555计数器精典讲解解析

1、 数字电子技术部分数字电子技术部分湖南工程大学电气系湖南工程大学电气系 李李 立立 制作制作6.5 555定时器的原理和应用定时器的原理和应用 555定时器定时器: :模拟电路和数字电路集成于模拟电路和数字电路集成于 一体的电子器件。一体的电子器件。 它使用方便、带负载能力较强它使用方便、带负载能力较强, , 目前得目前得到了非常广泛的应用。到了非常广泛的应用。 6.5.1 555定时器的工作原理定时器的工作原理 555定时器的内部电路包括：定时器的内部电路包括： 一个由三个相等电阻组成的分压器一个由三个相等电阻组成的分压器; 两个电压比较器两个电压比较器: A1、A2 ;一个一个 RS 触发

2、器触发器; 一个反相器和一个晶体一个反相器和一个晶体管管T等。具体的等。具体的 结构见后图。结构见后图。uoP49012345678555VCCD TH COGND TRUoRD电电源源放放电电阈阈值值电控电控压制压制地地触触发发输输出出复复位位电源电压范围电源电压范围:4.5V 18V管脚图管脚图 三个电阻三个电阻构成的分压器构成的分压器给两个比较器给两个比较器提供提供基准电压基准电压: A1 的为的为 2VCC / 3 , A2 的为的为 VCC / 3 。111010阈值端阈值端触发端触发端THTR比较的结果比较的结果2VCC / 3小于小于2VCC / 3小于小于VCC / 3大于大于

3、VCC / 3小于小于VCC / 3大于大于大于大于2VCC / 3触发端触发端阈值端阈值端晶体管晶体管TQuo100111保持保持0110保持保持保持保持导通导通截止截止Q1001110101保持保持 保持保持Q00禁止禁止禁止禁止RS 触发器功能表触发器功能表附录附录: 综合以上的综合以上的分析结果分析结果,便可得便可得到到555的功能表的功能表:阈值端阈值端触发端触发端THTR2VCC / 3VCC / 3大于大于大于大于2VCC / 32VCC / 3VCC / 3VCC / 3小于小于小于小于小于小于大于大于保持保持保持保持RD晶体管晶体管Tuo0111001导通导通导通导通截止截止

4、双稳态触发器双稳态触发器: 微电机起动停车控制电路。微电机起动停车控制电路。4816235S2S1RRCVCCTHTRuoM微电机微电机555S1 : 起动按钮起动按钮S2 : 停车按钮停车按钮 555定时器应用范围非常广泛，可以做单稳、双定时器应用范围非常广泛，可以做单稳、双稳、多谐震荡器、施密特触发器等。下面举例说明：稳、多谐震荡器、施密特触发器等。下面举例说明：简单应用举例4816235S2S1RRCVCCTHTRM微电机微电机555uo阈值端阈值端触发端触发端THTR大于大于大于大于小于小于小于小于小于小于大于大于保持保持保持保持RD晶体管晶体管Tuo0111001导通导通导通导通截止

5、截止VCC /32VCC /3VCC /32VCC /32VCC /3VCC /3 仅仅按下按下起动按钮起动按钮 S1 , 则则 TR VCC / 3 ; 未按未按 S2 , 当当然然 TH VCC / 3 , TH 2VCC / 3 , 未按未按 S1 , 当然当然TR VCC / 3 , 这时这时 uo = 0 , 电机停止运行电机停止运行。 如果松开如果松开 S2 , 电机仍电机仍不转动不转动 。10.5.2 用555构成施密特触发器 回差电压=？4816235C555THTRuiVCCuO0.01 F* 用555构成施密特触发器4816235C555THTRuiVCCuO0.01 F0

6、tui2VCC / 3VCC / 30tuo洗相曝光定时器洗相曝光定时器若若S打开打开 , 则则 ui = 1 ;若若S合上合上 , 则则 ui = 0 。0t0t0tuiuCTuo2VCC /3TW10.5.3 用555构成单稳态触发器 P493若若S打开打开 , 则则 ui = 1 ;若若S合上合上 , 则则 ui = 0。 接通电源后，设按接通电源后，设按钮钮 S 处于打开状态处于打开状态,电容已充电至稳态。电容已充电至稳态。则：则：依前分析可知：此时依前分析可知：此时uo = 0 , 555内的晶体管内的晶体管T导通导通 , 电容电容 CT 被短被短路路, TH VCC /3 。Uo保

7、持保持0状态。状态。TR VCC /3 TH 2VCC /3 。若若S打开打开 , 则则 ui = 1 ;若若S合上合上 , 则则 ui = 0。0tuiuo = 0 , 555内的管内的管T导导通通 , 电容电容 CT 被短路。被短路。0tuCT2VCC /30tuo0tuiS按下时按下时, TR VCC /3,已有已有 TH 2VCC /3 , 且按钮已且按钮已 松开，松开， TR VCC /3 , 则则uo = 0 ; 555内内的晶体管的晶体管T也由截止变成也由截止变成导通导通 , 电容电容CT 迅速放电而迅速放电而变成变成 0V。0tui0tuCT2VCC /30tuo4816235

8、7uouiVCCRRTCTDTHTRS0tui0tuCT2VCC /30tuo 由以上过程可以看出由以上过程可以看出 : 按钮每按动一次按钮每按动一次 , uo 便输便输出一个正脉冲出一个正脉冲,其其宽度宽度 TW =1.1 RT CT 决定决定 。 TW48162357uouiVCCRRTCTDTHTRSP494 式(10.5.1)48162357uouiVCCRRTCTDTHTRSJJ红红白白D1D2按一次按一次按钮按钮 S未按未按uo0J的线圈的线圈不通电不通电J 的结点的结点不动作不动作红灯红灯 白灯白灯亮亮灭灭1通电通电闭合闭合亮亮灭灭白灯亮的时间即为曝光时间白灯亮的时间即为曝光时间

9、 TWTW = 1.1 RT CT48162357R1R2CuCDTHTRuoVCCuC0tVCC /32VCC /3首先说明如何用首先说明如何用555 定时器构成多谐振荡器定时器构成多谐振荡器:0tuo输出波形输出波形6.5.4多谐振荡器多谐振荡器: 简易电子琴电路简易电子琴电路 设电容设电容C C 原先未充电原先未充电, , 故故 TH = = TR VCC / /3 , , 此时此时 uo = 1 , = 1 , 555内的晶体内的晶体管管 T T 截止截止 , , 电源通过电源通过 R1 和和 R2 对电容对电容 C 充电。充电。uC0tVCC /32VCC /30tuo 在在 uC

10、没有充电到没有充电到 2VCC /3 之前之前, uo 保持保持 1 不变。不变。48162357R1R2CuCDTHTRuoVCCuC0tVCC /32VCC /30tuouC一旦充至一旦充至2VCC /3，则则 TH = TR =2VCC /3 、uo由由1翻转翻转为为 0 。同时。同时555内的晶体管内的晶体管 T 导通导通,电容电容 C 经经 R2 、T放放电电, 一直至一直至VCC /3 ，使得使得uo 回到回到 1 , 进入循环进入循环 .t1t2t3 在在 uC 没有充电到没有充电到 2VCC /3 之前之前, uo 保持保持 1 不变。不变。48162357R1R2CuCDTH

11、TRuoVCC0tuouC0tVCC /32VCC /3T1T2输出方波的输出方波的周期周期 T的计算的计算:T = T1 + T2 = 0.7 ( R1 + 2R2 ) C 48162357R1R2CuCDTHTRuoVCC见P4950tuouC0tVCC /32VCC /3T1T2如何改变方波的占空比？如何改变方波的占空比？改变充放电回路的时间常数即可。改变充放电回路的时间常数即可。 充电时间常数充电时间常数：（：（R1+R2）C 放电时间常数：放电时间常数：R2C48162357R1R2CuCDTHTRuoVCC见P49648162357R1C555uoVCCR21R28S8S1简易电子琴电