实验五555定时器的应用仿真实验-学生-

实验五555定时器的应用仿真实验一、实验目的：1、熟悉555定时器的工作原理。2、掌握555定时器的典型应用。3、掌握基于multisim的555定时器应用仿真。二、实验原理：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器等多种电路。其中：（1）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；（2）构成多谐振荡器，组成信号产生电路；（3）构成单稳态触发器，用于定时延时整形及一些定时开关中。555应用电路采用这3种方式中的1种或多种组合起来可以组成各种实用的电子电路。U1LM555CMGND1DIS7OUT3RST4VCC8THR6CON5TRI2GND——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0.01Fμ的电容接地）；THR——6脚，阈值输入；DIS——7脚，放电端；VCC——8脚，+电源555定时器功能表输入输出阈值输入(THR)触发输入(TRI)复位(RES)输出(OUT)放电端（DIS）××00导通11截止10导通1不变不变C10.033CR1R2Vcc123456785551、555组成时基振荡电路：图5.1.1是555振荡电路，从理论上我们可以得出：振荡周期：CRRT⋅+=)2(7.021高电平宽度：CRRtW⋅+=)(7.021占空比：q=21212RRRR++图5.1.1时基振荡图5.1.2单稳态触发2、555组成单稳触发电路：图5.1.2为555单稳触发电路，我们可以得出(3)脚输出高电平宽度为：RCtW1.1=3、555定时器构成多谐振荡器：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CRRT)2(7.021+≈三、实验内容：1.时基振荡发生器：(1).单击电子仿真软件Multisim基本界面左侧左列真实元件工具条“Mixed”按钮，如图3.12.4所示，从弹出的对话框“Family”栏中选“TIMER”，再在“Component”栏中选“LM555CM”，如图5.3.2所示，点击对话框右上角“OK”按钮将555电路调出放置在电子平台上。RC10.033C12345678VccVi555图5.3.1选择定时器库图5.3.2调用555定时器(2).从电子仿真软件Multisim基本界面左侧左列真实元件工具条中调出其它元件，并从基本界面左侧右侧调出虚拟双踪示波器，按图5.3.3在电子平台上建立仿真实验电路。U1LM555CMGND1DIS7OUT3RST4VCC8THR6CON5TRI2VCC5VR12kΩR210kΩC1100nFC233nFXSC1ABExtTrig++__+_图5.3.3555时基振荡电路(3).打开仿真开关，双击示波器图标，观察屏幕上的波形，示波器面板设置参阅图5.6。利用屏幕上的读数指针对波形进行测量，并将结果填入表5.3.1中。（频率用指针T2-T1计算测出）。图5.3.4振荡电路输出波形图5.3.4振荡电路双路输出波形表5.3.12.占空比可调的多谐振荡器：(1).在电子仿真软件Multisim电子平台上建立如图5.3.5所示仿真电路。电位器对话框的“Increment”栏改为“1”%；将“Resistance”改成“10”kOhm，按对话框下方“确定”按钮退出，如图5.3.6所示。周期T高电平宽度WT占空比q理论计算值实验测量值U1LM555CMGND1DIS7OUT3RST4VCC8THR6CON5TRI2VCC5VR15.1kΩR25.1kΩC1100nFC210nFXSC1ABExtTrig++__+_R310kΩKey=A70%D11N4148D21N4148图5.3.5555占空比可调的多谐振荡器图5.3.6电位器参数(2).打开仿真开关，双击示波器图标将从放大面板的屏幕上看到多谐振荡器产生的矩形波如图5.3.7所示，面板设置参阅图5.3.7。图5.3.730%占空比图5.3.870%占空比(3).调节电位器的百分比，可以观察到多谐振荡器产生的矩形波占空比发生变化，分别测出电位器的百分比为30%和70%时的占空比，并将波形和占空比填入表5.3.2中。表5.3.23.单稳态触发器：(1).按图5.3.9在Multisim电子平台上建立仿真实验电路。其中信号源1V从基本界面左侧左列真实元件工具条的“Source”电源库中调出，选取对话框“Family”栏的“SIGNAL_VOLTAG...”，然后在“Component”栏中选“CLOCK_VOLTAGE“，点击对话框右上角“OK”按钮，将其调入电子平台，然后双击1V图标，在弹出的对话框中，将“Frequency”栏设为5KHz，“Duty”栏设为90%，按对话框下方“确定”退出；XSC1为虚拟4踪示波器。电位器位置波形占空比30%70%U1LM555CMGND1DIS7OUT3RST4VCC8THR6CON5TRI2VCC5VR11kΩR25.1kΩC1100nFC210nFD11N4148C310nFV15kHz5V图5.3.9单稳态触发电路(2).打开仿真开关，双击虚拟4踪示波器图标，从打开的放大面板上可以看到iV、CV和oV的波形，如图5.3.10所示。图5.3.10单稳态触发电路输出波形图5.3.10单稳态触发电路输出测量波形(3).利用屏幕上的读数指针读出单稳态触发器的暂稳态时间Wt，并与用公式计算的理论值比较。