NE555实现 8 小时(可以调节，用发光二极管显示)，占空比可调的间歇排气

定时排气扇

基本要求: 实现总定时时间 8 小时(可以调节，用发光二极管显示)，占空比可调的间歇排气

NE555芯片

NE555芯片是一款经典的定时器集成电路，由美国国家半导体公司（National Semiconductor）推出。它是一款低成本、易于使用且多功能的集成电路，被广泛应用于各种电子设备和工程项目中。

引脚说明：
引脚1：GND（地），功能：接地，作为低电平（0V）
引脚2：TRIG（触发），功能：当此引脚电压降至1/3VCC（或由控制端决定的阈值电压）时输出端给出高电平。
引脚3：OUT（输出），功能：输出高电平（+VCC）或低电平。
引脚4：RST（复位），功能：当此引脚接高电平时定时器工作，当此引脚接地时芯片复位，输出低电平。
引脚5：ctrl（控制），功能：控制芯片的阈值电压。（当此管脚接空时默认两阈值电压为1/3VCC与2/3VCC）。
引脚6：THR（阈值），功能：当此引脚电压升至2/3VCC（或由控制端决定的阈值电压）时输出端给出低电平。
引脚7：DIS（放电），功能：内接OC门，用于给电容放电。
引脚8：V+，VCC（供电），功能：提供高电平并给芯片供电。
本实验设计用到了NE555的多稳态脉冲功能，连接图和输出波形图如下：
通过调节R5，R2，可以调节输出的高电平时间，低电平时间。

图2-2 NE555多稳态脉冲电路

图2-3 输出波形

CD4017芯片

CD4017芯片是一款常用的十进制分频计数器（Decade Counter）和分频器（Divider）集成电路。它由美国德州仪器（Texas Instruments）公司推出，具有低功耗、高可靠性和广泛的应用范围本次设计使用了十进制分频计数器功能：CD4017芯片具有十个输出引脚，每个引脚对应一个十进制计数。当输入时钟信号作用时，输出引脚会依次切换状态，实现十进制计数，分频功能。

图2-4 CD4017级联的10X10X10分频器

2.2.4 整体电路

电路由第一个 555 的多稳态电路产生周期方波信号后通过CD4017分配来控制排气扇的总定时时间，同时驱动发光二极管来显示其工作状态，CD4017分频后的输出经过一个非门后和一个与1相与的与门产生一个新的信号，控制第二个 555 多谐振荡器产生一个相对较小的周期方波信号，去驱动排气扇工作，同时驱动发光二极管来显示总运行状态。当CD4017分频后输出低电平时则出来一个高电平信号给555的reset脚，此时排气扇工作；当是低电平时，排气扇则不工作；第二个 555是一个间歇排气的功能，可以调节R3,R4控制占空比，因而也就实现了其间歇排气的功能。实验中可通过电位器来调节占空比，即整个周期的时间长短和间歇排风的时间。

电路测试结果

开关闭合时，系统开机，倒计时开始。U1（NE555）构成多稳态触发器，产生连续脉冲，周期T=0.7(R5+2R2)C (R11,R12可调) Tmax = 0.7x(106+2x106)x44x10-6 =92.4s。3个4017进行1X10X3分频，分频后输出第一个脉冲的低电平时间为 92.4x10x10x3约等于8H,在这个时间内U15的O9都是低电平，反向后为高，接到NE555的reset脚，555正常工作。8小时后， O9脚变为高电平，反向后为低，NE555的reset脚变低，555停止工作，计时结束。
通过调节R5,R2，可以改变总定时时间，调节R4,R3可以改变风扇占空比。（风扇用led表示）

参考文献

[1] 王毓银. 数字电路逻辑设计[M]. 第三版. 高等教育出版社, 2018.2
[2] IC先生. 什么是分频电路? 使用555和4017的分频器电路设计原理[EB/OL]. 2022-10-20[2023-07-1]. https://www.mrchip.cn/newsDetail/898