第七章定时器

第七章定时器第一页，共二十九页，编辑于2023年，星期四555定时器电路的基本结构

分压电路、比较器、基本RS触发器、开关管和输出缓冲器。7.4.1555定时器电路的基本结构及工作原理第二页，共二十九页，编辑于2023年，星期四分压电路：由三个5kΩ的电阻串联构成分压电路(555也因此得名)，对电源UCC进行分压，分别为C1和C2提供参考电压。比较器：比较器C1和C2是两个工作在非线性状态的理想运算放大器，当U+>U-时，输出1；当U+<U-时，输出0。基本RS触发器:比较器C1和C2的输出信号决定基本RS触发器的输出状态。RD是触发器的直接复位端，低电平有效，正常工作时必须使RD处于高电平。开关管:由一只工作在开关状态的三极管构成。由基极控制其导通和截止。输出缓冲器：由非门承担，用于提高电路的带负载能力和抗干扰能力。第三页，共二十九页，编辑于2023年，星期四2.555定时器的工作原理①RD=0,UG3=1,uo输出低电平，V导通；②RD=1，ui1>2UCC/3，UC1=0，ui2>UCC/3，UC2=1，Q=0，uo输出低电平，V导通；第四页，共二十九页，编辑于2023年，星期四③RD=1，ui1<2UCC/3，UC1=1，ui2>UCC/3，UC2=1，Q保持，uo输出不变；④RD=1，ui1<2UCC/3，UC1=1，ui2<UCC/3，UC2=0，Q=1，uo输出高电平，V截止；第五页，共二十九页，编辑于2023年，星期四⑤RD=1，ui1>2UCC/3，UC1=0，ui2<UCC/3，UC2=0，Q=1，uo输出高电平，V截止；第六页，共二十九页，编辑于2023年，星期四2.555定时器的工作原理555定时器功能表第七页，共二十九页，编辑于2023年，星期四

555定时器配合不同的外接电路，就可以构成多种应用电路，本节介绍由555定时器构成的施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器三种典型应用电路。1.555定时器构成施密特触发器（1）电路组成及工作原理7.4.2555定时器电路的应用第八页，共二十九页，编辑于2023年，星期四ui由0开始增大，当0<ui<UCC/3时，触发器置1，uo=1(高电平)，此时电路处于第一稳态。第九页，共二十九页，编辑于2023年，星期四当UCC/3<ui<2UCC/3时，触发器输入全1，保持不变，uo=1。第十页，共二十九页，编辑于2023年，星期四若ui>2UCC/3时，触发器置0，uo=0，称电路处于第二稳态。此时输入电压值称施密特触发器上限阈值电压UT+=2UCC/3。第十一页，共二十九页，编辑于2023年，星期四ui到最大后开始减小，当回到UCC/3<ui<2UCC/3时，触发器输入全1，保持不变，输出状态保持不变，仍是uo=0。第十二页，共二十九页，编辑于2023年，星期四当ui减小至ui<UCC/3时，触发器置1，uo=1，电路重新返回第一稳态。此时输入电压值称为施密特触发器的下限阈值电压UT-=UCC/3。第十三页，共二十九页，编辑于2023年，星期四（2）施密特触发器的特点

具有两个稳态，故又称其为双稳态触发器。它从一种稳态向另一种稳态的翻转取决于输入电压的大小，这种由输入电压大小决定触发器状态改变的方式称为电平触发。

第十四页，共二十九页，编辑于2023年，星期四uiuO逻辑符号ui电压传输特性0UT+UTUOHUOLuO（2）施密特触发器的特点

改变回差电压的大小，可以改变输出信号的脉冲宽度。第十五页，共二十九页，编辑于2023年，星期四（3）施密特触发器的应用波形变换脉冲整形鉴别脉冲幅度第十六页，共二十九页，编辑于2023年，星期四2.555定时器构成单稳态触发器—只有一个稳定状态在没有触发信号输入时，电路处于稳定状态；在触发信号作用下，电路翻转到暂稳态。暂稳态经过一段时间后自动回到原来的稳定状态。（1）电路组成及工作原理第十七页，共二十九页，编辑于2023年，星期四接通电源后，输入ui=1，电容电压由uc=0充电至uc>2UCC/3，触发器置0，uo=0；V饱和导通,电容又放电至uc=0，触发器保持0状态，uo=0,电路进入稳态。第十八页，共二十九页，编辑于2023年，星期四当输入端输入负脉冲ui=0，触发器置1，V截止，输出uo=1，同时，电源对电容C充电。（充电回路是UCC→R→C→地）

（注意：负脉冲触发完毕，仍使输入信号ui回到1状态）第十九页，共二十九页，编辑于2023年，星期四随着充电过程的进行，电容两端的电压uc不断的增大，当uc>2Ucc/3时，触发器置0，输出uo=0。V重新饱和导通。（同时为电容C提供一个快速放电回路：C→V→地）第二十页，共二十九页，编辑于2023年，星期四随着放电过程的进行，电容两端的电压uc迅速减小，使uc<2Ucc/3

，电路保持在uo=0的稳态不变，直到输入端下一个负脉冲的到来。第二十一页，共二十九页，编辑于2023年，星期四（2）电路特点电路由0跳变到l状态需要负脉冲触发，否则电路保持输出uo=0的状态不变，输出“0”状态为稳态。电路由1跳变到0状态是在无输入信号触发的条件下自动完成的，则“1”的状态为暂稳态。（3）参数计算输出脉冲的宽度tW等于电路暂稳态维持的时间，而暂稳态维持的时间取决于充电回路中电阻R和电容C的大小。第二十二页，共二十九页，编辑于2023年，星期四3.555定时器构成多谐振荡器多谐振荡器是一个无稳态电路，它只有两个暂稳态。它不需要外加触发信号就可以从一种暂稳态翻转到另一种暂稳态，在输出端自动产生矩形脉冲。多谐振荡器也是一种自激振荡器。（1）电路组成及工作原理第二十三页，共二十九页，编辑于2023年，星期四接通电源的瞬间，电容C两端的电压不能突变，触发器置1，晶体管V截止，多谐振荡器输出高电平uo=1，称为第一暂稳态。（充电回路：Ucc→R1→R2→C→地）第二十四页，共二十九页，编辑于2023年，星期四随着充电过程的进行，uc逐渐增大，在UCC/3<uc<2UCC/3范围，触发器的状态保持不变，输出仍为1；（充电回路：Ucc→R1→R2→C→地）第二十五页，共二十九页，编辑于2023年，星期四当uc≥2UCC/3时，触发器置0，晶体管V饱和导通，输出uo=o，进入第二暂稳态。此时电容C的充电过程结束，开始放电。（放电回路：C→R2→V→地

）第二十六页，共二十九页，编辑于2023年，星期四随着放电过程的进行，电容C两端的电压逐渐减小，当uc≤UCC/3时，触发器再次置1，输出uo=1，重回第一暂稳态，晶体管