555时基电路的研究与应用 仿真课程设计

上海工程技术大学课程设计报告 555时基电路的研究与应用

课程设计报告

课程设计名称： 555时基电路的研究与应用 专 业 班 级 ： 自动化 学 生 姓 名 ： 李朋 学 号 ： 021210125 同 组 人 员 ： 崔鹏飞 指 导 教 师 ： 张莉萍 李洪芹 课程设计时间：

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目 录

1. 设计任务、及要求以及及文献综述. . . . . . . . . . . .2 2.原理叙述及设计方案. . . . . . . . . . . . . . . . . . 2 2.1由555构成的多谐振荡器. . . . . . . . . . . . . . .4 2.2 由555构成的单稳态触发器. . . . . . . . . . . . . .4 2.3 由555构成的施密特触发器. . . . . . . . . . . . . .5 3.模块设计及参数计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 3.1多谐振荡器模块. . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 3.2单稳态触发器模块. . . . . . . . . . . . .. . . . . 7 3.3 施密特触发器模块. . . . . . . . . . . . . . . . . 8 4.制作与调试过程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 5.参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 6.心得体会. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9

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555时基电路的研究与应用

1. 设计任务、及要求以及及文献综述

555时基电路是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙地结合在同一硅片上的组合集成电路。它设计新颖,构思奇巧,用途广泛,备受电子专业人员和电子爱好者的青睐,人们将其戏称为伟大的小 IC ( 集成电路) 。在投入市场后,其用途远远超出原设计使用范围,几乎应用于电子的各个领域。555时基电路用途非常广泛,不仅因为它具有成本低,易使用,适应面广,稳定性好,兼容了模拟和数字电路等优点,还在于它具有与众不同的特点。通过本次课程设计完成由555时基电路构成的单稳态触发器、多谐振荡器、施密特触发器，通过仿真软件完成设计并观察波形及分析。

2. 原理叙述及设计方案

555定时器是一种常见的集数字与模拟功能于一体的集成电路。通常只要外接少量的外围元件就可以很方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡

8VCC47625RSTDISTHRTRICONGND1器等多种电路。 （1）构成多谐振荡器，组成信号产生电路； U1OUT3LM555CM

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（2）构成施密特触发器，用于TTL系统的接口，整形电路或脉冲鉴幅等；组成信号产生电路；

（3）构成单稳态触发器，用于定时延时整形以及一些定时开关； GND——1脚，接地；TRI——2脚，触发输入；OUT ——3脚，输出；RES——4脚，复位（低电平有效）；CON——5脚，控制电压（不用时一般通过一个0.01?F的电容接地）；THR——6脚，阈值输入；DIS——7脚，放电端；VCC——8脚，+电源

采用的元器件：5ΚΩ电阻一个，1ΚΩ电阻一个，5ΚΩ滑动变阻器一个，信号发生器，示波器，10nf电容，10uf电容，直流电源+12v，5uf电容，555定时器。

555定时器功能表 输 入 输 出 阈值输入触发输入复位放电端输出(OUT (THR (TRI) (RES) （DIS） × × 0 0 导通 1 1 1 1 0 不变 截止 导通 不变 2.1 由555构成多谐振荡器 （1）接通电源时，设电容的初始电压

Vc?0，此时VTR\\VTH均小于1/3Vcc，放

电截止，输出端电压为高电平，Vcc通过R1和R2对C充电，Vc按照指数规律逐步上升。

（2）当Vc上升到2/3Vcc时，放电管导通，输出端电压为低电平，电容C通过R2放电，Vc按照指数规律逐步下降。

（3）当Vc下降到1/3Vcc时，放电管截止，输出端电压由低电平翻转为高电平，电容C又开始充电。当电容C充到Vc=2/3Vcc时，又开始放电，如此周而复始，在输出端即可产生矩形波信号。

矩形波信号的周期取决于电容器充、放电回路的时间常数，输出矩形脉冲信号的周期T?0.7(R1?2R2)C 2.2由555构成施密特触发器

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（1） 当Vi<1/3Vcc时，输出Vo为高电平。随着Vi的上升，只要Vi<2/3Vcc，

输出信号将维持原状态不变，设此状态为第一稳定状态。

（2） 当Vi上升到Vi?2/3Vcc时，输出Vo为低电平。电路由第一稳定状态翻

转为第二稳定状态，电路的正向阈值电压为VT?=2/3Vcc。随着Vi上升后又下降的情况，只要Vi 〉1/3Vcc，电路将维持在第二稳定状态不变。 （3） 当Vi下降到Vi?1/3Vcc时，电路又翻转到第一稳态，电路的负向阈值

电压为VT?=1/3Vcc。 2.3由555构成的单稳态触发器

(1)当输入Vi保持高电平时，Ci相当于断开。输入Vi'由于Ri的存在而为高电平Vcc。此时，①若定时器原始状态为0，则集电极输出（7脚）导通接地，使电容C放电、Vc=0，即输入6脚的信号低于2/3Vcc，此时定时器维持0不变。

(2)若定时器原始状态为1，则集电极输出（7脚）对地断开，Vcc经R向C充电，使Vc电位升高，待Vc值高于2/3Vcc时，定时器翻转为0态。

上海工程技术大学课程设计报告 555时基电路的研究与应用 3. 模块设计及参数计算

3.1多谐振荡器模块

多谢振荡器波形输出

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3.2施密特触发器模块

施密特波形输出

施密特输入波形选择

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3.3单稳态触发器模块

单稳态触发器输出波形

单稳态输入波形选择

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4. 制作与调试过程

在制作过程中出现电路图节点错误，通过核对正确的电路图修正。在运行示波器的时候，没有运行结果，通过检查得出电路一些元件选择不当，没有加电路工作电源。在设计的电路中选件选择不当，通过正确核对与讨论找出合适的元器件。示波器出现的波形没有在屏幕中间，通过调节y轴幅度大小，以及x轴的数值，以及时间比例得到合适的波形，从而观察并分析。

5. 参考文献

[1] 阎石. 数字电子技术基础.第4版[M].北京:高等教育出版社 [2] 陈永甫.555集成电路应用800 例[M].北京:电子工业出版社

[3] 张霰雯.555时基电路的特点及应用[J] ；内蒙古科技与经济

[4] 李永忠.几种小波变换的图像处理技术.西北民族学院学报（自然科学版），2001.6,22（3），15～18

5.心得体会

通过本次课程设计555时基电路研究与应用的学习，了解了555时基电路的

原理以及应用，并且熟悉掌握了multisim仿真软件的使用，也是让自己学到了一定的知识。课程设计的过程也是充实的，让自己提前感受了一下论文的写作过程。在课程设计过程中也遇到了很多困难，通过与老师的沟通以及同学之间的交流解决了问题，小组之间也加强了协作能力的提高，让自己的动手能力增强。也让自己和老师有了很好的沟通，只有通过实践才能把自己学到的知识加以运用，不只是简单的学习理论知识，这样才能让自己学的更透彻！

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