555定时器应用电路的设计与调试.doc

项目十二 555定时器应用电路的设计与调试
班 级

实验时间

成 绩

姓 名

学 号

指导老师

一、实践目标
1．能分析说明555定时器的内部结构、引脚功能；
2．能按照要求选用555定时器及其它元器件组成多谐振荡器、施密特触发器、单稳态触发器；并能熟练测量、调整555定时器应用电路参数，分析和排除常见故障。
3．爱护工具、器材、整理、清洁、习惯与素养
二、实践设备与材料
1． 工具
2． 器材
3． 仪器仪表
三、实践过程
1.555定时器应用电路仿真
利用Multisim软件完成下列电路的仿真，要求如下，结果填入表12－1中。
（1）波形产生电路：利用555定时器及一些辅助元件设计电路，产生频率为100KHz、占空比可调的脉冲信号。
（2）波形变换电路：利用555定时器设计一波形整形器或变换器完成正弦波或三角波至方波的变换。
表12-3 脉冲信号源电路记录
问题
答案及理由
波形产生电路
仿真电路

仿真结果
输出波形：

周期：T=(R1+2R3+2RP)C2\1.43 频率：
最大占空比： tw1=Tk\T 最小占空比：tw2=t\T
波形变换电路
仿真电路

仿真结果
输入波形：

输出波形：

周期：T=(R1+2R3+2RP)C2\1.43 频率：

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2.单稳态电路仿真与测试

图12-3 555 定时器构成单稳态触发器
如果用图12-3所示单稳态电路输出定时时间为1 s 的正脉冲，R = 27 kW，试确定定时元件 C 的取值，并选择合适的电容。若定时时间改为5 s 的正脉冲，C = 30uF，试确定定时元件R 的取值。并通过仿真进行验证。结果记录在表12-2中。
表12-2 单稳态电路仿真与测试

电阻
电容
仿真波形及脉冲时间
时间为1 s 的正脉冲
R = 10 kW
C=0.1μF

时间为5 s 的正脉冲
R =51KΩ
C=0.1uF

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3.1kHZ的脉冲信号源电路的设计与制作
理解图12-4所示电路，使用555电路为某TTL电路设计一个1kHZ的脉冲信号源。实际电路的频率可调范围为750～1090HZ。完成以下内容：

图12-4 555 定时器组成多谐振荡器
（1）电路设计。
（2）元器件清单。
（3）电路安装：要求根据设计原理图画出电路接线图，并检查，确保接线图正确。然后根据电路接线图，合理布局，在万能板上焊接安装电路并调试电路，验证电路功能。
（4）电路测试：使用双踪示波器测试电路，并记录结果。
表12-3 脉冲信号源电路记录
问题
答案及理由
设计方案说明
555定时器组成的单稳态电路由输入脉冲信号的下降沿触发，使其输出状态产生翻转，另外，在暂稳态过程结束前，u1必须恢复为1，否则电路内的RS触发器为不确定状态，输出不能维持0状态。因此这种单稳态电路只能用负窄脉冲触发。如果输入脉宽大于输出脉宽，则输入端可加RC微分电路，使输入脉宽变窄。

参数计算

电路原理图（表明各器件参数）

器件清单

555芯片、总电阻14kΩ的电阻2个，0.1μF的电容1个

调试过程记录（记录调试过程中出现的故障和处理方法以及调试的最终结果）
若出现电路图出不来，可用万用表查看连接线
555定时器2引脚波形图及参数

555定时器3引脚（输出信号）波形图及参数

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四、实践总结

项目十三 RC振荡电路制作与调试
班 级

实验时间

成 绩

姓 名

学 号

指导老师

一、实践目标
1．会设计、安装与调试正弦波振荡电路，能用示波器观察与测量波形，并能排除振荡器应用电路常见故障。
2．能熟练识别集成运放引脚，正确测试与使用集成运放。
2．爱护工具、器材、整理、清洁、习惯与素养
二、实践设备与材料
4． 工具
5． 器材
6． 仪器仪表
三、实践过程
（一）RC正弦波振荡电路分析与仿真
RC振荡器电路如图7-3所示。

图7-3 RC正弦波振荡实验电路
1．分析电路图，填写表7-1。
2．启动Multisim，创建并保存图7-3所示正弦波振荡电路。
3．用示波器观察起振及振荡过程，填写表7-1。注意，要将示波器的滑动块拖至最左端观察起振过程。
表7-1 RC正弦波振荡电路分析与测试
问题
答案及理由
简述图 7.1.2 所示电路的工作原理，说明电路各个元件作用
没电源输入，无波形啊

计算输出信号频率

如何改变输出信号的幅度

如何改变输出信号的频率

观察并记录uo波形

输出波形uo幅度、周期
计算频率
幅度：
周期：
频率：
测量并记录起振时间

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4．改变电路参数，观察起振及振荡过程，测量输出信号的幅度、周期（频率）、起振时间，填写表7-2。
表7-2 不同参数下输出波形测量结果
改变R3
R3=10kΩ
R3=30kΩ
幅度：
周期：
频率：
起振时间：
幅度：
周期：
频率：
起振时间：
结论：

改变R1 、R2
R1=R2=1kΩ
R1=R2=2kΩ
幅度：
周期：
频率：
起振时间：
幅度：
周期：
频率：
起振时间：
结论：

设置D1、D2为开路
画出输出波形

结论与原因

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（二）制作与调试RC正弦波振荡电路
训练要求：设计一个振荡频率为2kHz的RC正弦波振荡电路，自选集成运算放大器、电阻等元器件，完成电路的安装与调试。
1. 根据制作要求，选择元器件，列出器件清单，画出电路原理图。
2. 准备元器件，检查各元件的好坏。
3. 装配电路，检查无误后，通过调试。结果记录于表7-3中。
表7-3 RC正弦波振荡电路制作与调试记录
问题
答案及理由
列出器件清单

说明集成运算放大器型号、画出芯片引脚图，并说明各引脚功能

画出RC正弦波振荡电路原理图，要求注明各器件参数

画出输出信号的波形，并说明输出信号的频率

RC振荡电路频率如何计算？如何改变输出信号的频率

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（三）LC正弦波振荡电路分析与仿真（课外完成）
LC振荡电路如图7-4所示。

图7-4 电容三点式LC振荡电路
请各位同学自行选择器件参数，启动Multisim，观察并记录输出信号波形，自行设计表格记录测试结果。

电路连接

波形

四、实践总结