定时开关电路1.设计目的、任务、要求。
1.1设计目的（1）.熟悉用555定时器组成的单稳态触发器电路.（2）.掌握555定时器的使用方法.（3）.了解定时器时间的计算和元件的选择.1.2设计任务能完成定时功能且定时时间可调，保证精度要求.1.3设计要求（1）.电路简单可靠，实用性强.（2）.画出原理电路图，标明元件参数，简单计算.2.设计原理及说明（1）.说明：555定时器是电子工程领域中广泛使用的一种中规模集成电路，它将模拟与逻辑功能巧妙地组合在一起，具有结构简单、使用电压范围宽、工作速度快、定时精度高、驱动能力强等优点。
555定时器配以外部元件，可以构成多种实际应用电路。
广泛应用于产生多种波形的脉冲振荡器、检测电路、自动控制电路、家用电器以及通信产品等电子设备中。
（2）.555定时器电路原理555定时器电路是一块介于模与数字电路的一种混合电路，在报警电路、控制电路得到了广泛的应用。
下图为555的内部电路，从图上可以看出，其仅有两个比较器、一个触发器、一个倒相器、放电管和几个电阻构成，由于比较器电路是一个模拟器，而触发器电路为数字电路，故其为混合器件。
图5-2 555定时器管脚555定时器管脚功能描述：（功能表如表3所示）１管脚：接地端(Uss)。
２管脚：低电平触发端( )。
由此输入触发脉冲，当２脚的输入电压高于时，Ｃ２的输出为１，当管脚的输入电压低于时，Ｃ２的输出为０，基本ＲＳ触发器置０。
３管脚：输出端（OUT）：输出电流可以达到２００ＭＡ，因此可以直接驱动继电器，发光二极管，扬声器，指示灯等，输出电压约低于电源电压（ＶＣＣ）１- ３Ｖ。
４管脚：复位端（ R ）：由此输入负脉冲而使触发器直接复位（置０）。
５管脚：电压控制端（CO）：在此端可以外加电压改变比较器的参考电压。
不使用时，经０.０１的电容接地，以防止干扰的引入。
６管脚：高电平触发端（TH）：由此输入触发脉冲，当其输入电压低于时，Ｃ１的输出为１，当其输入电压高于时，Ｃ１的输出为０，使触发器置０。
７管脚：放电端（D）：当触发器的为１时，放电晶体管Ｖ导通，外接电容元件通过Ｖ放电。
８管脚：电源端（UDD）：可以在５--１８Ｖ范围内使用。
按基本R-SFF的工作原理有：当Rd=O，Sd=1时，Q=0，Q=1 触发器清零；当Sd=0时，Rd=1时，Q=1，Q=0 触发器置1；当Sd=1时，Rd=1时，Q，Q保持原态。
由图5-1可见，当第5脚悬空时，第8脚所接的电源电压Vcc经三个5kΩ的电阻R分压，电压比较器C1同相输入端的电压为，该电压是电压比较器C1的参考电压；电压比较器C2反相输入端的电压为，该电压是电压比较器C2的参考电压。
555定时器的工作原理是：当输入电压时，电压比较器C1反相输入端的输入电压小于参考电压，相当于在电压比较器C1的反相输入端输入一个负极性的信号，电压比较器C1的输出电压为正极性的信号，即高电平信号“1”；电压比较器C2同相输入端的输入电压小于参考电压，相当于在电压比较器C2的同相输入端输入一个负极性的信号，电压比较器C2的输出电压为负极性信号，即低电平信号“0”；RS触发器被置位，输出电压u0等于1。
当输入端R为低电平时，不管别的输入端为何种情况，输出为低电平,CMOS管工作。
当引脚6的输入电平大于2/3UDD 并且引脚2的输入电平大于1/3UDD,输出为低电平,CMOS管工作当引脚6的电平小于2/3UDD 并且引脚2的输入电平大于1/3UDD,输出为原状态.当引脚2的电平小于1/3UDD,电路输出为高电平,NMOS管关断.当输入电压时，ui2从变化到时，电压比较器C1反相输入端的输入电压小于参考电压，电压比较器C1的输出电压为高电平信号“1”；电压比较器C2同相输入端的输入电压从小于参考电压变化到大于参考电压，电压比较器C2的输出电压从低电平信号“0“变为高电平信号“1”；RS触发器处在保持的状态，保持时的输出状态，输出电压u等于1。
当输入电压时，电压比较器C1反相输入端的输入电压大于参考电压，相当于在电压比较器C1的反相输入端输入一个正极性的信号，电压比较器C1的输出电压为负极性的信号，即低电平信号“0”；电压比较器C2同相输入端的输入电压大于参考电压，相当于在电压比较器C2的同相输入端输入一个正极性的信号，电压比较器C2的输出电压为正极性信号，即高电平信号“1”；RS触发器被复位，输出电压u等于0。
当输入电压时，ui1从变化到时，电压比较器C2同相输入端的输入电压大于参考电压，电压比较器C2的输出电压为高电平信号“1”；电压比较器C1反相输入端的输入电压从大于参考电压变化到小于参考电压，电压比较器C1的输出电压从低电平“0”变为高电平“1”；RS触发器处在保持的状态，保持时的输出状态，输出电压u等于0。
555定时器输出与输入的关系也可用功能表来描述，555定时器的功能表如表5-1所示。
表5-1 555定时器功能表（3）.555定时器电路组成单稳态触发器的原理叙述.1．电路结构将5G555定时器的TR端（2脚）作为触发器信号Ui的输入端，VT管的集电极（7脚）和阈值触发端TH连在一起，通过电阻R接电源Vcc,组成了一个反向器,其集电极(7脚)通过电容C接地,控制CO(5脚)通过Co(0.01μF)接地,便构成了图22-2-1所示的单稳态触发器.R和C为定时元件.图22-2-2为其工作波形.2.工作原理1)稳定状态电路接通电源后，在没有施加负脉冲时，触发信号Ui保持不变,即 Ui为高电平Uih.接通电源后, Vcc经电阻R对电容C进行充电,当电容上的电压Uc充到Uc≥2/3Vcc,电压比较器C1输出Uc1=0,而在此时Ui为高电平,且Ui>Vcc,电压比较器C2输出Uc2=1,基本RS触发器置0,即Q=0, Q =1,此时,三极管VT饱和导通,电容C经VT迅速防完电,Uc=0,电压比较器C1输出Uc1=1,这是基本RS触发器的两个输入信号都为高电平1,保持0状态不变.所以,在稳定状态时,Uc=0,Uo=0.2)出发进入暂稳态当输入Ui由高电平Uih跃变到小于1/3Vcc的底电平时,电压比较器C2输出Uc2=0,由于此时Uc=0,因此Uc1=1,基本RS触发器被置1,即Q=1, Q =0,输出Uo 由低电平跃变到高电平Uoh.同时三极管VT截止,这时电源Vcc经电阻R对电容C 充电,电路进入暂稳态.在暂稳态期间由输入电压Ui回到高电平.3)自动返回稳定状态随着电容C的充电,电容C上的电压Uc逐渐增大.当Uc1电压上升到Uc=2/3Vcc 时,电压比较器C1的输出Uc1=0,由于此时Ui已为高电平,电压比较器C2输出Uc2=1,基本RS触发器置0即Q=0, Q =0,输出Uo由高电平Uoh跃变到低电平Uol..同时,三极管VT饱和导通,C经VT迅速放完电,Uc=0.电路返回稳定状态.由555定时器构成的单稳态触发器的输出脉冲宽度tw为暂稳态维持的时间,他实际上为电容上电压Uc由0V充到2/3Vcc所需要的时间可按下式计算:Tw=RCln3≈1.1RC图22-2-1 单稳态触发器电路图图22-2-2 单稳态触发器的波形图（4）.由555集成电路IC1是一片555定时电路，在这里接成单稳态电路。
平时由于触摸片P端无感应电压，电容C1通过555第7脚放电完毕，第3脚输出为低电平，继电器KS释放，电灯不亮。
图2-5-3 555定时器基本电路构成的定时开关电路当需要开灯时，用手触碰一下金属片P，人体感应的杂波信号电压由C2加至555的触发端，使555的输出由低变成高电平，继电器KS吸合，电灯点亮。
同时，555第7脚内部截止，电源便通过R1给C1充电，这就是定时的开始。
当电容C1上电压上升至电源电压的2/3时，555第7脚道通使C1放电，使第3脚输出由高电平变回到低电平，继电器释放，电灯熄灭，定时结束。
定时长短由R1、C1决定：T1=1.1R1*C1。
按图中所标数值，定时时间约为4分钟。
D1可选用1N4148或1N4001。
3.组装与调试1）按上图2-5-3组装电路，555时基电路输出端可接入继电器，也可接入200Ω电阻与发光二极管LED串联来观察单稳态时间。
2）调节定时时间要准确的调定所需时间，应先计算Rt的数值，然后将Rp调节在该值附近，接入电路再精确调节所需时间。
调节定时元件，使Td分别为30秒、60秒，测量Rt的阻值与计算值比较、分析误差原因。
3）组装与调试应注意555时机电路的电源极性，不可接错。
该接电路时续断电进行，测量元件数值时，必须将元件与电路分离，否则将产生较大的误差4.元件清单NE556，（或LM556，5G556等）双时基电路 1片二极管1N148 2 只电位器 22K、1K 2 只电阻、电容若干扬声器一只 KD-930 0系列音乐集成块一块小型无锁按键开关9013型硅NPN三极管，要求β≥100。
5．结论通过这次课程设计，使我更加明白了以下几点内容：1）555定时器组成的单稳态触发器电路。
2）掌握了555定时器的使用方法。
3）了解定时器时间的计算和元件的选择。
4）了解到555定时器在现实生活中的广泛应用。
5）体会到理论要与实际相联系的重要性。
6）通过本次设计增加了对动手能力的重视，增加了对电子技术这门课程的兴趣，试图以后在此领域有所作为。
7)感谢我的指导老师韩翠霞老师的精心指导。
6.参考书目[1] 罗中华，《数字电路与逻辑设计》，清华大学出版社，北京，2006[2] 刘培植，《数字电路设计与数字系统》，北京邮电大学出版社，北京，2005[3] 杨欣，王玉风，《电子线路设计与仿真》，清华大学出版社，北京，2006[4] 苏丽萍，《电子技术基础》，西安电子科技大学出版社，西安，2005。