電路與電子線路基礎》課外設計製作
總結報告
題目( a555時基電路設計
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2023年日
一、 電路設計方案及實驗原理
1.555基本組成及工作原理
555時基積體電路各管腳的作用：腳①是公共地端為負極；腳②為低觸發端tr，低於1／3電源電壓以下時即導通；腳③是輸出端v，電流可達2000ma;腳④是強制復位端mr，可與電源正極相連或懸空;腳⑤是用來調節比較器的基準電壓，簡稱控制端vc，不用時可懸空，或通過0.01μf電容器接地;腳⑥為高觸發端th，也稱閾值端，高於2/3電源電壓時即截止;腳⑦是放電端dis;腳⑧是電源正極vcc。
555 含有兩個電壓比較器，乙個基本rs觸發器，乙個放電開關管t，比較器的參考電壓由三隻5k電阻器構成的分壓器提供。它們分別使高電平比較器a1的同相輸入和低電平比較器a2的反相器、、輸入端的參考電平為2/3vcc和1/3vcc。a1與a2的輸出端控制rs觸發器狀態和放電管開關狀態。
當輸入訊號自6腳，即高電平觸發輸入並超過參考電平2/3vcc時，觸發器復位，555的輸出端3腳輸出低電平，同時放電開關管導通；當輸入訊號自2腳輸入並低於1/3vcc進，觸發器復位，555的3腳輸出高電平，同時放電
開關管截止。rd是復位端（4腳),當rd=0.555輸出低電平。平時rd端開路或接vcc.
2、單穩態電路工作原理
單穩態電路是具有乙個穩定狀態的電路。穩定時，時基電路處在復位態，輸出端３腳為低電平，此時７腳也處在低電平，所以定時電容ct無法通過定時電阻rt放電。
如果在輸入端輸出乙個負脈衝觸發訊號v1，使５５５觸發端的２腳獲得乙個小於vdd/3的低電平觸發訊號，根據前面的內部結構圖和真值表，可知時基電路置位，輸出腳３跳變為高電平，電路即翻轉進入暫態；同時５５５內部電晶體截止，７腳被懸空（即虛高），解除對ct的封鎖，正電源vdd通過rt向ct充電，使閾值端６腳電平不斷公升高，當公升至２vdd/3時，由真值表知，時基電路復位，３腳與７腳恢復低電平，暫態結束，電路翻回穩態。此時ct儲存的電荷通過５５５內部的放電電晶體對地放電，為電路下次觸發翻轉做準備。
電路暫態時間ｔ即３腳輸出高電瓶的時間由ct上的電壓從０充電到2vdd/3的時間，滿足下式：
δv=2vdd/3=vdd(1-e-t/rtct)
即：t=-rtctln(1/3)≈1.1rtct
3、無穩態工作電路
無穩態電路是沒有固定穩態的電路，時基電路始終處在置位和復位的反覆交替中，輸出腳３的輸出波形近似為矩形波。因為矩形波的高次諧波非常豐富，因此也叫自激多諧振盪電路。
電路如圖，當初次通電時，因電容c1兩端電壓不能突變，５５５的２腳為低電平，由真值表可知，時基電路置位，即３腳為高電平，內部放電電晶體截止，７腳被懸空。此時正電源vdd通過r1、r2向c1充電，經過時間t1，c1兩端電壓即閾值端（６腳）電平公升至2vdd/3，這時時基電路反轉復位，３腳輸出低電平，同時北部放電電晶體導通，７腳也為低電平，此時c1儲存的電荷通過r2向７腳放電，使c1兩段電壓即５５５的觸發端２腳電平下降，經過時間t2後降到vdd/3，完成乙個週期。
此後，時基電路又翻轉置位，３腳又為高電平，７腳再次懸空，如此周而復始，c1不斷充電和放電，電路引起振盪。
３腳輸出高電平即c1的充電時間：
t1=-(r1+r2)c1ln[(vdd-2vdd/3)(vdd-vdd/3)]≈0.693(r1+r2)c1
３腳輸出低電平即c1的放電時間：
t2=-r2c1ln[(vdd-2vdd/3)(vdd-vdd/3)]≈0.693r2c1
振盪週期為：
t=t1+t2=0.693(r1+2r2)c1
振盪頻率為：
f=1/t=1.44/(r1+2r2)c1
（1）下圖是用555時基電路組成基本形式的振盪器，請按圖完成電路的製作，測試振盪器輸出波形。已知f=1.44/(r1+2r2)c，設：f=1khz，試確定r１；r２；c之值。
根據公式f=1.44/(r1+2r2)c可得只要改變r1，r2和c的值就可以改變輸出波形的頻路，因此該實驗可以將r1，r2變為可變電阻，把電路焊接出來之後通過改變滑動變阻器的阻值並觀察波形即可, 通過r1、r2、c的搭配，實現輸出頻率為1khz。
（2）電路a：10秒—60秒連續可調的定時電路。
了解到555電路的單穩態電路的特性之後，該功能可設計成555單穩態電路，通過復位開關閉合使電容放電，之後復位開關自動復位，電容繼續充電，充電的時間即為指示燈點亮的時間。
（3）電路b：防盜報警電路
由於我們使用的是直流蜂鳴器，所以電路b的設計方案就與電路a的設計方案相同。
（4）電路c：液位監控電路。
該電路由單穩態電路和多穩態電路組成。借助555的4介面接低電平就會強制復位電路不工作的原理用單穩態電路控制多穩態電路，通過調節振盪電路充放電電阻的阻值來控制高低電平的時間，從而實現電路響10s停10s的效果。
二、 原理圖
（1）測試振盪器輸出波形
根據公式f=1.44/(r1+2r2)c，先確定電容c=0.01uf,通過計算可以得到r1+2r2=144kω,通過軟體**調節變阻器的阻值，發現當r1=44kω,r2=50kω比較合適。
（2）電路a：10秒—60秒連續可調的定時電路。
電路原理：在未按下復位開關時，接上電源，電容充電。按下復位開關的瞬間，電容被短路，迅速放電，555的2端和6端處於低電平，3端輸出高電平，發光二極體發光，當復位開關復位時，電源繼續給電容充電，當2,6端電壓達到2/3vcc時，2,6端為高點平，3端輸出低電平，發光二極體熄滅。
電容充電到2/3vcc的時間即為二極體發光的時間。通過改變r的大小即可改變電容充電的時間。
（3）電路b：防盜報警電路
該電路原理與電路一相同，當復位開關閉合瞬間，電容迅速放電，2,6端為低電平，3端輸出高電平，蜂鳴器發出響聲。當復位開關復位時，電源通過r給電容充電，當2,6端電壓達到2/3vcc時，3端輸出低電平，蜂鳴器停止發出響聲。
(4)電路3：液體監控電路：
該電路由乙個單穩態電路和乙個多穩態振盪器成，根據4端為低電平555強制復位的原理，將單穩態電路的3端接多穩態電路的4端，通過控制單穩態電路的輸出端3的電平高低來控制振盪器是否工作，通過控制振盪器中充放電電阻的大小控制振盪器輸出高低電平的時間，從而達到蜂鳴器響10s,停10s的效果。當達到監控液位時，電容c1迅速放電，單穩態電路的2,6端為低電平，輸出3為高點平，多穩態電路的4端接高點平之後，振盪電路開始工作。
三、 完成過程
1、焊接之前：在開始焊接時，我們對一些元件的效能和焊接方式並不了解，比如555的8個腳的位置，以及555焊接方法，我們是一頭霧水，通過查詢資料才搞清楚了555的焊接方式以及幾個腳的位置和功能。其次是我們設計的電路中的很多電阻和電容實驗室沒有那種規格，所以一些大電阻是找了幾個電阻串聯，大電容找了幾個小的電容併聯，一些實在沒有的我們就把電路的引數給修改了一下。
2、焊接過程中：為了方便，我們在設計電路的時候把555的幾個腳的位置給打亂，結果在焊接的過程中把8個腳焊在電路中並不是一件很容易的事情。其次是電路中很多都是幾條導線連線在乙個點上，這時就需要兩個人的相互配合，而且在焊接過程中應該注意電解電容的極性以及發光二極體的極性。
3、除錯過程
我們首先焊的是第三個電路板，在焊接之後接上電源發現蜂鳴器沒有發出聲音，因為有兩個555電路，所以我們就逐一排查，我們先將555的單穩態的電路和多穩態電路斷開，即將單穩態電路的3輸出口與多穩態電路的4輸出口斷開，將蜂鳴器接在單穩態電路的3輸出口，發現蜂鳴器能發出聲音，這說明單穩態電路是沒有問題的，當我們將多穩態電路的4端接上高電平時，振盪器並沒有工作，於是就將範圍縮小到多穩態電路，我們就考慮是不是555燒壞了，於是我們就換了乙個555，之後，蜂鳴器就正常工作了，但是蜂鳴器一直在響，並沒有達到響10s,停10s的效果。當我們再次檢查電路時，發現是電路中的一根導線斷開了，結果使2,6端一直處於低電平，蜂鳴器一直在響。
接著是連續可調10到60s的電路，在焊接之後，接上電源二極體並沒有發光，之後發現是因為我們所加的電壓太小，但是當二極體發光之後，它就一直處於發光狀態，並沒有在一定時間之後滅掉，通過分析，我們認為是555的2,6端一直處於低電平狀態，造成3輸出端一直輸出高電平，之後用萬用表的電壓檔測量各元件電壓時，發現電阻兩端均有電壓，只有電容兩端沒有電壓，我們就把範圍縮小到電容，當時以為是電容被損壞，但是換了新的電容之後還是不行，最後就從電容短路這個方面出發想到可能是併聯在電容兩端的開關的問題，當我們把開關從電路中斷開時，電路達到了要求。由於接的開關是可復位的開關，我們並不了解復位開關的焊接方法，通過查詢資料，果然是開關的接法不對。
有了前兩次的經驗，觸控開關這個電路進行的比較成功。
四、實驗結果及分析等
（1）根據公式f=1.44/(r1+2r2)c，先確定電容c=0.01uf,通過計算可以得到r1+2r2=144kω,通過軟體**調節變阻器的阻值，得到r1=44kω,r2=50kω，示波器上輸出的為1khz的方波。
（2）實驗結果：將變阻器置於最小處，接上電源，由於電容有個充電的過程，剛開始二極體會發光一段時間停止發光。按下復位開關之後，二極體發光 10 s之後停止發光。
改變變阻器的電阻置於47kω,按下復位開關，二極體發光 60s之後停止發光。
（3）接上電源，由於電容有個充電的過程，剛開始蜂鳴器會響一段時間後停止發聲。按下復位開關之後，蜂鳴器發聲 10 s之後停止發聲。
（4）接上電源，由於電容有個充電的過程，剛開始蜂鳴器會響一段時間之後停止發聲，將單穩態電路電容兩端的導線短接，蜂鳴器會發聲，響的時間為10s,停的時間為10s,如果導線繼續短接，蜂鳴器就會重複響10s,停10s。如果導線停止短接，蜂鳴器響10s之後就會停止發聲。
555時基電路應用和工作原理
發布 作者 caiduoshi 檢視 2628次 使用者關注 555時基電路應用和工作原理1555時基電路的特點555積體電路開始是作定時器應用的，所以叫做555定時器或555時基電路。但後來經過開發，它除了作定時延時控制外，還可用於調光 調溫 調壓 調速等多種控制及計量檢測。此外，還可以組成脈衝振...
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時間 2009 12 28 15 07 12 作者 1 555時基電路的特點 555積體電路開始是作定時器應用的，所以叫做555定時器或555時基電路。但後來經過開發，它除了作定時延時控制外，還可用於調光 調溫 調壓 調速等多種控制及計量檢測。此外，還可以組成脈衝振盪 單穩 雙穩和脈衝調製電路，用於...
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2.3 1 555時基電路的介紹和內部結構 555積體電路定時器是一種將模擬功能和邏輯功能整合在同一矽片上的單片時基電路。它的型號很多，如fx555，5g555，j55，ua555，ne555，它們的邏輯功能與外部引線排列完全相同，555定時器的電源電壓範圍寬，雙極型555定時器為5 16v，cmo...