6.5 555定时器及其应用

2020/2/316.5.1555定时器6.5555定时器及其应用6.5.2555定时器的应用举例本章小结结束放映2020/2/32为数字—模拟混合集成电路。可产生精确的时间延迟和振荡，内部有3个5KΩ的电阻分压器，故称555。在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到了应用。6.5555定时器及其应用2020/2/33各公司生产的555定时器的逻辑功能与外引线排列都完全相同。双极型产品CMOS产品单555型号的最后几位数码5557555双555型号的最后几位数码5567556优点驱动能力较大低功耗、输入阻抗电源电压工作范围5~16V3~18V负载电流可达200mA可达4mA6.5.1555定时器1.电路组成图6-28555定时器(a)原理图(b)外引线排列图电阻分压器电压比较器基本RS触发器放电管T缓冲器2020/2/35（1）电阻分压器由3个5kΩ的电阻R组成，为电压比较器C1和C2提供基准电压。（2）电压比较器C1和C2。当U＋＞U－时，UC输出高电平，反之则输出低电平。CO为控制电压输入端。当CO悬空时，UR1＝2/3VCC，UR2＝1/3VCC。当CO＝UCO时，UR1＝UCO，UR2＝1/2UCOTH称为高触发端，TR称为低触发端。2020/2/36（3）基本RS触发器其置0和置1端为低电平有效触发。R是低电平有效的复位输入端。正常工作时，必须使R处于高电平。（4）放电管TT是集电极开路的三极管。相当于一个受控电子开关。输出为0时，T导通，输出为1时，T截止。（5）缓冲器缓冲器由G3和G4构成，用于提高电路的负载能力。2020/2/372.工作原理TH接至反相输入端，当TH＞UR1时，UC1输出低电平，使触发器置0，故称为高触发端（有效时置0）；TR接至同相输入端，当TR＜UR2时，UC2输出低电平，使触发器置1，故称为低触发端（有效时置1）。表6-2555定时器的功能表2020/2/386.5.2555定时器的应用举例1.构成施密特触发器思考：施密特触发器的特点？回差特性：上升过程和下降过程有不同的转换电平UT＋和UT－。如何与555定时器发生联系？内部比较器有两个不同的基准电压UR1和UR2。2020/2/391.构成施密特触发器图6-29555定时器构成的施密特触发器（a）电路（b）工作波形如果在UIC加上控制电压，则可以改变电路的UT+和UT－。2020/2/3102.构成单稳态触发器（1）得到负脉冲外触发：使高触发置0端TH有效→暂稳态0自动返回：通过电容C的充放电使低触发置1端TR有效→稳态1思路：外触发→自动返回（2）得到正脉冲外触发：使低触发置1端TR有效→暂稳态1自动返回：通过电容C的充放电使高触发置0端TH有效→稳态02020/2/311图6-30555定时器构成的单稳态触发器（a）电路（b）工作波形工作原理：稳态为0低触发有效置1T截止，C充电自动高触发返0提高基准电压稳定性的滤波电容输出脉冲的宽度tw≈1.1RC。当触发脉冲uI为高电平时，VCC通过R对C充电，当TH=uC≥2/3VCC时，高触发端TH有效置0；此时，放电管导通，C放电，TH=uC=0。稳态为0状态。此时放电管T截止，VCC通过R对C充电。当TH=uC≥2/3VCC时，使高触发端TH有效，置0状态，电路自动返回稳态，此时放电管T导通。电路返回稳态后，C通过导通的放电管T放电，使电路迅速恢复到初始状态。2020/2/312工作原理：当触发脉冲uI下降沿到来时，低触发端TR有效置1状态，电路进入暂稳态。当触发脉冲uI为高电平时，VCC通过R对C充电，当TH=uC≥2/3VCC时，高触发端TH有效置0；此时，放电管导通，C放电，TH=uC=0。稳态为0状态。此时放电管T截止，VCC通过R对C充电。当TH=uC≥2/3VCC时，使高触发端TH有效，置0状态，电路自动返回稳态，此时放电管T导通。电路返回稳态后，C通过导通的放电管T放电，使电路迅速恢复到初始状态。2020/2/3133.构成多谐振荡器设计思想：是无稳态电路，两个暂稳态不断地交替。利用放电管T作为一个受控电子开关，使电容充电、放电而改变TH=TR，则交替置0、置1。图6-29555定时器构成的多谐振荡器（a）电路（b）工作波形电容C充电τ充=(R1+R2)C电容C放电τ放=R2C振荡器输出脉冲uO的工作周期为：T≈0.7(R1+2R2)C2020/2/314本章介绍了各种产生和变换矩形脉冲的电路。施密特触发器有两种稳态，但状态的维持与翻转受输入信号电平的控制，所以输出脉冲的宽度是由输入信号决定的。单稳态触发器只有一个稳态，在外加触发脉冲作用下，能够从稳态翻转为暂稳态。但暂稳态的持续时间取决于电路内部的元件参数，与输入信号无关。因此，单稳态触发器可以用于产生脉宽固定的矩形脉冲波形。本章小结2020/2/315多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态。两个暂稳态之间的转换，是由电路内部电容的充、放电作用自动进行的，所以它不需要外加触发信号，只要接通电源就能自动产生矩形脉冲信号。555定时器是一种用途很广的集成电路，除了能构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器以外，还可以接成各种应用电路。读者可参阅有关书籍自行设计出所需的电路。