1. 2. 3. 4.
完成预习要求。
完成实验内容中的记录要求，描绘实验波形图。 分析实验内容5，6各输出信号对时钟的分频率。 回答思考题。
- 27 -
五 555时基电路及其应用
一．实验目的
6. 熟悉555定时器电路结构、工作原理及特点。 掌握555定时器的基本应用。
7. 熟悉用示波器测量555定时器的脉冲幅度、周期和脉冲宽度。
二．实验原理
555定时器是由模拟和数字电路相混合构成的集成电路。由于电路中使用了三个5kΩ的电阻，故取名为555电路。555电路只要外接少量阻容元器件，就可以组成单稳态触发器、多谐振荡器、多种波形发生器等。由于电路结构简单，性能可靠，使用方便，故应用范围很广泛。555电路的内部结构框图和引脚排列图如图18-1所示。
图17-1 555定时器内部结构图及引脚排列图
555定时器主要由两个电压比较器（C1和C2）、一个基本RS触发器、一个泄放三极管TD和三个5kΩ电阻构成的分压器组成。
- 28 -
与非门G1和G2构成基本RS触发器，输入RD为复位端，低电平有效。比较器C1和C2的输出Uc1和Uc2为RS触发器的触发信号。若比较器C1（C2 ）的―+‖输入端的电位低于―-‖输入端电位，即U??U?，则输出UC为高电平（UC =―0‖），反之输出UC为高
2电平（UC =―1‖）。比较器C1的参考电压U1??UCC，比较器C2
31的参考电压U2??UCC。如果U1+的外接端CO接固定电压UCO，
31则U1??UCO,U2??UCO。泄放三极管TD为外接电容提供充、放
2电回落。反相器G3为输出缓冲反相器，起整形和提高带负载能力的作用。
从图18-1的555定时器引脚排列图可以看出，引脚4为复位
端RD；引脚5为电压控制端CO，可以改变比较器C1和C2的上、下参考电位U1+和U2-；引脚2为低电平触发端TR；引脚6为高电平触发端TH；引脚7为TD的集电极开路输出（放电）端DISC。 1. 555定时器构成单稳态电路
图17-2为555定时器构成的单稳态触发器电路，复位端RD接高电平UCC。触发信号ui从低电平触发端TR输入，所以电路在ui的下降沿触发。三极管TD的集电极输出DISC端通过电阻R接UCC，构成反相器。反相器的输出（DISC）同时接电容C，555定时器的高电平触发端TH也与DISC端相连，从而构成积分型单稳态触发器。其工作波形如图17-3所示。
当CO端不外接控制电压时，该单稳触发器的输出脉冲宽度tW 为
tw?RClnUCC?1.1RC 2UCC?UCC3tW由定时元件R与C参数决定，改变R与C值，可以控制输出波形的宽度。因此，单稳态触发器常用于定时、延迟或整形电路。
- 29 -
2. 用555定时器构成多谐振荡器
图17-4是555定时器构成多振荡器电路，高、低电平触发输入TH与TR相连作为输入。电压控制端CO接0.OlμF电容滤波，三极管TD集电极上拉电阻RA至电源UCC构成RD端接高电平。
反相器，反相器输出DISC通过RBC积分电路反馈至输入TH和
TR，组成自激多谐振荡器。此电路没有稳态，也不需外加触发信
号，电源通过RA和RB向C充电以及C通过RB向DISC端放电，
使电路自动在两个暂稳态之间变化，形成振荡信号输出。可以分析，在电容充电时，电路的暂稳态持续时间为
tw1?0.7?RA?RB?C
在电容C放电时,暂稳态持续时间为
tw2?0.7RBC
因此，电路输出矩形脉冲信号的周期为
T?tw1?tw2?0.7?RA?2RB?C
输出矩形脉冲的占空比为
q?tw1R?RB?A TRA?2RB可见，通过改变电阻RA与RB和电容C的参数，即可改变振
荡信号频率。振荡信号的占空比由RA与RB的参数决定，但无法小于50%。要使多谐振荡器的占空比在50%以下的范围可调，必须使电容的充、放回路互相独立。那么可以在图17-4所示电路上增加1个电位器和2个二极管来实现，如图17-5所示。
三．实验参考电路
- 30 -
图17-2 单稳态触发器电路 图17-3 单稳态触发器的时序波形
图17-4 多谐振荡器原理图 图17-5 占空比可调多谐振荡器原理图
四．实验预习要求
1. 复习555定时器的工作原理及基本结构。
2. 设计用555定时器与外设R和C元件构成单稳态触发器以及
多谐振荡器电路，
- 31 -