555定时器地典型应用电路

1、实用标准文案555定时器的典型应用电路单稳态触发器555定时器构成单稳态触发器如图22-2-1所示,该电路的触发信号在 2脚输入,R和C是外接定时电路.单稳态电路的工作波形如图22-2-2所示.在未参加触发彳t号时,因 u =H,所以Uo=L.当参加触发信号时,u=L,所以Uo=H, 7脚内部的放 电管关断,电源经电阻 R向电容C充电,uc按指数规律上升.当 w上升到2V«/3时,相当输入是高电平,5 55定时器的输出Uo=Lo同时7脚内部的放电管饱和导通是时,电阻很小,电容C经放电管迅速放电.从加入触发信号开始,到电容上的电压充到2VCJ3为止,单稳态触发器完成了一个工作周期.输出

2、脉冲高电平的宽度称为暂稳态时间,用 tw表示.图22-2-1 单稳态触发器电路图图22-2-2单稳态触发器的波形图暂稳态时间的求取：暂稳态时间的求取可以通过过渡过程公式,根据图 22-2-2可以用电容器C上的电压曲线确定三要 素,初始值为Uc(0)=0V ,无穷大值Uc(8)=Vcc,T=RC设暂稳态的时间为tw,当t= t w时,Uc(tw)=2Vcc/3时.代入过渡过程公式1-p205_!精彩文档实用标准文案4 二KCln3M lKC几点需要注意的问题：这里有三点需要注意,一是触发输入信号的逻辑电平,在无触发时是高电平,必须大于2 VJ3 ,低电平必须小于Vcd3 ,否那么触发无效.二是触

3、发信号的低电平宽度要窄,其低电平的宽度应小于单稳暂稳的时间.否那么当暂稳时间结束时, 触发信号依然存在,输出与输入反相.此时单稳态触发器成为一个反相器.R的取值不能太小,假设 R太小,当放电管导通时,灌入放电管的电流太大,会损坏放电管.图 22- 2-3是555定时器单稳态触发器的示波器波形图,从图中可以看出触发脉冲的低电平和高电平的位置,波 形图右侧的一个小箭头为 0电位.图22-2-3555定时器单稳态触发器的示波器波形图动画4-5多谐振荡器555定时器构成多谐振荡器的电路如图22-2-4所示,其工作波形如图 22-2-5所示.与单稳态触发器比拟,它是利用电容器的充放电来代替外加触发信号,

4、所以,电容器上的电压信号应该在两个阈值之间按指数规律转换.充电回路是Ra、R和C,此时相当输入是低电平,输出是高电平；当电容器充电到达2 VcC3时,即输入到达高电平时,电路的状态发生翻转, 输出为低电平,电容器开始放电.当电容器放电到达2V73时,电路的状态又开始翻转.如此不断循环.电容器之所以能够放电,是由于有 放电端7脚的作用,因7脚的状态与输出端一致,7脚为低电平电容器即放电.精彩文档实用标准文案图22-2-5多谐振荡器的图22-2-4 多谐振荡器电路图波形震荡周期确实定：根据uc(t)的波形图可以确定振荡周期,T=T+干先求Ti, Ti对应充电,时间常数.i=(R+Rb)G初始值为u

5、c(0)= V/3 ,无穷大值Uc(8)=W,当t= 时,Uc(Ti)=2 Vcc/3 ,代入过渡过程公式,可得Ti=ln2( R+R)O 0.7( R+R) C求R, T2对应放电,时间常数.2=RC,初始值为Uc(0)=2 Vcc/3 ,无穷大值Uc(8) =0V ,当t= T2时,Uc(T2)=Vcc/3 ,代入过渡过程公式,可得 T2=ln2 RO 0.7 RC振荡周期T= Ti+F=0.693( R+2R)C振荡频率,11.44f =一席T 0,7(必+2即)C占空比D = = - x 100% = " * 即 x 100%T TT2 塌+2品图22-2-6是555定时器多

6、谐振荡器的示波器波形图,多谐振荡器的供电电压为5V.图中上面的波形是输出波形,幅度382.5mV,示波器探头有10倍衰减,实际幅度是 3.8V ;下面的一个是定时电容器上的 波形,图中显示充放电波形的峰峰值是1.625V,波谷距零线的距离大约也是1.61.7V ,正好是555定时器的二个阈值的数值.精彩文档实用标准文案图22-2-6555定时器多谐振荡器的示波器波形图动画4-6占空比可调的多谐振荡器：对于图22-2-4所示的多谐振荡器,因Ti>,它的占空比大于50%要想使占空比可调,应如何办？当然应该从能调节充、放电通路上想方法.图22-2-7是一种占空比可调的电路方案,该电路因参加了二

7、极 管,使电容器的充电和放电回路不同,可以调节电位器使充、 放电时间常数相同.如果调节电位器使 R=R可以获得50%勺占空比.读者不难看懂该电路的充、放电通路以及充、放电时间常数的大小.562图22-2-7占空比可调的多谐振荡器密特触发器555定时器构成施密特触发器的电路图如图22-2-8所示,波形图如图22-2-9所示.施密特触发器的工作原理和多谐振荡器根本一致,无原那么不同.只不过多谐振荡器是靠电容器的充放电去限制电路状 态的翻转,而施密特触发器是靠外加电压信号去限制电路状态的翻转.所以,在施密特触发器中,外加信 号的高电平必须大于 2 VH3 ,低电平必须小于 Vcd3 ,否那么电路不能

8、翻转.4 87555 395精彩文档实用标准文案图22-2-8施密特触发器电路图图22-2-9施密特触发器的波形图由于施密特触发器采用外加信号, 所以放电端7脚就空闲了出来.利用7脚加上上拉电阻,就可以 获得一个与输出端3脚一样的输出波形.如果上拉电阻接的电源电压不同,7脚输出的高电平与 3脚输出的高电平在数值上会有所不同.施密特触发器的主要用于对输入波形的整形.图22-2-10表示的是将三角波整形为方波,其它形状的输入波形也可以整形为方波.图3.42是施密特触发器的示波器波形图,从图中可以看出对应输出波形翻转的555定时器的二个阈值,一个是对应输出下降沿的3.375 V ,另一个是对应输出上

9、升沿的1.688V,施密特触发器的回差电压是 3.375-1.688=1.688V .从图示波形可以看出,与理论值一致电源电压5V.在放电端7脚加一个上拉电阻,接 10V电源,可以获得一个高、低电平与3脚输出不同,但波形的高、低电平宽度完全一样的第二个输出波形,这个波形可以用于不同逻辑电平的转换.当输入信号的幅度太小时, 施密特触发器将不能工作.图22-2-10施密特触发器的示波器波形图压控振荡器压控振荡器是通过一般的振荡器改变振荡频率,是通过改变谐振回路或选频网络的参数实现的改变一个限制电压来实现对振荡器频率的改变,因此压控振荡器特别适合用于限制电路之中.利用555定时器的5脚,可以方便实现

10、这一功能.由于555定时器是一种低价格通用型的电路,其压控非线性较大,性能较差,只能满足一般技术水平的需要.如果需要高的性能指标,可采用专用的压控振荡器芯片,如AD650等.AD650将在第10章中介绍.555定时器构成的压才$振荡器如图22-2-11所示,波形图如图22-2-12所示.555定时器做压控振荡器,其工作原理与多谐振荡器无本质不同.在压控振荡器中,实质上是通过5脚参加一个限制电压 小,U5的参加使555定时器的阈值随之改变参阅图22-2-12 ,从而可以改变多谐精彩文档实用标准文案振荡器的振荡频率.为了使 小的限制作用明显,小应是一个低阻的信号源.由于 555定时器内部的阈值是

11、由三个5kW的电阻分压取得,小的内阻大或串入较大的电阻,压控作用均不明显.图22-2-11 压控振荡器电路图图22-2-12压控振荡器的波形图555时基电路构成的脉宽调制电路 来源：1730次精彩文档实用标准文案和博1幽"6nl由555时基电路构成的脉宽调制电路图 示出简单的脉宽调制电路及其波形.时钟输入口口由555的引脚2参加,调制输 入电压Ue由弓1脚5输入,因此,输出电用U人脉冲的宽度即可调制信号成正比口改变心、C 的数值,可以改变输出电压的波形.T = 0, Snis/cm555时基电路构成的脉冲位置调制电路 来源： 1470次精彩文档实用标准文案©TOI申业中即由

12、5SS时基电路构成的脉冲位置调制电路图 示出简单的脉冲位置调制电路及其波形,输出电压U.的位置受调制输入信号Ue 的限制,由555构成琲稳态自由振荡电路.门极电压和时间延迟受1%限制而改变,因此输出 脉冲的位置也受调制信号的限制而随之改变,NE/SE555夫日f - 0.1 nis/tm8.5 555定时器555定时器是一种多用途的数字一一模拟混合集成电路,可以方便的构成施密特触发器,单稳态触发器和多谐振荡器. 双极型产品型号最后数码为 555, CMO型产品型号最后数码为 7555.一、555定时器的电路结构与功能555定时器有两个比拟器 C1和C2各有一个输入端连接到三个电阻 R组成的分压

13、器上, 比拟器的输出接到 RS触发器上.此外还有输出级和放电管,输出级的驱动电流可达200mA电路图如图8.5.1 .精彩文档实用标准文案图8.5.1 555 定时器比拟器C1和C2的参考电压分别为 UR1和UR2根据C1和C2的另一个输入端一一触发输入和阈值输入,可判断出 RS触发器的输出状态.当复位端为低电平时,RS触发器被强制复位.假设无需复位操作,复位端应接高电平.由于三个电阻等值,所以当没有限制电压输入时,1 2必=一口式 Ub = Ucc3 3当限制电压外接时,如外接 住,那么为预防干扰,限制电压端悬空时,应接一滤波电容到地.555定时器的逻辑功能如图 8.5.1 .精彩文档实用标

14、准文案表6, 5555定时器的R能表输入输出RdV(1%VoT 口状态0X低导通1>2Vcc/3>VCCH低导通1<2Vcc/3>VCCJ3不变不变1<2VC(J3<Vcc/3高截止1>2VCCJ3<Vcc/3高截止二、555定时器的应用1 .用555定时器接成施密特触发器图6.5.2 用555定时器接成的施密特触发器 01mF为滤波电容,提升VR1和VR2的稳定性.C1 与C2的参考电压不同,因而根本 RS触发器的置0信号和置1信号必然发生在输入信号 VI的 不同电平.回差电压 VT=VTVT-=VCC/3圈邑5. 2 555电路构成舱寄信触.

15、室罂2 .用555定时器接成单稳态触发器如图8.5.3 , a为电路连接,b为各点波形.图6.5.3中R2、C2为单稳态定时电路；R1、C1为输入微分电路；C3为滤波电容,典型值为 0.01 F.无触发时,u2>UA VCC通过R2对C2充电,当u6>UB, u0为低电平,C2通过放 电管T放电,u0不变,电路进入稳态.触发后,u2UA, u0变为高电平,电路进入暂稳态；由于放电管截止,C2又被充电,当u6>UB, u0翻回到低电平,暂稳态结束.u0的输出脉宽为精彩文档实用标准文案tW等于电容电压在充电过程中从0负脉冲触发,输出脉冲的宽度等于暂稳态的持续时间.即上升至2VCC

16、/3所需时间：% 二尺Cin 'e v -v CC q E3 .用555定时器接成多谐振荡器1 电路结构C图8.5.6 用555定时器构成的多谐振荡器a电路图；b波形图精彩文档实用标准文案2工作原理多谐振荡器只有两个暂稳态.假设当电源接通后,电路处于某一暂稳态,电容C上电压一"下一一 ,“一、,UC各低于3, Uo输出局电平,V1截止,电源UCC通过R1、R2给电容C充电.随着充电12的进行UC逐渐增局,但只要 3,3,输出电压Uo就一直保持局电平不变,22这就是第一个暂稳态. 当电容C上的电压UC略微超过3 时即U6和U2均大于等于3时,RS触发器置0,使输出电压Uo从原来的高电平翻转到低电平,即Uo=0, V1导通饱和,21-U>UC Ue此时电容C通过R2和V1放电.随着电容C放电,UC下降,但只要33, Uo、|»,4,、| 口会,小,口就一直保持低电平不变,这就是第二个暂稳态.当UC下降到略微低于3 3时,RS触发器置1,电路输出又变为 Uo=1, V1截止,电容C再次充电,又重复上述过程,电路输出便得到周期性的矩形脉冲.其工作波形如图图8.5.6 b 所示.3振荡周期T的计算T=T1+T2.由图图 8.5.6 (