一、实验说明

本次实验核心目标是掌握NE555定时器应用、电容式传感器原理及触控开关技术，主要包含以下三大模块：

模块	核心内容	关键技能点
多谐振荡器	555多谐振荡器电路搭建与参数测量	示波器波形观察、频率与占空比测量、理论估算与误差分析
施密特触发器	555施密特触发器电路搭建与特性测试	三角波信号输入、电压传输特性曲线测绘、回差电压计算
电容传感开关模块	TTP223模块电路分析与触控特性研究	电路板巡线绘图、隔离介质厚度影响分析、抗干扰电阻Rs测试

二、 参照资源

说明：本实验内容较往届为全新内容；
下述资源为个人检索整理，仅提供可能实验的参考思路，仅供参考。

课件中的实验步骤概览：

2.1 多谐振荡器

课件指导：


理论估算
振荡周期：$T\approx 0.7(R1+2R2)C$
占空比：$D\approx R2/(R1+2R2)$


555多谐振荡器有两个暂稳态，持续时间分别为tp1和tp2；
${\tau }_1$：充电阶段的时间常数，等于充电回路总电阻（R1+R2）与电容C的乘积
即${\tau }_1=(R_1+R_2)C$
${\tau }_2$：放电阶段的时间常数，等于放电回路总电阻（R2）与电容C的乘积
即${\tau }_2=R_{2}C$
电容C充电的时间为：

$$t_{p1}={\tau }_1\ln \frac{v_c(\infty )-v_c(0^{+})}{v_c(\infty )-v_c(t_{p1})}$$

$$={\tau }_1\ln \left|\frac{\text{Vcc}-\frac{1}{3}\text{Vcc}}{\text{Vcc}-\frac{2}{3}\text{Vcc}}\right|$$

$$={\tau }_1\ln 2$$

$$\approx 0.7(R_1+R_2)C$$

电容C放电的时间为：

$$t_{p2}={\tau }_2\ln \frac{v_c(\infty )-v_c(0^{+})}{v_c(\infty )-v_c(t_{p2})}$$

$$={\tau }_2\ln \frac{0-\frac{2}{3}\text{Vcc}}{0-\frac{1}{3}\text{Vcc}}$$

$$={\tau }_2\ln 2$$

$$\approx 0.7R_{2}C$$

因此，输出矩形波的振荡周期为：

$$T=t_{p1}+t_{p2}=0.7(R_1+2R_2)C$$

振荡频率为：

$$f=\frac{1}{T}=\frac{1}{0.7(R_1+2R_2)C}\approx \frac{1.43}{(R_1+2R_2)C}$$

脉冲宽度与周期之比称为占空比D：

$$D=\frac{t_{p1}}{T}=\frac{0.7(R_1+R_2)C}{0.7(R_1+2R_2)C}=\frac{R_1+R_2}{R_1+2R_2}$$

示波器观察与测量过程，请自行操作

2.2 施密特触发器

课件指导

理论计算
回差电压为上限阈值电压（$V_{T+}$）和下限阈值电压（$V_{T-}$）之差
即$\Delta V_T=V_{T+}-V_{T-}$
根据图片中555定时器构成的施密特触发器特性：

• 上限阈值电压：$V_{T+}=\frac{2}{3}{V}_{CC}$
• 下限阈值电压：$V_{T-}=\frac{1}{3}{V}_{CC}$

因此，回差电压计算公式为：
$\Delta V_T=V_{T+}-V_{T-}=\frac{2}{3}{V}_{CC}-\frac{1}{3}{V}_{CC}=\frac{1}{3}{V}_{CC}$


示波器观察输出波形等操作，请自行操作

2.3 电容传感开关模块

说明：本人在网上未找到相关参考资料，故也无能为力