項(xiàng)目六

555報(bào)警電路的設(shè)計(jì)6.1555定時(shí)器簡介目錄6.2555定時(shí)器的應(yīng)用6.3課堂實(shí)驗(yàn)6.4任務(wù)：采用555定時(shí)器的觸摸報(bào)警器的制作555集成電路又叫555定時(shí)器或555時(shí)控電路，是一種多用途集成電路，利用它可方便的構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，施密特觸發(fā)器，多諧振蕩器。555集成電路配以外部元件可以構(gòu)成多種實(shí)際應(yīng)用電路，廣泛應(yīng)用于多種波形的產(chǎn)生與變換、測量與控制、家用電器電子玩具等電子設(shè)備中。1.項(xiàng)目摘要掌握555集成電路構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器工作原理及應(yīng)用；理解555集成電路的電路結(jié)構(gòu)工作原理；掌握555集成電路構(gòu)成施密特觸發(fā)器工作原理及應(yīng)用；掌握555集成電路構(gòu)成多諧振蕩器工作原理及。2.學(xué)習(xí)目標(biāo)6.1555定時(shí)器簡介555定時(shí)器是一種多用途的數(shù)字——模擬混合集成電路，利用它能極方便地構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器。由于使用靈活、方便，所以555定時(shí)器在波形的產(chǎn)生與交換、測量與控制、家用電器、電子玩具等許多領(lǐng)域中都得到了廣泛應(yīng)用。6.1.1555集成電路結(jié)構(gòu)555定時(shí)器電路結(jié)構(gòu)簡單、使用方便靈活、用途廣泛。只要外部配接幾個(gè)阻容元件，就可方便的構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，施密特觸發(fā)器，多諧振蕩器。555定時(shí)器采用雙列直插式封裝形式，共有8個(gè)引腳，如圖所示。6.1.2555集成電路的工作原理6.1.2555集成電路的工作原理輸入輸出VTHVoTD狀態(tài)××00導(dǎo)通>2/3Vcc>1/3Vcc10導(dǎo)通<2/3Vcc<1/3Vcc11截止<2/3Vcc>1/3Vcc1不變不變6.2555定時(shí)器的應(yīng)用555定時(shí)器芯片外圍電路連接形式不同可以有三種不同工作模式：（1）單穩(wěn)態(tài)模式構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，用于定時(shí)延時(shí)整形及一些定時(shí)開關(guān)中；（2）雙穩(wěn)態(tài)模式構(gòu)成施密特觸發(fā)器，用于TTL系統(tǒng)的接口，整形電路或脈沖鑒幅等；（3）無穩(wěn)態(tài)模式構(gòu)成多諧振蕩器，組成信號(hào)產(chǎn)生電路。6.2.1單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器單穩(wěn)態(tài)模式：在此模式下，555功能為單次觸發(fā)。應(yīng)用范圍包括定時(shí)器，脈沖丟失檢測，反彈跳開關(guān)，輕觸開關(guān)，分頻器，電容測量，脈沖寬度調(diào)制(PWM)等。暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間Tw（即為延時(shí)時(shí)間）決定于外接元件R、C的大小，Tw=1。1RC。通過改變R、C的大小，可使延時(shí)時(shí)間在幾個(gè)微秒和幾十分鐘之間變化。當(dāng)這種單穩(wěn)態(tài)電路作為計(jì)時(shí)器時(shí)，可直接驅(qū)動(dòng)小型繼電器，并可采用復(fù)位端接地的方法來終止暫態(tài)，重新計(jì)時(shí)。此外需用一個(gè)續(xù)流二極管與繼電器線圈并接，以防繼電器線圈反電勢(shì)損壞內(nèi)部功率管。6.2.1單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器6.2.2施密特觸發(fā)器雙穩(wěn)態(tài)模式或稱施密特觸發(fā)器模式：在7引腳空置且不外接電容的情況下，555的工作方式類似于一個(gè)RS觸發(fā)器，可用于構(gòu)成鎖存開關(guān)。施密特觸發(fā)器有兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)，也是一種雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。6.2.2施密特觸發(fā)器由555構(gòu)成的施密特觸發(fā)器的電路非常簡單，把2腳和6腳接在一起作為輸入端即可。7腳懸空。如圖所示。1、電路組成6.2.2施密特觸發(fā)器(1)屬于電平觸發(fā)，可以把變化非常緩慢的信號(hào)變成邊沿很陡的矩形脈沖；施密特觸發(fā)器的特點(diǎn)：(2)輸入信號(hào)從小變到大和從大變到小的閾值電壓不同；(3)輸出的兩種穩(wěn)定狀態(tài)都需要依賴輸入信號(hào)來維持，沒有記憶功能。2、工作原理分析6.2.2施密特觸發(fā)器在輸入電壓上升過程中，輸出uo由高電平跳變到低電平時(shí)的輸入電壓稱為正向閾值電壓，用U+表示；在輸入電壓下降過程中，輸出uo由低電平跳變到高電平時(shí)的輸入電壓稱為負(fù)向閾值電壓，用U-表示。6.2.2施密特觸發(fā)器閾值電壓可調(diào)的施密特觸發(fā)器施密特觸發(fā)器能將邊沿變化緩慢的波形整形為邊沿陡峭的矩形脈沖。同時(shí)由于具有回差特性，有較強(qiáng)的抗干擾能力。6.2.2施密特觸發(fā)器6.2.3多諧振蕩器多諧振蕩器又稱為無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它沒有穩(wěn)定的輸出狀態(tài)，只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。在電路處于某一暫穩(wěn)態(tài)后，經(jīng)過一段時(shí)間可以自行觸發(fā)翻轉(zhuǎn)到另一暫穩(wěn)態(tài)。兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)自行相互轉(zhuǎn)換而輸出一系列矩形波。多諧振蕩器可用作方波發(fā)生器。占空比可調(diào)的多諧振蕩器6.2.3多諧振蕩器6.2.4555幾種常用簡單電路1、555觸摸定時(shí)開關(guān)6.2.4555幾種常用簡單電路2、相片曝光定時(shí)器6.2.4555幾種常用簡單電路3、簡易催眠器6.3課堂實(shí)驗(yàn)6.3.1用555定時(shí)器組成的施密特觸發(fā)器電路用LM555CN組成的施密特觸發(fā)器，測試施密特觸發(fā)器的功能，如圖所示，LM555CN組成的施密特觸發(fā)器，利用函數(shù)信號(hào)發(fā)生器分別產(chǎn)生頻率為，占空比為50%，幅度為5V的正弦波、三角波和方波，作為輸入信號(hào)。用示波器觀察不同波形輸入情況，輸出的波形如圖。6.3課堂實(shí)驗(yàn)6.3.1用555定時(shí)器組成的施密特觸發(fā)器電路輸入為正弦波時(shí)的輸入和輸出波形輸入為三角波時(shí)的輸入和輸出波形6.3課堂實(shí)驗(yàn)6.3.2用555定時(shí)器組成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器6.3課堂實(shí)驗(yàn)6.3.3用555定時(shí)器組成的多諧振蕩器6.4觸摸報(bào)警器的制作6.4.1任務(wù)目標(biāo)1、認(rèn)識(shí)555定時(shí)器芯片，并能正確選擇的使用；2、熟悉施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)電路、多諧振蕩器電路；3、熟悉Multisim12的操作環(huán)境，掌握用Multisim12對(duì)采用555定時(shí)器的觸摸報(bào)警器進(jìn)行仿真；4、會(huì)組裝、調(diào)試采用555定時(shí)器的觸摸報(bào)警器電路。6.4觸摸報(bào)警器的制作6.4.2任務(wù)內(nèi)容555定時(shí)器在這里接成單穩(wěn)態(tài)電路。這里用開關(guān)替代觸摸片，電容C1通過555第7腳放電完畢，第3腳輸出為低電平，發(fā)光二極管不亮，蜂鳴器不響。當(dāng)開關(guān)被觸動(dòng)時(shí)，高電平信號(hào)電壓由C2加至555的觸發(fā)端，使555的輸出由低變成高電平，發(fā)光二極管發(fā)光，蜂鳴器發(fā)聲。同時(shí)，555第7腳內(nèi)部截止，電源便通過R1給C1充電，這就是定時(shí)的開始。4.3.3仿真測試6.4觸摸報(bào)警器的制作這里為了方便迅速出現(xiàn)仿真結(jié)果，我們調(diào)整了C1的參數(shù)，縮短了單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的時(shí)間，很快能聽到蜂鳴器發(fā)聲。改變R1的參數(shù)同樣也能縮短單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的時(shí)間。同時(shí)，可以用示波器觀察單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的波形變化。6.4.6任務(wù)總結(jié)該任務(wù)是通過應(yīng)用555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路完成觸摸報(bào)警，報(bào)警器只對(duì)應(yīng)發(fā)光二極管和蜂鳴器。通過該任務(wù)，使同學(xué)們更加了解555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的工作原理，對(duì)Mulitisim12軟件仿真有更深的理解和應(yīng)用。同學(xué)們還可以通過自己動(dòng)手在實(shí)驗(yàn)箱上搭建電路鍛煉動(dòng)手能力。除此之外，555定時(shí)器還有很多種應(yīng)用方法，請(qǐng)思考一下救護(hù)車的報(bào)警電路如何用555定時(shí)器來實(shí)現(xiàn)。6.4觸摸報(bào)警器的