基于555定時器可控雙閃燈

1、福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院課程設(shè)計報告課程名稱：模擬電子技術(shù)姓 名：林星照專 業(yè)：電氣工程及其自動化年 級：14學(xué) 號：146712077指導(dǎo)教師：王振婷職 稱：講師2016年 6 月 30 日福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院課程設(shè)計報告結(jié)果評定序號評定內(nèi)容評定成績1實習(xí)報告格式規(guī)范情況（20分）2完成實習(xí)內(nèi)容情況：獨(dú)立進(jìn)行實習(xí)工作；能運(yùn)用所學(xué)知識和技能去發(fā)現(xiàn)與解決實際問題；能正確、科學(xué)地分析和處理實驗數(shù)據(jù)；圖表完備，語句簡潔，內(nèi)容完整（40分）3問題討論與分析情況：有獨(dú)立見解，內(nèi)容深入，歸納合理，結(jié)論嚴(yán)謹(jǐn)（20分）4達(dá)到實習(xí)目的情況（10分）5實習(xí)報告總體評價（10分）總分指導(dǎo)老師簽字：評定17目錄基于555

2、定時器可控雙閃燈3前 言31、概述32、課程設(shè)計的目的和任務(wù)42.1課程設(shè)計的目42.1課程設(shè)計任務(wù)43、課程設(shè)計的要求44、課程設(shè)計內(nèi)容54.1原理54.1.1 555定時器內(nèi)部結(jié)構(gòu)54.1.2 555時基電路的功能表及分析64.1.3 多諧振蕩器工作原理74.1.4振蕩周期84.2 設(shè)計原理圖94.3 設(shè)計步驟94.3.1總體設(shè)計方案94.3.2 555振蕩電路連接圖94.3.3 完整電路圖連接104.4硬件的制作與調(diào)試114.4.1 電烙鐵的使用114.4.2電子產(chǎn)品的調(diào)試115、問題探討與分析125.1多諧振蕩器頻率的調(diào)節(jié)125.2閃光燈分析136、結(jié)束語13參考文獻(xiàn)14附錄一：15附

3、錄二：元器件清單16基于555定時器可控雙閃燈前 言電子技術(shù)課程設(shè)計是電子技術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)中的一個實踐環(huán)節(jié),也是電子類專業(yè)整個知識和能力體系的重要支柱之一。它內(nèi)容多，處理問題的方式多，理解難度大，實踐性要求高。電子技術(shù)課程設(shè)計，將理論與實踐緊密結(jié)合，使學(xué)生自己通過設(shè)計和搭建一個實用電子產(chǎn)品雛形,鞏固和加深在電子技術(shù)課程中的理論基礎(chǔ)和實驗中的基本技能,訓(xùn)練電子產(chǎn)品制作時的動手能力。掌握電子產(chǎn)品的設(shè)計流程中電路的設(shè)計、器件的選擇方法、電路仿真工具及仿真方法，實際電路的安裝、調(diào)試、指標(biāo)檢測等基本能力。為畢業(yè)設(shè)計和畢業(yè)以后從事電子技術(shù)方面的科研和開發(fā)打下一定的基礎(chǔ)。 1、概述555定時器是一種模擬電路和數(shù)

4、字電路相結(jié)合的中規(guī)模集成電路，使用靈活，邏輯功能強(qiáng)，內(nèi)部的比較器靈敏度較高,而且采用差分電路形式,用其構(gòu)成的多諧振蕩電路的振蕩頻率受電源電壓和溫度的影響很小,可以很方便的組成各種自己所需的電路。本文主要利用555定時器組成多諧振蕩電路并為閃光燈提供所需的電壓源，通過對電容充放電，來產(chǎn)生瞬時高壓驅(qū)動閃光燈使其發(fā)光。Abstract 555 timer is a combination of analog circuit and digital circuit scale integrated circuit, flexible use, strong logic function, the in

5、ternal comparator of high sensitivity, and the use of differential circuit, the oscillation frequency of a multivibrator circuit by power supply voltage and temperature of the impact is very small, can be easily composed of a variety of their own circuit. In this paper, the use of 555 timer multivib

6、rator circuit composition and flash to provide the required voltage source by charging or discharging the capacitor to generate instantaneous high pressure lamp drivers make the light.2、課程設(shè)計的目的和任務(wù)2.1課程設(shè)計的目 （1）掌握電烙鐵的使用方法； （2）掌握555定時器引腳及其連接； （3）會運(yùn)用Multiuse工具,對所做出的理論設(shè)計進(jìn)行模擬仿真測試，進(jìn)行完善理論設(shè)計。 （4）掌握555定時器的工作原

7、理； （5）計算輸出信號的時間參數(shù)；2.1課程設(shè)計任務(wù) （1）設(shè)計一個由電容、電阻、NE555組成的紅色LED閃燈電路；（2）用面包板對照原理圖進(jìn)行焊接。（3）對設(shè)計電路進(jìn)行仿真。（4）焊接的電路板進(jìn)行檢測并做疑問處理。 （5）通過調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值來控制LED燈燈亮的交換速度。并且分析當(dāng)調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值太小LED燈處于一直亮的狀態(tài)。3、課程設(shè)計的要求滑動變阻器調(diào)阻值大LED燈亮交換慢，滑動變阻器調(diào)阻值小LED燈亮交換快；當(dāng)滑動電阻器阻值調(diào)太小會引起LED燈似乎沒有跳動。（1）電路穩(wěn)定性和可靠性要高。（2）設(shè)計方案原則：功能完整，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。（3）布線原則：邏輯清晰，接線牢

8、固，測試方便，美觀大方。 （4）閃爍頻率能按要求調(diào)節(jié)。 4、課程設(shè)計內(nèi)容4.1原理4.1.1 555定時器內(nèi)部結(jié)構(gòu)555定時器是一種模擬電路和數(shù)字電路相結(jié)合的中規(guī)模集成電路,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖（A）及管腳排列如圖（B）所示。它由分壓器、比較器、基本R-S觸發(fā)器和放電三極管等部分組成。分壓器由三個的等值電阻串聯(lián)而成。分壓器為比較器、提供參考電壓，比較器的參考電壓為，加在同相輸入端，比較器的參考電壓為，加在反相輸入端。比較器由兩個結(jié)構(gòu)相同的集成運(yùn)放、組成。高電平觸發(fā)信號加在的反相輸入端，與同相輸入端的參考電壓比較后，其結(jié)果作為基本R-S觸發(fā)器端的輸入信號；低電平觸發(fā)信號加在的同相輸入端，與反相輸入端的

9、參考電壓比較后，其結(jié)果作為基本RS觸發(fā)器端的輸入信號?；綬-S觸發(fā)器的輸出狀態(tài)受比較器、的輸出端控制。4.1.2 555時基電路的功能表及分析清零端高觸發(fā)端TH低觸發(fā)端TRQ放電管T功能0xx0導(dǎo)通直接清零101x保持上一狀態(tài)保持上一狀態(tài)110x保持上一狀態(tài)保持上一狀態(tài)1010110導(dǎo)通截止置1清零（1）當(dāng) =0 時, Q=0 , 輸出電壓 = 為低電平,飽和導(dǎo)通（2）當(dāng) =1 , , 時, 電壓比較器 C 1 輸出有效低電平, 輸出高電平, 基本 RS 觸發(fā)器的 端輸入有效電平, 所以 Q=0 , = , 飽和導(dǎo)通 .（3）當(dāng) =1 , ，時, C 1 和 C 2 均輸出高電平( 均為無效

10、電平) , 基本 RS 觸發(fā)器保持原來狀態(tài)不變, 因此 和 也保持原來狀態(tài)不變（4）當(dāng) =1, , 時, C 1 輸出高電平, C 2 輸出有效低電平, 基本 RS 觸發(fā)器的 S 端輸入有效電平, 所以 Q=1 , = , 截止（5）當(dāng)=1, , 時 , C 1 和 C 2都輸出低電平, 對基本 RS 觸發(fā)器而言其輸入是約束要避免出現(xiàn)的情況 . 此時 Q=1 , =1 , = 截止 . 但當(dāng) 、 同時變?yōu)闊o效時, 其狀態(tài)不能確定 . 這種情況在實際中是不應(yīng)出現(xiàn), 也不會出現(xiàn)的。4.1.3 多諧振蕩器工作原理由555定時器組成的多諧振蕩器如圖(C)所示，其中R1、R2和電容C為外接元件。其工作波

11、如圖(D)所示。設(shè)電容的初始電壓，t0時接通電源，由于電容電壓不能突變，所以高、低觸發(fā)端0<，比較器1輸出為高電平，2輸出為低電平，即，（1表示高電位，0表示低電位），觸發(fā)器置1，定時器輸出此時，定時器內(nèi)部放電三極管截止，電源經(jīng)，向電容充電，逐漸升高。當(dāng)上升到時，輸出由0翻轉(zhuǎn)為1，這時，觸發(fā)順保持狀態(tài)不變。所以期間，定時器輸出為高電平1。時刻，上升到，比較器的輸出由1變?yōu)?，這時，觸發(fā)器復(fù)0，定時器輸出。期間，放電三極管導(dǎo)通，電容通過放電。按指數(shù)規(guī)律下降，當(dāng)時比較器輸出由0變?yōu)?，觸發(fā)器的，Q的狀態(tài)不變，的狀態(tài)仍為低電平。時刻，下降到，比較器輸出由1變?yōu)?，R-S觸發(fā)器的1，觸發(fā)器處于1

12、，定時器輸出。此時電源再次向電容C放電，重復(fù)上述過程。通過上述分析可知，電容充電時，定時器輸出，電容放電時，電容不斷地進(jìn)行充、放電，輸出端便獲得矩形波。多諧振蕩器無外部信號輸入，卻能輸出矩形波，其實質(zhì)是將直流形式的電能變?yōu)榫匦尾ㄐ问降碾娔堋?.1.4振蕩周期由圖（D）可知，振蕩周期。為電容充電時間，為電容放電時間。充電時間 ；放電時間 矩形波的振蕩周期；因此改變、和電容C的值，便可改變矩形波的周期和頻率。所以，我用滑動變阻器通過改變阻值，使振蕩周期發(fā)生變化?；瑒幼冏杵髡{(diào)阻值大LED燈燈亮交換慢，滑動變阻器調(diào)阻值小LED燈燈亮交換快；當(dāng)滑動電阻器阻值調(diào)太小會引起LED燈似乎沒有跳動。其實，由于人

13、眼的分辨率不夠高而LED燈燈亮交互速度快，所以產(chǎn)生錯覺LED燈一直亮。4.2 設(shè)計原理圖4.3 設(shè)計步驟4.3.1總體設(shè)計方案紅LED1紅LED2555振蕩電路555振蕩電路4.3.2 555振蕩電路連接圖4.3.3 完整電路圖連接4.4硬件的制作與調(diào)試4.4.1 電烙鐵的使用 常用就是內(nèi)熱式和外熱式兩種，還有可調(diào)溫的，焊臺，專用于拆卸電子原件的吸錫電烙鐵等，20幾W到上百W的都有;烙鐵頭有尖頭，平頭，斜頭，彎頭等，有用純銅做烙頭還有長壽電烙鐵頭，初學(xué)者焊電路可以用30W長壽烙鐵頭的外熱式。外熱式是烙鐵頭插到發(fā)熱材料中，內(nèi)熱式是烙鐵頭在發(fā)熱材料外。烙鐵頭的形狀有多種多樣，選擇的要點(diǎn)是

14、，能經(jīng)常保持一定的焊錫，能快速有效地熔化接頭上的焊錫，不產(chǎn)生虛焊、搭錫、掛錫，焊點(diǎn)無毛刺，不燙壞板子和元件。機(jī)器上的焊點(diǎn)嶄新锃亮，則烙鐵頭的何 截面可大些，用扁平或橢圓頭，傳熱快自然操作利索。錫面氧化層較厚，烙鐵頭相對要尖些，便于突破。元器件密度大，需要選用對應(yīng)尖細(xì)的鐵合金頭，避免燙傷和搭錫。 足夠質(zhì)量的紫銅，才便于熱量的貯存和傳輸，避免烙鐵心發(fā)出的熱量，焊接時不夠用，烙鐵頭釘在焊點(diǎn)上；不焊時又太多，氧化銅層層剝落。電烙鐵匹配使用，基本沒有氧化屑，在大多數(shù)情況下，是要及時清理氧化物的。烙鐵頭變薄變細(xì)變短，都要及時更換。 4.4.2電子產(chǎn)品的調(diào)試 （1）當(dāng)調(diào)滑動變阻器阻值大時

15、LED燈亮交換慢；（2）當(dāng)調(diào)滑動變阻器阻值小LED燈亮交換快；當(dāng)滑動電阻器阻值調(diào)太小會引起LED燈似乎沒有跳動。5、問題探討與分析5.1多諧振蕩器頻率的調(diào)節(jié)一般情況下，對稱式多諧振蕩器電路、非對稱式多諧振蕩電路及山施密特觸發(fā)器組成的多諧振蕩器電路等較為簡單的多諧振蕩器的振蕩頻率都與外接電阻、電容有關(guān)。因此，只要設(shè)法改變電阻、電容的數(shù)值，使多諧振蕩電路頻率發(fā)生變化。（1）電容從 充電到過程中形成的暫穩(wěn)態(tài)脈沖寬度為：（2）電容從充電到過程中形成的暫穩(wěn)態(tài)脈沖寬度為：，所以振蕩周期為：振蕩頻率為：5.2閃光燈分析由555定時器和外接元件構(gòu)成多諧振蕩器，腳2與腳6直接相連。電路沒有穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個暫穩(wěn)態(tài)

16、，電路也不需要外加觸發(fā)信號，利用電源通過向C充電，以及C通過向放電端（D端）放電，使電路產(chǎn)生振蕩。當(dāng)輸出高電平的時候，D2亮，D1不亮。當(dāng)輸出低電平的時候，D2不亮，D1亮。總的效果看起來就是閃爍了。由于人眼分辨時間大于0.1s,而該電路最快閃爍時間為：；所以人眼產(chǎn)生誤覺感覺LED燈沒有跳動。6、結(jié)束語集成555定時器具有結(jié)構(gòu)簡單、用途廣泛、價格低廉等多種優(yōu)勢，文中僅介紹了其應(yīng)用的一個方面。在實際的生產(chǎn)生活中，只要將其各個功能加以綜合應(yīng)用，便可得到許多實用電路。通過這次課程設(shè)計，我對于模電知識有了更深的了解，尤其是對555定時器方面的知識有了進(jìn)一步的研究，希望以后有空還是再做做555定時器，讓自己更熟悉這方面的知識。理論與實踐得到了很好的結(jié)合，在做仿真實驗時很成功，但是仿真還是存在一定的錯誤，需要自己再耐心的思考和修改！同時在做課程設(shè)計過程中，遇到不懂的地方，又讓我明白到請教的重要性！參考文獻(xiàn)1閻石.數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)（第五版）M.高等教育出版社.2006.5.4944962盧玉宇 張祖峰.電工電子實驗指導(dǎo)書M.2014.3.1271293 盧成健. 555 定時器的功能模型及其應(yīng)用. 玉林師范學(xué)院學(xué)報.2006，27(5)：28314陳亮