设计和仿真。
关键词:EWB;555;电路仿真
【中图分类号】TN710 【文献标识码】A 【文章编号】2236-1879(2017)03-0171-02
1 EWB软件的简介
1.1 EWB软件的概述:随着电子技术和计算机技术的发展,电子产品已与计算机紧密相连,电子产品的智能化日益完善,电路的集成度越来越高,而产品的更新周期却越来越短。电子设计自动化(EDA)技术,使得电子线路的设计人员能在计算机上完成电路的功能设计、逻辑设计、性能分析、时序测试直至印刷电路板的自动设计。EDA是在计算机辅助设计(CAD)技术的基础上发展起来的计算机设计软件系统。与早期的CAD软件相比,EDA软件的自动化程度更高、功能更完善、运行速度更快,而且操作界面友善,有良好的数据开放性和互换性。
1.2 EWB软件的操作界面
(1)EWB的主窗口
(2)元件庫栏
2 555集成定时器原理简介
555集成定时器芯片原理:555集成定时器是模拟功能和数字逻辑功能相结合的一种双极型中规模集成器件。外加电阻、电容可以组成性能稳定而精确的多谐振荡器、单稳电路、施密特触发器等,应用十分广泛。
555定时器的外引线排列图和内部原理框图如下图所示
它是由上、下两个电压比较器、三个5kΩ电阻、一个RS触发器、一个放电三极管 T以及功率输出级组成。比较器 C1的反相输入端5接到由三个5 kΩ电阻组成的分压网络的2/3Vcc处(5也称控制电压端),同相输入端6为阀值电压输入端。比较器C2的同相输入端接到分压电阻网络的1/3Vcc处,反相输入端2为触发电压输入端,用来启动电路。两个比较器的输出端控制RS触发器。RS触发器设置有复位端RD4,当复位端处干低电平时,输出3为低电平。控制电压端5是比较器C1的基准电压端,通过外接元件或电压源可改变控制端的电压值,即可改变比较器C1、C2的参考电压。不用时可将它与地之间接一个O.01μF的电容,以防止干扰电压引入。555的电源电压范围是+4.5~+18V,输出电流可达100~200mA,能直接驱动小型电机、继电器和低阻抗扬声器。
3 555集成定时的应用——555单稳态触发器的设计
3.1 电路设计基本原理:单稳态触发器具有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。在外界触发脉冲作用下,它能从稳态翻转到暂稳态,在暂稳态维持一段时间以后,在自动返回稳态;暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数,与触发脉冲的宽度和幅度无关。由于单稳态触发器具有这些特点,常用来产生具有固定宽度的脉冲信号。
按电路结构的不同,单稳态触发器可分为微分型和积分型两种,微分型单稳态触发器适用于窄脉冲触发,积分型适用于宽脉冲触发。无论是哪种电路结构,其单稳态的产生都源于电容的充放电原理。
用555定时器构成的单稳态触发器是负脉冲触发的单稳态触发器,其暂稳态维持时间为Tw=lnRC=11RC,仅与电路本身的参数R、C有关。
3.2 数据结论及分析
单稳态触发器实验电路下图所示
在所示电阻、电容的取值下,移动示波器的1、2两个游标测量暂稳态的维持时间,得出暂稳态维持时间为550.8036us。利用公式计算:Tw=1.1RC=1.1×5×103×0.1×10-6=550×10-6=550us
仿真结果分析及其结论:555定时器构成的单稳态触发器是负脉冲触发的单稳态触发器,稳态时输出为低电平,暂稳态时输出为高电平,且其在暂稳态维持时间仅与电路本身的参数R、C有关,与外界触发脉冲的幅值和宽度有关。
4 硬件实验调试及仿真结果与实验结果相比
我们根据上面的仿真结果与硬件调试的结果对比,证明结果是相符实验结果和理论的要求。通过EWB仿真设计和硬件实验对比,我们对集成电路的功能和应用设计有了更深的了解。