CH10 時脈訊號 (無穩態電路)

CH10時脈訊號(無穩態電路) Teacher： D. Jin-Hua Hong

Outline • 555定時器介紹 • 實驗目的 • 實驗器材 • 實驗項目

555定時器介紹 • 555是一個用途很廣且相當普遍的計時IC，只需少數的電阻和電容，便可產生數位電路所需的各種不同頻率之脈波訊號。 • 555的特點有： • 只需簡單的電阻器、電容器，即可完成特定的振盪延時作用。其延時範圍極廣，可由幾微秒至幾小時之久。 • 它的操作電源範圍極大，可與TTL，CMOS等邏輯閘配合，也就是它的輸出準位及輸入觸發準位，均能與這些邏輯系列的高、低態組合。 • 其輸出端的供給電流大，可直接推動多種自動控制的負載。 • 它的計時精確度高、溫度穩定度佳，且價格便宜。

1 8 GND Vcc 2 7 Trigger Discharge 3 6 Output Threshold 4 5 Reset Control voltage 555定時器介紹（cont’） • 如上圖，為555的簡化內部結構，以下說明各接腳的功能： • 第1接腳：接地。 • 第2接腳：觸發。 • 第3接腳：輸出緩衝級。 • 第4接腳：重置。 • 第5接腳：控制電壓輸入。 • 第6接腳：臨界。 • 第7接腳：放電。 • 第8接腳：電源Vcc 4.5V~16V。

555定時器介紹（cont’） 8

555定時器介紹（cont’） • 555的使用方法： • 如下圖，在電源剛通上時，電容器CT之電壓=(0V< 1/3 Vcc )，因此第3接腳輸出為高態，；Vcc經由(RA+RB)向CT充電，當電容電壓Vc>2/3 Vcc時，則第3接腳輸出轉為低態，電容電壓Vc從第7接腳放電，降至低於1/3 Vcc時地3接腳輸出又轉為高態，電容又充電。如此週而復始不斷地產生方波，波形與使用公式如下頁。 • 555電路的實際使用時有下列限制是必須考慮的： • 電阻值：1KΩ≦(RA+2RB) ≦10MΩ。 • 電容值可>0.001uF。 • 最大實用之振盪頻率不應超過200kHz。

+Vc( 5V 15V ) 8 4 RA reset +Vc 放電 7 3 輸出 RB 觸發 2 5 臨限控制電壓 6 0.01mf Cr 1 GND GND GND 無穩態振盪電路 555定時器介紹（cont’）

實驗目的 • 瞭解時脈產生電路。 • 555的使用。

實驗器材 • 儀器：電源供應器、函數波產生器、三用電表。 • IC編號：555。 • 其他元件：可變電阻、電容器。

實驗項目 • 項目一產生1Hz(1 sec)之時脈訊號 • 項目二時間感應力遊戲 • 項目三水位警告電路 • 項目四邏輯探棒（Logic Probe）

Vcc RA 8 4 7 Output 555 3 RB 2 6 1 5 C GND 0.001mf GND 產生1Hz(1 sec)之時脈訊號 • 調整RA與RB，使得輸出頻率為1Hz(1sec)輸出，並紀錄RA、RB與C值。

時間感應力遊戲 • 電路如下圖，是用555Timer，將它接成無穩態形式。 • 一開始時LED即不停閃爍，改變R1、R2、R3、C1的值可得到LED不同的ON及OFF的時間及振盪頻率。而玩者如能在LED OFF時及時按下S2開關，那麼LED會一直保持亮著，即正確感應到時間。

時間感應力遊戲(cont’) 5v

水位警告電路 • 如下圖所示，原理是當水接觸到探針時，電晶體Q1就動作導通而使得555產生無穩態振盪而產生聲音。

水位警告電路(cont’)

邏輯探棒（Logic Probe） • 下圖為使用555IC製成之邏輯探棒。 • 可用來測試CMOS或TTL之高低準位。並以2種不同顏色的LED來指示高低為準，若測得是脈波，兩個LED將以相同頻率交替的發光。

邏輯探棒（Logic Probe） (cont’)

CH10 時脈訊號 (無穩態電路)