国开学习网电大数字电子电路形考实验四实验报告答案

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实验四实验报告.docx

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实验4 555定时器的应用
温馨提示:进行试验操作之前,您可能需要先了解一下电路仿真软件Multisim
实验目的
1.掌握555集成定时器的功能及使用方法。
2.掌握用555集成定时器构成多种应用电路的方法。
实验仪器与设备
1.数字电路实验箱。
2.双踪示波器。
3.数字万用表。
4.555定时器2片。
5.电阻、电容、发光二极管、扬声器若干。
实验原理
555定时器是一种数字、模拟混合型多用途的中规模集成电路,该器件只需外接少量的阻容元件就可以构成多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器,在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器与防盗报警等多领域都有广泛的应用。555器件有双极型和CMOS型两大类,其结构与工作原理类似,工作电源电压很宽。双极型定时器的电源电压范围为5~16V,最大负载电流可达到200mA;CMOS定时器的电源电压范围为3~18V,最大负载电流小于4mA。
555定时器的引脚图如图4-1所示,图中GND为接地端,TR为低电平触发端,uo为输出端,RD为复位端,Vco为控制电压端,TH为高电平触发端,DISC为放电端,Vcc为正电源端。功能说明见表4-1所示。
图4-1 555定时器引脚图
表4-1 555功能表
由555定时器组成的多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器分别如图4-2(a)、(b)、(c)所示。图4-2(a)中,调节多谐振荡器电路中的可变电阻Rw,可产生脉宽可变的矩形波输出,其周期T≈0.7(R+2Rw)C;如(b)中,输入端UI加入一个负跃变的窄脉冲,则在输出端UO输出一个延时的正脉冲;图(c)中,输入端UI输入三角波(或正弦波、其他不规则的波形)则在输出端输出一个矩形波。
图4-2 555定时器组成的基本应用电路
利用两片555定时器可构成一个如图4-3所示的声光报警电路。该电路由两个555多谐振荡器组成,第一个为低频多谐振荡器,输出端连接发光二极管,闪光频率为1~2Hz。第二个振荡器输出接扬声器,产生1KHz音频信号。电路中,第一个振荡器的输出UO(3脚)接到第二个振荡器的复位端RD(4脚)。当第一个振荡器输出高电平时,由于复位信号RD=1,第二个振荡器不受复位信号影响而振荡;当第一个振荡器输出低电平时,第二个振荡器则停振。这样,扬声器将发出间隙声响。
图4-3 555定时器组成的声光报警电路
实验内容与步骤
1.555定时器的功能测试
将555定时器插入集成芯片插座。复位端RD(4脚),高电平触发端TH(6脚)和低电平触发端TR(2脚)分别接开关,输出端UO(3脚)接发光二极管,用万用表测量放电端状态(7脚)的状态,控制端(5脚)接一个0.1pF电容到地。按表4-2测试555定时器的功能。
表4-2 测试555定时器
2. 555定时器的应用电路连接与测试
(1)多谐振荡器
① 按图4-2(a),连接由555定时器组成的多谐振荡器。
② 输出端UO接示波器并接一发光二极管,检查无误后,接通电源。
③ 调节可变电阻Rw的值,可从示波器上观测脉冲波形的变化,也可看到发光二极管闪烁的变化。记录输出波形频率为1kHz时的幅值。
实验完成后该电路不要拆,留做单稳态实验的信号源。
(2)单稳态触发器
① 按图4-2(b),连接由555定时器组成的单稳态触发器。
② 用多谐振荡器的输出作为单稳态的输入,单稳态的输出端UO接示波器,检查无误后,接通电源。
③ 调节多谐振荡器的Rw,使低电平的脉冲宽度Tw较窄。
④ 用示波器观测单稳态触发器的输出波形,测出脉冲宽度T,并与理论值比较。
(3)声光报警电路
① 按图4-3,连接由555定时器组成的声光报警电路。
② 检查接线无误后,接通电源。观察指示灯和扬声器的工作情况。
③ 用示波器观察并记录输出波形UO1和UO2。
实验报告要求
1.实验目的、内容。
2.整理实验线路、实验数据,画出各实验波形。
3.分析脉冲宽度Tw理论值和实验测试值的误差为多少?
1.多谐振荡器的振荡频率主要由哪些元件决定?
2.如何构成一个占空比可调的多谐振荡器?画出电路,分析其工作原理。
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