数字时钟实验报告(2)

位端（R）、5脚为控制电压端（CO）、6脚为高触发端（TH）、7脚为放电端（D）、8脚为电源端（VCC）。

555定时器由分压器、比较器、基本RS触发器和放电三极管等部分组成，其内部电路图如图2-2所示。分压器由三个5K?的等值电阻串联而成。分压器为比较器A1、A2提供参考电压，比较器A1的参考电压为23Vcc，加在同相输入端，比较器A2的参考电压为13Vcc，加在反相输入端。比较器由两个结构相同的集成运放A1、A2组成。高电平触发信号加在A1的反相输入端，与同相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本RS触发器RD端的输入信号；低电平触发信号加在A2的同相输入端，与反相输入端的参考电压比较后，其结果作为基本RS触发器SD端的输入信号。基本RS触发器的输出状态受比较器A1、A2的输出端控制。

__R是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接VCC。

ACO是控制电压端（5脚），平时输出23Vcc作为比较器1的参考电平，当5脚

外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。

VT为放电管，当VT导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。

图2-2 555定时器的内部电路图 555定时器的功能

当复位控制端（TH）的电压大于23Vcc时，写为VTH=1,当复位控制端（TH）

1的电压小于23Vcc时，写为VTH=0。当置位控制端（TR）的电压大于3Vcc时，写

为VTR=1,当置位控制端（TR）的电压小于13Vcc时，写为VTR=0。

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555定时器有“低触发”、“高触发”和“保持”三种基本状态。

2（1）当低触发端输入电压小于1VTR=0，3Vcc且高触发端输入电压小于3Vcc时，

A1输出为高电平，VTH=0，比较器A2输出为低电平，基本RS触发器的输入端S=0、

R=0，使Q=1，Q=0，经输出反相缓冲期后，OUT=1，T截止。这时称555定时器“低触发”。

2（2）若低触发端输入电压大于13Vcc且高触发端输入电压小于3Vcc，则

VTR=1，VTH=0，S=R=1，基本RS触发器保持，OUT和T状态不变，这时称555定时器“保持”。

A（3）若高触发端输入电压大于23Vcc则VTH=1，比较器1输出为低电平，无

论A2输出何种电平，基本RS触发器因R=0，使Q=1，经输出反相缓冲器后OUT=0、T导通。这时称555定时器“高触发”。

CO为控制电压端，在OUT端加入电压，可改变两比较器A1、A2的参考电压。正常工作时，要在CO和地之间接0.01 uF (电容量标记为103)电容。放电管T的输出端为集电极开路输出。以上原理综合分析见下表2-1。

表2-1 555定时器的功能表

输入 高触发端低触发端直接复位中间状态 输出 Q 放电管状态 R S UTH × >23Vcc <23Vcc <23Ucc UTR × >13Vcc >13Vcc <13Vcc RD 0 1 1 1 × 0 1 1 × 1 1 0 0 0 保持 1 导通 导通 保持不变 截止

555定时器基本功能测试

按图2-3所示连接实验电路，测试555定时器的输入、输出关系。根据以下的测试电路说明，按照步骤进行操作，将得出的数据再填入所绘制的表中，从而可分析出555定时器的输入、输出关系。

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图2-3 555定时器输入、输出关系测试图 测试电路说明： (1) 开关1打到2端时，4脚复位端R接电源，也就是接高电平；开关1打到1端时，4脚复位端R接地，也就是接低电平。

(2) 开关2打到2端时，5脚控制电压端CO接电源2，也就是接高电平；开关2打到1端时，5脚控制电压端CO悬空。

(3) 调整可调电阻RP1，控制2脚低触发端VTR的电压，其值可有电压表1读取；调整可调电阻RP2，控制6脚高触发端VTH的电压，其值可有电压表2读取。

(4) 发光二极管LED1亮说明输出端3脚OUT输出高电平用OUT表示；发光二极管LED1灭说明输出端3脚OUT输出低电平用UOL表示。

(5) 发光二极管LED2亮说明555定时器内部三极管T饱和，放电端7脚对地近视短路。用导通表示；发光二极管LED2灭说明555定时器内部三极管T截止，放电端7脚对地近视断路。用截止表示。

经过测试，我们可以得出555定时器的输入、输出关系，如表2—2所示。

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表2—2 555定时器的输入、输出关系

复位端控制电压端CO 0 高出发端VTH * 低触发端VTR * 输出端OUT UOL UOL 不变 UOH UOL UOL 不变 T的状态 导通 导通 不变 截止 导通 不变 截止 R 0 0 2VCC 32?VCC 3?* 1 >VCO 1

555定时器1HZ脉冲输出的计算

由NE555的特性参数可知，当电源电压去5V时，在100mA的输出电流下输出电压的典型值为3.3V，所以取Vcc=5V可以满足对输出脉冲幅度的要求。若采用如下图所示的电路，则：

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q?

故得R1=R2. 又由公式可知：

T=（R1+2R2）Cln2=1 若去C=10uf，则代入上式得到： 3R1Cln2=1

R1?R22?R1?2R23

R1?

=48k

因R1=R2，所以取两只47k的电阻与一个2k的电位器串联，即得到1HZ的输出脉冲。

1Cln2

3.2 74LS90计数器的介绍

十进制计数器 74LS90

74LS90是二—五—十进制计数器，它有两个时钟输入端CKA和CKB。其中，CKA和Q0组成一位二进制计数器；CKB和Q3Q2Q1组成五进制计数器；若将Q0与CKB相连接，时钟脉冲从CPA输入，则构成了8421BCD码十进制计数器。74LS90有两个清零端R0（1）、R0（2），两个置9端R9（1）和R9（2），其BCD码十进制计数时序如表1，二—五混合进制计数时序如表2，74LS90的管脚图如图9。

2 3 6 7 14 1 R0(1) R0(2) R9(1) QA R9(2) QB QC CKA QD CKB 74LS90

图9

12 9 8 11

表1 BCD码十进制计数时序 表2 二—五混合进制计数时序

CK 0 1 2

QD QC QB QA 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 10