载电流可达200mA；CMOS定时器电源电压变化范围为3～18V，最大负载电流在4mA以下。

图1为555集成电路内部结构框图。其中由三个5KΩ的电阻R1、R2和R3组成分压器，为两个比较器C1和C2提供参考电压，当控制端VM悬空时（为避免干扰VM端与地之间接一0.01μF左右的电容），VA=2VCC/3，VB=VCC/3，当控制端加电压时VA=VM，VB=VM/2。

放电 Q' 7 1 GND VCC 8 5KΩ ─ 复位 RD 4 控制 VM 阈值 TH 触发 TR 2 VB 5KΩ 5 6 VA 5KΩ + - + C1 VC1 & ˉ Q 1 3 VO

输出

& Q ─ - C2 VC2 TD 图1 555定时器结构框图

放电管TD的输出端Q'为集电极开路输出，其集电极最大电流可达50mA，因此具有较大的带灌电流负载的能力。555集成电路的输出级为推拉式结构。

RD是置零输入端，若复位端RD加低电平或接地，不管其他输入

状态如何，均可使它的输出VO为“０”电平。正常工作时必须使RD处于高电平。 2．功能

555定时器的功能主要是由两个比较器C1和C2的工作状况决定的。由图1可知，当V6>VA、V2>VB时，比较器C1的输出VC1=0、比较器C2的输出VC2=1，基本RS触发器被置0，TD导通，同时VO为低电平。

当V6VB时，VC1=1、VC2=1，触发器的状态保持不变，因而TD和输出的状态也维持不变。

当V6

这样我们就得到了表1 555定时器的功能表。 3．应用

3.1用555定时器构成的施密特触发器

施密特触发器——具有回差电压特性，能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。 [1] 电路组成及工作原理

VCCVCC8RD47VCC2R表1 555定时器的功能表 输 入

阈值输入V6 触发输入V2

复位RD

0 1 1 1

输 出

输出VO

0 1 0 不变

放电管状态TD

导通 截止 导通 不变

×

VA

× VB >VB

vI2V3CC1V3CCtvICvI1vIvI25625551vO2vO13vO1t(a)电路图(b)波形图

图2 555定时器构成的施密特触发器

（1） vI =0V时，vo1输出高电平。

（2）当vI上升到2Vcc时，vo1输出低电平。当vI由2Vcc继续上升，

33vo1保持不变。

（3）当vI下降到1Vcc时，电路输出跳变为高电平。而且在vI继续

3下降到0V时，电路的这种状态不变。