(Multisim数电仿真)555电路应用

一、实验目的：

1. 了解555电路的工作原理。

2. 学会分析555电路所构成的几种应用电路工作原理。 3．掌握555电路的具体应用。

二、实验准备：

555电路是一种常见的集模拟与数字功能于一体的集成电路。只要适当配接少量的元件，即可构成时基振荡、单稳触发等脉冲产生和变换的电路，其内部原理图如图3.12.1所示，其中(1)脚接地，(2)脚触发输入，(3)脚输出，(4)脚复位，(5)脚控制电压，(6)脚阈值输入，(7)脚放电端，(8)脚电源。 _ VccR(8)(4)

＆R

TH(6)(3)Rd+ OUT＆(5)R_

(7)C-V DISR_

+Q (2)S_____

TRIGR

(1)GND

图3.12.1

555集成电路功能如表3.12.1所示。

表3.12.1：

OUT TH T R TRIG

低* × × 低 导通

>2/3Vcc 高 × 低 导通

<1/3Vcc <2/3Vcc 高 高 截止

>1/3Vcc <2/3Vcc 原状态 原状态 高

注：1.(5)脚通过小电容接地。

2.*栏对CMOS 555电路略有不同。

图3.12.2是555振荡电路，从理论上我们可以得出：

振荡周期： T0.7(R12R2)C...........................…….....3.12.1

高电平宽度： tW0.7(R1R2)C ..........................…….....3.12.2 占空比： q=

R1R2............................................…......3.12.3

R12R2

VccVcc 484 8R 77 3 55565556 CVi 2 251C1 510.033 图5-3 图5-2图3.12.2 图3.12.3 R1R23CC10.033

图3.12.3为555单稳触发电路，我们可以得出(3)脚输出高电平宽度为： tW1.1RC............................................................3.12.4

三、计算机仿真实验内容：

1. 时基振荡发生器：

(1). 单击电子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条“Mixed”按钮，如图3.12.4所示，从弹出的对话框“Family”栏中选“TIMER”，再在“Component”栏中选“LM555CM”，如图3.12.5所示，点击对话框右上角“OK” 按钮将555电路调出放置在电子平台上。

图3.12.4

图3.12.5

(2). 从电子仿真软件Multisim7基本界面左侧左列真实元件工具条中调出其它元件，并从基本界面左侧右侧调出虚拟双踪示波器，按图3.12.6在电子平台上建立仿真实验电路。

图3.12.6

(3). 打开仿真开关，双击示波器图标，观察屏幕上的波形，示波器面板设置参阅图3.12.7。利用屏幕上的读数指针对波形进行测量，并将结果填入表3.12.2中。

图3.12.7

表3.12.2 : 理论计算值 实验测量值

2. 占空比可调的多谐振荡器：

(1). 在电子仿真软件Multisim7电子平台上建立如图3.12.8所示仿真 电路。其中电位器从电子仿真软件Multisim7左侧左列虚拟元件工具条中调出，并双击电位器图标，将弹出的对话框的“Increment” 栏改为“1”%；将“Resistance”

改成“10”kOhm，按对话框下方“确定”按钮退出，如图3.12.9所示。

周期T 高电平宽度TW 占空比q

图3.12.8

图3.12.9

(2). 打开仿真开关，双击示波器图标将从放大面板的屏幕上看到多谐振荡器产生的矩形波如图3.12.10所示，面板设置参阅图3.12.10。

图3.12.10

(3). 调节电位器的百分比，可以观察到多谐振荡器产生的矩形波占空比发生变化，分别测出电位器的百分比为30%和70%时的占空比，并将波形和占空比填入表3.12.3中。

表3. 12.3：

波 形 占空比 电位器位置 30%

70%

3. 单稳态触发器：

(1). 按图3.12.11在Multisim7电子平台上建立仿真实验电路。其中信号源V1从基本界面左侧左列真实元件工具条的“Source”电源库中调出，选取对话框“Family”栏的“ SIGNAL_VOLTAG...”，然后在“Component”栏中选“CLOCK_VO LTAGE“，点击对话框右上角“OK”按钮，将其调入电子平台，然后双击V1图标，在弹出的对话框中，将“Frequency”栏设为5KHz，“Duty”栏设为90%，按对话框下方“确定”退出；XSC1为虚拟4踪示波器。

图3.12.11

(2). 打开仿真开关，双击虚拟4踪示波器图标，从打开的放大面板上可以看到Vi、VC和Vo的波形，如图3.12.12所示。4踪示波器的调试方法可参阅P248实验3.8相关内容，面板设置参阅图3.12.12。

图3.12.12

(3). 利用屏幕上的读数指针读出单稳态触发器的暂稳态时间tW，并与用公式3.12.4计算的理论值比较。

四、实验室操作实验内容：

1. 时基振荡发生器：

(1). 按P282图3.12.2，在THD-1型(或Dais-2B型)实验箱上接线，选取R1= 2K、R2 =10K、C= 0.01μf、VCC = 5V。

(2). 打开实验箱电源，用示波器观察(3)脚波形，并描绘之。填写表3.12.2。

2. 占空比可调的多谐振荡器：

按图3.12.13在THD-1型(或Dais-2B型)实验箱上接线， 三五时基电路的

输出端(3)脚接示波器观察波形；调节电位器观察波形变化情况，任选电位器的两个位置，将观察到的波形和占空比记录到表3.12.3中。 Vcc 5VVcc 5V RR11K 5.1kDR1 485.1KRW48 710K6 D1Vo Vi3VoR21N4001555235555.1K C1Vc60.01u 715CD22 151N40010.1u CoCo0.01uC0.01u 0.1u 图3.12.13 图3.12.14 3.单稳态触发器：

按图3.12.14接线，输入端接1kHz连续脉冲，分别用双踪示波器观察Vi和VC、

Vi和Vo的波形，以及VC和Vo的波形，并读出单稳态触发器的暂稳态时间tW，并

与用公式3.12.4计算的理论值比较。

五、实验报告要求：

1. 整理仿真实验各数据，将计算结果填入表3.12.2 和表3.12.3中。

2. 整理实验室操作实验内容各数据，将计算结果填入表3.12.2 和表3.12.3中，并讨论和解释单稳态触发器工作过程。

六、实验设备及材料：

1. 仿真计算机及软件Multisim7。

2. THD-1型(或Dais-2B型)数电实验箱。 3. DF4321型双踪示波器。 4. MF-10型万用表。

5. 电子元件： 集成电路：555电路一片；

电阻：2k一只、5.1k两只、10k一只； 电容：10nF两只、100nF一只； 二极管：1N4148两只。

6. 附：集成电路555管脚排列图

1234Vcc8放电阈值控制电压765NE555GND触发OUT图3.12.15 复位