总结时基电路使用方法

1 / 35 总结时基电路使用方法 555时基电路的基本特性和用法 我们在使用 555时基电路之前应该先了解它的基本特性。按照集成电路的分类方法，数字集成电路以外的集成电路都归入模拟集成电路中，因此关于 555 时基电路的特性可以从非线性模拟集成电路手册中查找。 一、 555电路的型号、封装和引脚 1型号 我国目前广泛使用的 555 时基电路的统一型号是：双极型为CB555， CMOS型为 CB7555。这两种电路每个集成片内只有一个时基电路，称为单时基电路 。此外还有一种双时基电路，在一个集成片内包含有两个完全相同、又各自独立的时基电路。它们的型号分别是 CB556 和 CB7556。表 1 列出它们的型号和与之对应的国内、国外常用的型号。 2封装和引脚 2 / 35 555 单时基电路的封装有 8 脚圆形和 8 脚双列直插型两种。圆形集成电路引脚的编号方法是把引脚朝 下，带标志的引脚置于上倒，从带标志的引脚左边开始按逆时针方向顺序编号，见图 1。双列直插型单时基电路的引脚编号方法是把集成片平放，从带标志的引脚开始按逆时针方向顺序编号，见图 1。 556双时基电路的封装只有 14脚双列直插型一种。引脚按双列直插型集成电路的统一方法编号，见图 1。 CB555单时基电路各引脚的作用见图 1、和图 2。 6 脚是阈值输入端TH， 2 脚是触发输人端 ， 5 脚是控制端 VC， 4 脚是主复位端 ，8 脚是电源正极 Vcc 或 VDD。 3脚是输出端 VO， 7 脚是放电端DIS， 1 脚是公共地端 GND 或 VSS。对双时 基电路 CB556 一个地端，其余 12 个脚按左右分开，各为一个独立的时基电路，见图 1。为了便于应用，在图 2 上，用圆圈内的数码表示出单时基电路的引脚号。在小方框内用斜线隔开的 2个数码表示出双时基电路左右两个时基电路的引脚号。例如 59 表示左边时基电路输出端 V01 的引脚号是 5，右边时基电路输出端 V02的引脚号是 9。 双极型和 CMOS 型 555 电路的内部电路和参数虽然不同，但它们的引脚编号和功能是完全相同 的。 二、 555 时基电路的主要参数 3 / 35 为了正确使用 555时基电路，必须对它的基本特性有所了解。双极型和 CMOS 型时基电路在电特性上是有差别的，应该分别给出。至于双时基电路和单时基电路，除了静态电流，双时基电路应该是单时基电路的一倍以外，其余参数是完全相同的。所以只要列出 CB 555和 CB 7555的主要参数并予以说明就可以了。 1电源电压和静态电流 CB 555 使用的电源电压是 4 5 16 伏， CB 7555 的电压范围比较宽，可以从 3 18伏。静态电流也叫电源电流，是空载时消耗的电流。在电源电压是 15 伏是， CB 555 的静态电流典型值是 10 mA， CB 7555 是 0 12mA。电源电压和静态电流的乘积就是静态功耗。可见 CMOS 型时基电路的静态功耗远小于双极型时基电 路。 2定时精度 555电路在作定时器使用时， CB555 和 CB7555的定时精度分别是 l和 2。 4 / 35 3阈值电压和阈值电流 当 555 电路阈值输入端所加的电压 =2/3Vcc 时，能使它的输出从高电平 1翻转成低电平 0。电压值 2/3VCC就是它的阈值电压 VTH。促使它翻转所需的电流称为阈值电流 ITH。 CB555的 ITH值约为 0 1mA；而 CB 7555 的 ITH值只需 50pA。 4触发电压触发电流 当 555 电路触发输入端所加的电压 =1/3Vcc 时，能使它的输出从 0 翻转成 1。电压值 1/3Vcc 就是它的触发电压 VTR。促使它翻转所需的电流称为触发电流 ITR。 CB555 的 ITR 值约为 0 5mA；而 CB7555 的 ITR 值只需 50pA。 5复位电压和复位电流 在 555 电路的主复使端 上加低电平可以使输出复位，即 V0=0。所加的复位电压 VMR应低于 1 伏。复位端所需的电流称为复位电流 IMR。 CB555 的 IMR 约为 400mA；而 CB7555 的IMR只需。 6放电电流 5 / 35 555 电路在作定时器或多谐振荡器使用时，常常利用放电端给外接电容一个接地放电的通路。从图 2 看到，放电电流要通过放电管 VT1，因此它的电流要受到限制，电流太大会把放电管烧坏。规定 CB 555 的放电电流 IDIS 不大于 200mA。CB7555 因为受 MOS 管几何尺寸的限制，放电电流 IDIS 的值比较小，约在 10 50mA 之间，而且是随电源电压 VDD的数值变化的；使用的电源电压越高，放电电流值越大。 7驱动电流 驱动电流是指 555电路向负载提供的电流，也叫负载电流 IL。根据 555电路的输出状态和负载的接法可以分成拉出电流和吸入电流两种。当输出是高电平而负载的一端接地时，负载电流从 555电路内部流出经过负载入地，因此称为拉出电流，见图 3。当输出是低电平而负载的一端接在电源正极时，负载电流从电源正极通过负载流入 555内部 后入地，因此称为吸入电流，见图 4。这两种电流都起到驱动负载的作用，因此统称为负载电流或驱动电流。对 CB 555 来讲，这两种电流的最大值都是 200mA。对 CB 7555 来讲，吸入电流稍大，大约是 5 20mA；拉出电流较小，约是 1 5mA。而且它们的数值也是随着电源电压的提高而增大的。 6 / 35 8最高工作频率 555 电路在作振荡器使用时，输出脉冲的最高频率可达 500千赫。 555电路的主要参数见表 2。 三、使用 555电路时的注意事项。 1负载的接法 555 电路的输出有高电平和低电平两种状态，好象它内部有一个控制开关能自动动作。当输出是高电平时开关向上，输出端 VO通过输出内阻 R01 接到电源正端。见图 3和图 4。当输出是低电平时开关向下，输出端 VO 通过输出内阻 R02 接到公共地端，见图 3 和图 4。 CB 555 的两个输出内阻都是十几欧。 CB7555 的 R01值较大，约为几百欧； R02值较小，只有几十欧。 由于 555 电路有两种输出状态，所以负载的接法有两种。 7 / 35 第一种接法是把负载接在 555 电路输出端 VO 和地之间，这是最常用的接法，。在这种接法下当输出是高电平时，内部开关接到 R01 上，见图 3。这时电流从电源正端经过内阻R01流入负载 RL后入地，是从 555 电路向外流进负载的，所以称为拉出电流或输出电流。当输出是低电子时，内部开关接到 R02 上，见图 3。这时负载中没有电流。 第二种接法是把负载接在电源正端和 555 电路输出端 Vo 之间，如图 4。在这种接法下，当输出是高电平时，内部开关接到 R01 上，见图 4。这时负载中没有电流。只有当输出是低电平时，内部开关接到 R02上，如图 4 时负载中才有电流流通。这时电流是从电源正端经负载 RL 和内阻 R02 后入地的，是从外面流进 555电路的，所以称为吸入电流或灌入电流。 由于有两种接法，所以在连接负载时应该根据 555 电路的输出状态和负载的要求来决定负载的连接方法。例如在使用CB7555 时为了取得较大的驱动电流，可以选择第二种接法。如果负载是继电器，则因为继电器有常开接点和常闭接点两种不同的接点可供选择，因此使得 555电路更加变化多端，灵活方便。 8 / 35 2负载能力的扩大 从驱动电流这个参数来看， CB 555 的驱动能力较大，可以直接带动小型继电器、微电机和低阻抗扬声器。 CB7555的驱动能力较小，只能使用 LED指示灯、压电陶瓷蜂鸣器等负载。要想使 CB7555 有更大的驱动能力，可以在输出端加一级驱动放大器。即把 555电路输出端 VO 接到晶体管 VT1 的基极，把负载 RL接到晶体管的集 电极或发射极回路中，如图 5。这样就可把负载电流扩大到 100mA上下，足以带动继电器、微电机等负载。 3 CB555与 CB7555 的性能比较和选用 从以上介绍看到， CB 556 的突出优点是驱动能力强，而CB 7555 的突出优点是电源电压范围宽、输入阻抗高、功耗低。因此在实际应用中， 在负载轻、要求功耗低和使用较低电源电压以及定时要求长的场合，应核选用 CB7555 或CB7556。而在负载较重的场合则应选用 CB 555或 CB556。 4. 注意特殊型号和特殊封装 在使用中有时会遇到一些特殊型号和特殊封装，这时首先应9 / 35 核查阅资料，弄清它们的型号、封装和引脚以及电特性 。例如日本三菱公司的 M51841 是时基电路；而美国国家半导体公司的 MM555是模拟门开关电路。 555时基电路的单稳态工作方式和应用 555 电路有单稳态、双稳态和无稳态 3 种基本工作方式。用这 3种方式中的 1种或多种组合起来可以组成各种实用的电子电路，如定时器、分频器、脉冲信号发生器、元 件参数和电路检测电路、玩具游戏机电路、音响告警电路、电源交换电路、频率变换电路、自动控制电路等等。 让我们先从 555的单稳电路开始。 一、什么是单稳电路 所谓单稳电路就好象是一扇弹簧门。平时老是保持着关闭的状态，只有在外力推动时它才会打开；但在开了一会儿之后它又会自动关闭。我们把关闭状态叫做 “ 稳态 ” ，而把从推开门到恢复到关闭这一段时间的状态叫做 “ 暂稳态 ” 。 555 的单稳电路由 555 电路本身和一个 RC 定时电路两大部10 / 35 分组成。 555电路的输入端就接在定时电路中 的定时电容 CT上。在第 1讲中已介绍过：可以把 555电路看成是一个特殊的 R-S触发器，它的两个输人端的触发电平要求不同，阈值要求也不同。因此， 555 单稳电路的工作过程大致是：先取这个特殊触发器两种状态中的一种作为单稳电路的稳态。然后用输入脉冲或人工板动开关等方法去启动这个电路，使它从原来的稳态转到另一种状态，即进人暂稳态。与此同时，开始给定时电容 CT 充电，等 CT 上的电压达到阈值电压时，这个特殊的触发器就会从暂稳态又翻转回到原来的稳态。从暂稳态开始到完全恢复成稳态的这段时间就是暂稳态的时间。假定翻转的时间小 到可以忽略不计，显然，暂稳态持续的时间只和定时电路中电阻电容的数值有关而和 555电路以及触发脉冲天关。触发脉冲在这里只是起着启动或开关的作用。至于稳态和暂稳态究竟是高电平还是低电平，根据电路的要求决定。 可见 555 单稳电路中的两大部分的分工是： 555 时甚电路本身好比是一扇门，它只管开或关；定时电路则是控制开门的时间长短。这两大部分是必不可少的。 二、两种 555单稳电路 11 / 35 常用的 555单稳电路有 2 种：第 1 种是把 2 个输入端都接到定时电容 CT 上，用开关人工启动的电路。第 2 种是把阈值端 TH和放电端 DIS接到定时电容 CT上，用脉冲从触发端 输入启动的电路。第 1 种电路常用作定时控制，第 2 种电路的用途比较广，除定时控制外，还可作分频器、脉冲信号发生器、元件参数检测、脉冲失落检测、脉冲宽度检 测以及玩具游戏机电路等。 1人工启动式 这种单稳电路是把阈值端 TH和触发端 同时接在定时电容 CT上，在定时电容两端并联一个按钮开关 SB，用人工按动开关的方法来启动这个电路。定时电路中电阻 RT和电容 CT的数值是由定时时间的要求决定的。为了保证电路可靠地工作，总复位端 应该接到电源正端 ，电压控制端 VC在不使用时应该接 1个容量为 0 01微法的电容防止干扰。放电端 DIS 不用时可以悬空，见图 1。 现在来看看它的稳态和暂稳态以及它们的转换过程。 稳态：电路接上电源后，电容 CT 上的电压很快被充到等于电源电压 VCC。按第 1 讲的方法把 555 电路简化成 1 个特殊的触发器，因为放电端 DIS悬空不用可以略去不画，于是可12 / 35 以把图 1 简化成图 1。可以看到：因为 CT上的电压等于 VCC：VCT=VCC，对 于这个特殊的触发器来讲，它的两个输入端都是高电平：即 R=1、 =1。对照这个特殊触发器的逻辑功能表，它的输出应接是低电平，即 VO=0。它就是这个单稳电路的稳态。 暂稳态：按一下按钮开关 SB，电容 CT上的电压很快降到零：VCT=0。对这个特殊的触发器来讲，两个输人端都是低电平：R=0、 =0。对照它的逻辑功能表，它的输出应该转成高电平，即 VO=1。当按钮开关放开后，这个特殊的触发器保持输出高电平，同时电源电压向定时电容 CT 充电，暂稳态开始，见图 1。 经过一段时间 ta之后， CT上的电压上升到 VCT 2 3 Vcc，即达到触发器翻转的阈值电压时，这个特殊触发器的输入端都成为高电子： R=1、 =1，于是它的输出又立即翻转成低电平。即 VO=0。也就是暂稳态结束，又回到稳态。 555 电路 的输出从低电平翻转到高电平以后到再一次恢复到低电平的这段时间就是单稳电路的暂稳态时间 td。它也叫做定时时间或延时时间。它是和定时电路中 RT和 CT 的数值有关的； RT和 CT的数值越大，定时时间 td越长。它们之间的关系 : td=。 RT 的单位是欧姆、 CT 的单位是法拉、 td 的单位是秒。例如： RT 是 1 兆欧、 CT是 1 微法时， td=1 1秒。 13 / 35 这是 555 单稳工作方式的第 1种电路。但是在具体应用时它会有很多变 型。例如定时电容和定时电阻的位置，可以是电阻在上电容在下，也可以是电容在上电阻在下；负载的按法也有接在 VO与地之间或接在 VO与 Vcc之间；人工启动的开关可以并联在电容 CT 上，也可以串联在电源中等等。于是使得电路变得更加复杂难以识别。但只要抓住这个电路的 2个特点： 有一个 RC 定时电路， 2、 6 输入端同时接在定时电容 CT 上， 用人工扳动开关或类似的方法触发启动的，就能确定它是属于人工启动式的单稳电路。 2、脉冲启动式 555 单稳工作方式的第 2 种基本电路和第 1 种基本电路不同的地方是； 把阈值端 TH 和放电端 DIS 同时接到定时电容CT 上使电容有自动快速放电的功能； 用触发器 作脉冲输入启动端，平时要求接高电平，输入负脉冲时才能使电路启动。其它各端的接法和第 1种基本电路相同。见图 2。 现在来看看这个电路是怎样工作的。 稳态：电源接通后，因为触发端 平时接高电平，对这个特殊的触发器来讲，它的 输入端是高电平： =1，所以它的输14 / 35 出被置成零： VO=0。内部放电开关 SA接通， DIS端接地，定时电容 CT上电压为 0，这个特殊触发器的另一输入端为 R=0。因此它的输出保持低电平： VO=0。这是这个单稳电路的稳态。见图 2 暂稳态：当触发输入 输入一个负脉冲，而且负脉冲的幅度低于 1 3 Vcc时，这个特殊触发器的输入 =0。使它的输出翻转成高电平： VO=1。这时内部放电开关 SA 打开，电源电压通过 RT向 CT充电，暂稳态开始。见图 2。 经过一段时间 td之后， CT上电压升到 2 3Vcc，使它的输入 R=1，于是它又翻转回原来的稳态，即 VO 0。见图 2。这时内部放电开关 SA 重新接通， CT 上的电荷快速放电到零，为下一次定时控制作好了推备。 从定时电容 CT开始充电到充到 2 3Vcc所需的时间就是暂稳态时间 td。理论计算证明： td l 1RTCT。整个电路各输入输出端的波形见图 2。从波形图看到： 只要触发脉冲的幅度低于 1 3Vcc，电路就能触发启动。定时时间 td 只和RTCT时间常数有关，而与触发脉冲的宽度、幅度无关。因此用改变 RT和 CT数值的方法可调整定时时间。 外脉冲触发启动后电路自动进人暂稳态和自动回到稳态，在暂稳态时间15 / 35 td内出现的触发脉冲是不起作用的。从图 2看，第 2 个脉 冲在 td内出现，因而是无效的。 一、三极管的简单检测方法 1. 冒状的三极管： 对于这种冒状三极管，一般都有个凸出的部分，则突出部分对应为 E 极，然后 B 极 应该为中间的引脚，另外一脚则为 C极； 2. 普通的三极管： 对于这种三极管，首先用数字万用表检测出 B 极，检测出 B极后，将万用表打到导通挡，分别测量另外两支引脚对 B 极的正向偏压，其中偏压较大的为 E 极，偏压较小的为 C极； 二、电容的串、并联： 1.电容串联电路的基本特征： 16 / 35 a):电容串联后总电容的倒数等于各电容容量的倒数之和， 即 1/C=1/C1+1/C2+?,这一点与电阻并联电路相同。 b):在电容串联电路中，容量大的电容两端电压小，容量 小的电容两端电压大，当某个电容的容量远大于其他电容时，该电容相当于 通路，此时电路中起决定性作用的是容量小的电容。 c):两只有极性电解电容顺串联的结果仍然为一只有极性 的电容，总电容的容量减小，总电容的耐压提高；逆串联后电容没有极性，两根引脚可以任意接入电路中。 2.电容并联电路的基本特征： a):电容并联电路中的总电容等于各电容的容量之和，即 总容量 C= C1+C2+?，这一点与电阻串联特性相似。 b)：电容并联电路中各电容上电压相等，各电容支路中， 17 / 35 大容量电容支路中的电流大，小容量电容支路中的电流小。 说明：两个或两个以上电容器串联时，相当于绝缘距离加长，因 为只有最靠两边的两块极板起作用，又因电容和距离成反比，距离增加，电容 下降；两个或两个以上电容器并联时，相当于极板的面积增大了，又因电容和 面积成正比，面积增加，电容增大。 三、热敏电阻 “SCK -473” 的含义： 其中 SCK 为兴勤公司功率型负温度系数热敏电阻的品牌，数 字 473表示 SCK的元件参数：在常温下，热敏电阻的阻值为47 ，最大稳态电流为 3A。目前 SCK功率型 NTC热敏电阻的直径最小为 5mm,最大为 32mm。 一些常用的 SCK 功率型 NTC 热敏电阻产品列于下表以供参考，其中 “SCK152X” 常温下电阻为 15 ， 2X表示最大稳态电流为，字母 X表示小数点， X后面若无数字则默认为 X5，即。 四、常用集成电路的检测 18 / 35 1微处理器集成电路的检测：微处理器集成电路的关键测试引脚是 VDD电源端、 RESET复位端、 XIN 晶振信号输入端、XOUT晶振信号输出端及其他各线输入、输出端。 在路测量这些关键脚对地的电阻值和电压值，看是否与正常值相同。 不同型号微处理器的 RESET复位电压也不相同，有的是低电平复位，即在开机瞬间为低电平，复位后维持高电平；有的是高电平复位，即在开关瞬间为高电平，复位后维持低电平。 2开关电源集成电路的检测：开关电源集成电路的关键脚电压是 电源端、激励脉冲输出端、电压检测输入端、电流检测输入端。测量各引脚对地的电压值和电阻值，若与正常值相差较大，在其外围元器件正常的情况下，可以确定是该集成电路已损 坏。 内置大功率开关管的厚膜集成电路，还可通过测量开关管 C、 19 / 35 B、 E极之间的正、反向电阻值，来判断开关管是否正常。 3音频功放集成电路的检测：检查音频功放集成电路时，应先检测其电源端、音频输入端、音频输出端及反馈端对地的电压值和电阻值。若测得各引脚的数据值与正常值相差较大，其外围元件与正常，则是该集成电路内部损坏。 对引起无声故障的音频功放集成电路，测量其电源电压正常时，可用信号干扰法来检 查。测量时，万用表应置于 R1 档，将红表笔接地，用黑表笔点触音频输入端，正常时扬声器中应有较强的 “ 喀喀 ” 声。 4运算放大器集成电路的检测：用万用表直流电压档，测量运算放大器输出端与负电源端之间的电压值。用手持金属镊子依次点触运算放大器的两个输入端，若万用表表针有较大幅度的摆动，则说明该运算放大器完好；若万用表表针不动，则说明运算放大器已损坏。 5时基集成电路的检测：时基集成电路内含数字电路和模拟电路，用万用表很难直接测出其好坏。可以用如图 9-13所示的测试电路来检测时基集成电路的好坏。测试电路由阻容元件、发光二极管 LED、 6V直流电源、电源开关 S 和 8 脚20 / 35 IC插座组成。将时基集成电路 实验七 555时基电路 一、实验目的 1. 掌握 555 时基电路的结构和工作原理，学会对此芯片的正确使用。 2. 学会分析和测试用 555 时基电路构成的多谐振荡器、单稳态触发器、两种典型电路。 二、实验仪器及材料 1. 双踪示波器 2. 器件 NE556双时基电路 1片 二极管 N4148 2 只 21 / 35 电位器 22K 、 1K 2 只 电阻、电容 若干 扬声器 1支 三、实验内容 1. 555 时基电路功能测试 本实验所用的 555 时基电路芯片为 NE556，同一芯片上集成了两个各自独立的 555 时基电路，芯片的管脚如图所示 ,功能简图如图所示，图中各管脚的功能，述如下： TH 高电平触发端：当 TH 端电平大于 2/3VCC，输出端 OUT 呈低电平， DIS 端导通； TR 低电平触发端：当 TR 端电平小于 1/3VCC 时， OUT 端呈现高电平， DIS 端关断； R 复位端：当 R 时， OUT 端输出低电平， DIS 端导通； VC 控制电压端： VC 接不同的电压值可以改变 TH、 TR 的触发电平值； DIS 放电端：其导通或关断为 RC 回路提供了放电或充电的通路； OUT 输出端。 22 / 35 芯片的功能如表所示。 图 图 表 按图接线，可调电压取自电位器分压器。 图 测试接线图 按表逐项测试其功能并记录。 2. 555 时基电路构成的多谐振荡器 电路如图所示。 图 多谐振荡器 按图接线。图中元件参数如下： R1 = 15K ， R2 = 5K 23 / 35 C1 = F ， C2 = F 用示波器观察并测量 OUT 输出端波形的频率，和理论估算值比较，算出频率的相对误差值。 若将电阻值改为 R1 = 15K 、 R2 = 10K 、电容 C 不变，上述的数据有何变化？ 根据上述电路原理，充电回路的支路是 R1、 R2、 C1 ，放电回路的支路是 R2、 C1，将电路略做修改，增加一个电位器RW 和两个引导二极管，构成图 所示的占空比可调的多谐振荡器 : 其占空比为 : 改变 RW 活动端的位置，可调节 q 值。合理选择原件参数，使电路的占空比 q = ，调试正脉冲宽度为 。调试电路，测24 / 35 出所用元件的数值，估算电路的误差。 图 占空比可调的多谐振荡器 3. 555 构成的单稳态触发器 实验如图 所示。 图 单稳态触发器 (1) 按图 接线，图中 R =10 K ， C1=F ， VI 的频率约为10KHZ 左右的方波时，用双踪示波器观察 OUT 输出端相对于VI 的波形，并测出输出脉冲的宽度 TW。 (2) 调节 VI 的频率，分析并记录观察到的 OUT 输出端的变化。 (3) 若想使 TW=10S ，怎样调整电路？测出此时各有关的参数值。 5、应用电路 25 / 35 图 所示用 NE556 的两个时基电路构成低频对高频调制的救护车警铃电路。 图 用时基电路组成警铃电路 参考实验内容 2 确定图中未定元 件参数。 按图接线，注意扬声器先不接。 用示波器观察输出波形并记录。 接上扬声器，调整参数到声响效果满意。 6、时基电路使用说明 556 定时器的电源电压范围较宽，可在 +5V +16V 范围内使用。 电路的输出有缓冲器，因而有较强的带 负载能力，双极型定时器最大的灌电流和拉电流都在 200mA 左右，因而可直接推动 TTL 或 CMOS 电路中的各种电路，包括能直接推动蜂鸣器等器件。本实验所使用的电源电压 VCC = +5V。 26 / 35 四、实验报告 1按实验内容各步要求整理实验数据。 2画出实验内容 3 和 5 中的相应波形图。 3画出实验内容 5 最终调试满意的电路图并标出各元件参数。 4总 结时基电路基本电路及使用方法。 1 555时基电路的介绍和内部结构 555 集成电路定时器是一种将模拟功能和逻辑功能集成在同一硅片上的单片时基电路。它的型号很多，如 FX555， 5G555，J55， UA555， NE555，它们的逻辑功能与外部引线排列完全相同， 555 定 时器的电源电压范围宽，双极型 555 定时器为516V， CMOS555 定时器为 318V，它可提高与 TTL， CMOS 的数字电路兼容的接口电平。由于 555定时 27 / 35 器价格低廉，使用灵活方便，只需外接少量元件就可构成多种模拟和数字电路，因而极广泛地应用在波形产生与变换，测量与控制，家用电器及 电子玩具领域，它的外部引脚 555 定时器能在较宽电压范围工作，输出交电平不低于 90%电源电压，带拉电流负载和电流负载能力可达到 200MA。 图 2-3 555定时器外部引脚 555时基电路由运算放大电路器 A1， A2组成电压比较器，由F1F2 组成的 基本 R S触发器以及由 F3和 NPN型集成电极开路输出的放电三极管 TD等组成的输出级和放电开关。其 (转 载 于 : 海达范文网 :总结时基电路使用方法 )中电压比较器的分压偏置电阻采用三个阻值相同的 5K 电阻，所 以电路因此特征而被命名为 “555 时基电路 ” 。 555 时基电路的内部结构图如图 2-4。 28 / 35 图 2-4 555时基电路图 555时基电路的工作原理及功能电压比较 1） 分压器 3 个 5K?电阻组成，为两个 A1和 A2提供基准电平，如控制端 CO，则经分压后， A 的基准电平为 2/3Ucc， B的基准电平为 1/3Ucc，如改变管脚的接法就改变了两个电压比较器的基准电平 2） 比较器 比较器 A1， B2 是两个结构和性能完全相同的高精度电压比较器，其输出直接控制着基本 R-S 触发器的状态。 TH是比较器 A1的输入端， TR是比较器 A2的输入端。 当 TH输入信号使 U6 2/3Ucc，则 A1输出交电平，否则 A 输出为低电平，当 R 输入信号使号使 V2 1/3Ucc， A2输出 为低电平，否则输出高电平 3） 基本 R S触发器 基本 R S 触发器要求低电平触发，图中 F1 的输入端接29 / 35 UC1，为置 O输入端， F2的输入端接 Uc2为置输入端。 Uc1=0，Uc2=1，时 Q=0。当 Uc1=1， Uc2=时， Q=1 4） 放电器和输出缓冲器 集电极开路输出的放三极管 TD 组成放电器当输出 U0 为 0“ 时， Q 为 1使 UTD导通，管脚 T 和地间构成通路，而输出 U0为 ”1“ 时， Q 为 0 使 UTD截止，通路被切断。输出缓冲器由反相器构成，一方面增强了带负载能力，另一方面隔离负载对 555定时器的影响。 总上所述可得 555 时基器电路功能表如下表 2-1所示 2-1 表 555时基电路功能表 555时基电路应用 555 时基电路应用特别广泛，尤其在波形产生和变换方面功能强大，它可以构成单稳定触发器，双稳定触发器，施密特触发器，以及多谐振荡器，图中的 C 一般为微法，它可以提示比较器的参考电压 UR1 和 UR2的稳定性。 30 / 35 多谐振荡器是一种自激振荡器。在接通电源后无需外加触发器信号 就能自动产生矩形脉冲由于矩形波形中含有丰富的高次谐波分量， 故称为多谐振荡器，多谐振荡器没有稳定状态，工作时在两个暂态之间不断的转换。构成多谐振荡器的元件类型也是多种多样的可用晶体管分立元件， TT 门电路及CMOS门电路分别构成不同类型的电路，其 555时基电路作为多谐振荡电路应用极为典型，有很多矩形波发生器均采用555时基电路来设计，下面来分析它的工作原理。 由 555时基电路构成多谐振荡电路和工作波形。 图 2-5 555 时基电路和工 作波形多谐振荡电路 多谐振荡器无稳态，只有两个暂时稳定状态，输出在两个暂态间来回转换，从而输出矩形脉冲，暂稳态时间长短由电路的定时元件确定。 具体工作过程如下：接通电源之前，电容器两端电压 UC=0，接上电源比较器输出为 UA=1 UA2=0 故 U0=1 TD 截止，电源电压通过 R1 R2对 C 充电，多谐振荡器处于第一暂稳定状态。 其暂态过程三要表： U=0 Uc=Ucc 31 / 35 ? 充 =C 第一暂稳态不可永远存在下去，随着时间推移，电源不断对电容 C充电， UC值将不断上升，由于比较器 A1A2， R S 触发器状态保持不变，但当充电器至 UC 2/3Ucc 时，就使 UA1=0 UA2=1故 U1=0 放电管 TD导通，第一暂态结束。 一旦 TD导通，电容 C 就通过电阻 R2和放电管放电电路进入第二暂态，暂态过程三要素为： UC=2/3Ucc UC=0 ? 放 =R2 C 32 / 35 第二暂态也不可持续下去，随着电容 C 为断放电使 UC 值为断下降，当 2/3 UC 2/3Ucc， R