概述
实验一：TTL逻辑电路实验二：中规模集成电路实验三：触发器逻辑电路实验四：计数、译码电路实验五：555定时器
实验六：数/模和模/数
实验指导-
>定时电
路555 集成定时器的应用
一、实验目的
1 熟悉 555 集成定时器的组成及工作原理。

2 学习用 555 集成定时器组成几种常用的脉冲发生器。

3 熟悉用示波器测量波形的周期、脉宽和幅值。

二、预习要求
1 认真阅读实验原理部分，熟悉 555 定时器的工作原理及应用。

2. 按实验内容的要求，设计多谐振荡电路、单稳态触发器电路以及外接电阻、电容的参数，画出原理图和实际接线图。

3. 根据各电路的工作原理，作出各输出点的波形图。

三、实验基本原理
（一） 555 集成定时器简介
555 定时器是一种模拟和数字电路混合的集成电路。

它结构简单、性能可
靠、使用灵活，在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、电子玩具
等许多领域中都得到了应用。

目前生产的定时器有双极型和 CMOS 两种类型，尽管产品型号繁多，但所
有双极型产品型号最后的 3 位数码都是 555 ，所有 CMOS 产品型号最后的4 位数码都是 7555 。

它们的功能和外部引脚的排列完全相同，它们的结构
及工作原理也基本相同。

通常，双极型定时器具有较大的驱动能力，而
CMOS 定时器具有低功耗、输入阻抗高等优点。

555 定时器工作的电源电压范围很宽，并可承受较大的负载电流。

双极型定时器的电源电压范围为
5 ～ 16V ，最大的负载电流可达 200mA ； CMOS 定时器的电源电压范围
为 3 ～ 18V ，但最大负载电流在 4mA 以下。

图3 －18是555集成定时器的外引线排列图。

555定时器的功能如表3-18所示。

图 3 － 18 555 集成定时器外引线排列图
表 3-18 555 定时器功能表
输入输出
复位（）
阈值输入触发输入输出放电管
（）（）
（）
0 ××0 导通
1 ＞ 2Vcc/3 ＞ Vcc/3 0 导通
1 ＜ 2Vcc/3 ＞ Vcc/3 不变不变
1 ＜ 2Vcc/3 ＜ Vcc/3 1 截止
（二） 555 定时器的应用
利用 555 定时器，只要外接少量的阻容元件就可以构成施密特触发器、单
稳态触发器和多谐振荡器。

1. 单稳态触发器
用 555 定时器构成的单稳态触发器如图 3-19 所示。

单稳态触发器的输出脉
冲宽度即为电路的暂稳态时间，它决定于外部 RC 定时元件的参数，即
通常 R 的取值范围在几百欧姆到几兆欧姆之间，电容的取值范围为几百皮
法到几百微法。

的范围可从几个微秒到几分钟，精度可达 0.1% 。

在单稳态电路中，如果在电路的暂稳态持续时间内，加入新的触发脉冲，
该脉冲不起作用，电路为不可重复重复单稳。

故要求输入触发信号的周期必须大于的脉宽；另外的负脉冲宽度（即低电平时间）必须小
于的脉宽，不然要在电路的输入端加入一个 RC 微分电路，即当
为宽脉冲时，让经过微分电路之后再接到端。

微分电路的电阻应接
到电源 Vcc 端，以保证在下降沿未到来时，端为高电平。

2. 多谐振荡器
用 555 定时器构成的多谐振荡器如图 3-20 所示。

振荡周期与电容充放电的时间有关，充电时间为
＝（＋）Cln2 ≈ 0.7 （＋） C
放电时间为
＝Cln2 ≈ 0.7 C
振荡周期为
T ＝＋≈ 0.7 （＋ 2 ） C
振荡频率为
占空比为
通过改变 R 和 C 的参数即可改变振荡频率；改变、即可改变占空比。

3. 施密特触发器
将 555 定时器的阈值输入端 TH 和触发输入端连在一起，便构成了施密
特触发器，如图 3-21 所示。

当输入端加入三角波（或正弦波）信号时，从
输出端可得到方波信号。

由此可见，施密特触发器可方便地把正弦
波、三角波转换成方波。

该电路的回差电压＝ Vcc/3 。

如将图中的 5 脚外接可变电压，改
变的大小，就可以调节电路回差电压的范围。

如果在 555 定时器的放电管输出端（ 7 脚）外接一电阻，并与另一电源 Vcc 1 相连，则由
输出的信号可实现电平转换。

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四、实验内容
1. 多谐振荡器
（ 1 ）用 555 定时器设计一个多谐振荡器，要求振荡频率 f ＝ 1kHz ，给定电容 C ＝0.1μF ，确定电阻 R 1 、 R 2 的值。

（ 2 ）用示波器观察记录和的波形，并测量输出信号的周期
（频率）。

（ 3 ）分别改变几组定时参数 R 2 、 C ，观察和的波形，测量输
出信号的周期 T 和占空比 r ，并将测量值和理论值填入表 3-19 中。

表 3-19
参数测量值理论值
R 2 C T r T r
3kΩ　0.1μF
3kΩ　0.047μF
15kΩ　0.1μF
2. 单稳态触发器
（ 1 ）用 555 定时器设计一个单稳态触发器，要求输出脉冲宽度为
0.8ms ，给定输入触发信号的频率为 1000Hz ，电容 C ＝0.1μF ，确定电阻R 的值。

并注意该电路在什么情况下要在输入端加入微分电路。

（ 2 ）用示波器观察记录、和的波形，比较它们的时序关系，测量输出信号的脉宽和周期，并与理论值进行比较。

3. 脉冲宽度调制电路
用多谐振荡器和单稳态触发器组成的脉冲宽度调制（ PWM ）电路如图 3-22 所示。

按图接好电路，固定，用示波器观察并记录和的波形；调节（即改变的电压值），观察的波形，分析变化对的影响，描述脉宽调制的概念。

五、实验报告要求
1 画出各实验电路，标上引脚和元件值。

2 画出各实验电路中的有关波形，并在图中标出有关的参数。

3 总结电路的参数对多谐振荡器振荡频率的影响。

六、思考题
1. 在 555 定时器构成的多谐振荡器中，其振荡周期和占空比的改变与哪些
参数有关？若只需改变周期，而不改变占空比应调整哪个元件参数？
2. 在如图 3-20 所示的多谐振荡器中，若将与 Vcc 断开，并在上端加上可变电压，则输出频率可变，这时 555 定时器作为压控振荡器使用，为
什么？
3. 555 定时器构成的单稳态触发器的输出脉宽和周期由什么决定？
4. 为什么单稳态触发器要求输入触发信号的负脉冲宽度一定要小于输出信
号的脉冲宽度？若输入触发信号的负脉冲宽度大于输出信号的脉冲宽度，
该如何解决？。