555集成定时器及其应用

第二节555集成定时器及其应用1第二节555定时器及其应用555定时器的电路结构与功能由555电路组成的单稳态触发器由555电路组成的多谐振荡器由555电路组成的施密特触发器下页总目录推出第二节555集成定时器及其应用2下页返回一、555定时器的电路结构与功能555定时器是一种多用途的数字-模拟混合集成电路，利用它能极方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。应用领域：波形的产生和变换、测量与控制、家用电器、电子玩具等。555定时器产品型号繁多，但所有双极型产品型号最后的3位数码都是555，所有CMOS产品型号最后的4位数码都是7555。它们的功能和外部引脚的排列完全相同。以下介绍国产双极型定时器CB555的电路结构和功能。上页第二节555集成定时器及其应用3返回高电平触发端电压控制端低电平触发端放电端接地端复位端电源端输出端CB555由比较器C1和C2、基本RS触发器和集电极开路的放电三极管T三部分组成。下页上页vO5kΩ5kΩ5kΩTDG2Q'Q84356271+-C1+-C2vI1THvI2TR'vODDISCVCOG1G3G4VCCR'DvC2vC1VR2VR1第二节555集成定时器及其应用4下页返回上页××0CCV32CCV311低导通低导通不变不变高截止高截止CCV31CCV321CCV31CCV321CCV32CCV311C1输出0，C2输出1C1输出1，C2输出1C1输出1，C2输出0C1输出0，C2输出0T状态vOvI2vI1RD输出输入vOvODDISC5kΩ5kΩ5kΩTDG2Q'Q84356271+-C1+-C2vI1THvI2TR'VCOG1G3G4VCCR'DvC2vC1VR2VR1第二节555集成定时器及其应用5下页返回上页二、用555定时器接成的施密特触发器1.施密特触发器的特点（１）输入信号从低电平上升的过程中电路状态转换时对应的输入电平，与输入信号从高电平下降过程中对应的输入转换电平不同。（２）在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈过程使输出电压波形的边沿变得很陡。利用这两个特点不仅能将边沿变化缓慢的信号波形整形为边沿陡峭的矩形波，而且可以将叠加在矩形脉冲高、低电平上的噪声有效地消除。第二节555集成定时器及其应用6下页返回上页２.电路结构将555定时器的两个输入端连在一起作为信号输入端，即可得到施密特触发器。滤波电容，为提高VR1和VR2的稳定性信号输入端5627vI1vI2VR2VR10.01μFvIvO5kΩ5kΩ5kΩTDG2Q'Q8431+-C1+-C2G1G3G4VCCvC2vC1VR1第二节555集成定时器及其应用7下页返回上页３.工作原理vOOtCCV31CCV32vIOtvo由高电平变为低电平和由低电平变为高电平所对应的vI值不同，就形成了施密特触发特性。5627vI1vI2VR2VR10.01μFvIvO5kΩ5kΩ5kΩTDG2Q'Q8431+-C1+-C2G1G3G4VCCvC2vC1第二节555集成定时器及其应用8下页返回上页vIOtvOOtCCV31CCV32UT+UT-ΔUTCC31VCC31VIvOovCC32V如果参考电压由外接电压VCO供给，UT+=VCOUT-=1/2VCOΔUT=1/2VCO。电压传输特性回差电压第二节555集成定时器及其应用9下页返回上页４.施密特触发器的应用（１）用于波形变换利用施密特触发器状态转换过程中的正反馈作用，可把边沿变化缓慢的周期性信号变成边沿很陡的矩形脉冲信号。（２）用于脉冲整形在数字系统中，矩形脉冲经传输后往往发生波形畸变，可通过施密特触发器整形获得比较理想的矩形脉冲波形。（３）用于脉冲鉴幅施密特触发器能将幅度大于VT+的脉冲选出，具有脉冲鉴幅能力。第二节555集成定时器及其应用10下页返回上页三、用555定时器接成的单稳态触发器单稳态触发器的特点：有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。在触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态，暂稳态维持一段时间后，自动返回到稳态，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。（触发脉冲应满足电路要求）。第二节555集成定时器及其应用11下页返回上页定时（产生一定宽度的矩形波）。整形（把不规则的波形变为规则的脉冲波形）。延时（将输入信号延迟一定时间后输出）。单稳态触发器在数字电路中的作用：第二节555集成定时器及其应用12下页返回上页1.电路结构触发信号的输入端没有触发信号时vI处于高电平，稳态时vc1=vc2=1、Q=0，vo=0。vIvC0.01μFCR5627vO5kΩ5kΩ5kΩTDG2Q'Q8431+-C1+-C2G1G3G4VCCvC2vC1第二节555集成定时器及其应用13下页返回上页2/3VCCtwvCOtvIOtvOOtwln31.1tRCRC2.工作原理通常tw的范围为几微秒到几分钟。但随着tw的宽度增加它的精度和稳定度也将下降。vIvC0.01μFCR5627vO5kΩ5kΩ5kΩTDG2Q'Q8431+-C1+-C2G1G3G4VCCvC2vC1第二节555集成定时器及其应用14下页返回上页触发脉冲的宽度要小于tw触发负脉冲应在vC上升到2/3VCC之前回到高电平。2/3VCCtwvCOtvIOtvOOtvIvC0.01μFCR5627vO5kΩ5kΩ5kΩTDG2Q'Q8431+-C1+-C2G1G3G4VCCvC2vC1第二节555集成定时器及其应用15下页返回上页应用举例vIvC0.01μFCR5627vO5kΩ5kΩ5kΩTDG2Q'Q8431+-C1+-C2G1G3G4VCCvC2vC1第二节555集成定时器及其应用16下页返回上页四、用555定时器接成的多谐振荡器多谐振荡器是一种自激振荡器，接通电源以后，不需要外加触发信号，便能自动产生矩形脉冲，由于矩形脉冲中含有丰富的高次谐波分量，所以习惯上把矩形波振荡器叫做多谐振荡器。第二节555集成定时器及其应用17下页返回上页vOOtvCOtCCU32CCU31tp2tp1充电回路：VCC→R1→R2→C→地。放电回路：C→R2→T→地。vC0.01μFCR15627vO5kΩ5kΩ5kΩTDG2Q'Q8431+-C1+-C2G1G3G4VCCvC2vC1R2第二节555集成定时器及其应用18下页返回上页vOOtvCOttp1CCU32CCU31tp22ln)(211CRRtpCRR)(7.0212ln22CRtpCR27.0CRRttT)2(7.021p2p1振荡周期和振荡频率振荡周期CRRTf)2(43.1121振荡频率占空比用CB555定时器组成的振荡器，最高工作频率可达500kHz。212112RRRRTtDp第二节555集成定时器及其应用19下页返回上页占空比可调的多谐振荡器R'1R'2充电回路：VCC→R‘1→D1→C→地。放电回路：C→D2→R‘2→T→地。占空比211RRRD84721563555R2R1RPD2D1C0.01μFvOVCC第二节555集成定时器及其应用20上页返回应用举例(Ⅰ)、(Ⅱ)均为多谐振荡电路，当vo1输出高电平时(Ⅱ)振荡，vo2输出矩形脉冲，当vo1输出低电平时(Ⅱ)被置0，vo2输出低电平。84721563555R12R11C10.01μFvO1VCC84721563555R22R21C20.01μFvO2(Ⅰ)(Ⅱ)