实验题目:用555定时器设计一个时钟信号源,频率为f=1KHz,占空比为60%。
实验报告:
一、实验相关信息
1、实验日期:
2、实验地点:
二、实验内容
用555定时器设计一个时钟信号源,频率为f=1KHz,占空比为60%。
三、实验目的
1、了解555定时器的工作原理和电路结构;
2、掌握555定时器的典型应用。
三、实验设备、元器件
1、实验仪器:(写清型号)
2、实验元器件:
四、理论计算
(1)555多谐震荡器电路结构
图1 多谐振荡器
(2)工作波形
(3)工作过程简述
接通电源后,电容C 被充电,νc 上升,当νc 上升到 Vcc 32
时,触发器被复位,同时
放电T 导通,此时 νo 为低电平,电容C 通过R 2 和T 放电,使νc 下降,当νc 下降到Vcc 31
时,触发器又被复位,νo 为高电平。
电容C 放电所需时间为
C R C R t PL 227.02ln ≈= (1)
当电容C 放电结束时,T 截止,Vcc 将通过R 1、R 2向电容C 充电,νc 由Vcc 31上升到Vcc 32所需时间为
C R R C R R t PH )(7.02ln )(2121+≈+= (2)
当νc 上升到Vcc 32
时,触发器由发生翻转,如此周而服始,在输出端就得到一个周期
性的方波,其频率为
C R R t t f PH PL )2(43.1121+≈+=
(3) %100)2((%)212
1X R R R R t t t q PH PL PH
++=+= (4) (4)占空比可调电路结构
对于图1电路结构占空比固定不变,要得到占空比可调的周期方波,对其电路改进,如图2所示。
由(4)式可知,占空比始终大于50%,要得到占空比小于50%的方波,只要在输出端加一个反向器即可。
图2 占空比可调的方波发生器
五、元件参数计算与选择
已知占空比为60%,由(4)式得R 2=2R 1
根据(6)式,若电容C 取
nF 51 ,
Ω===+-K fC R R 6.2810*05.0*10*143
.143
.126321
Ω=K R 7.51 Ω=5.112R
加上可调电阻,其实际参数为
Ω=K R 1.51 Ω=112R Ω=K R w 1
六、计算机仿真
(1) 电路结构
(2)波形图
七、硬件实现电路(1)实际电路结构
(2)波形测试
用示波器观察和测试V0端的输出波形,读取周期值、正脉冲宽度,计算出周期方波信号的频率和占空比。
八、数据分析
理论计算和实际测量数据的误差:(需要计算出)
误差产生原因:①理论计算值和实际标称值之间不能完全相等;②电阻、电容元件本身存在误差;③测量仪器也存在测量误差。
九、实验小结
内容主要包括:①对设计性、综合性实验概念的理解;②对“理论→实践→理论”含义的理解;③实验仪器在实验中的作用的理解;④本次实验的收获或体会。