《电子技术基础》-12

第一节555定时器一、555定时器分类555定时器又称时基电路。555定时器按照内部元件可分为双极型(又称TTL型)和单极型两种。双极型内部采用的是晶体管;单极型内部采用的则是场效应管。

555定时器按单片电路中包括定时器的个数分为单时基定时器和双时基定时器。常用的单时基定时器有双极型定时器5csss其管脚排列如图12一1所示)和单极型定时器CC7555。双时基定时器有双极型定时器50556和单极型定时器CC7556。)下一页返回第一节555定时器

二、555定时器的电路组成S6555定时器内部电路如图12-2所示。一般由分压器、比较器、触发器和开关及输出等四部分组成。1.分压器分压器由3个等值的电阻串联而成，将电源电压Unn分为三等份，作用是为比较器提供两个参考电压UR1,UR2，若控制端S悬空或通过电容接地，则若控制端5外加控制电压上一页下一页返回第一节555定时器2.比较器比较器是由两个结构相同的集成运放A1,A2构成。A1用来比较参考电压UR1，和高电平触发端电压UTH，当UTH>UR1时，集成运放A1，输出UTH=0;当UTH<UR1时，集成运放A1，输出UR1=A2用来比较参考电压UR2和低电平触发端电压UMT

，当UMT>UR2时，集成运放A2输出UR2=1;当UMT<UR2时，集成运放A2输出UR2=03.基本RS触发器当RS=O1时，Q=0,Q=1;当RS=10时，Q=1，Q=Oo4.开关及输出放电开关由一个晶体三极管组成，其基极受基本RS触发器输出端Q控制。当Q=1时，三极管导通，放电端D通过导通的三极管为外电路提供放电的通路;当Q=0时，三极管截止，放电通路被截断。上一页下一页返回第一节555定时器与双极型定时器相比，单极型定时器多了输出缓冲级，一般它由射极输出器或源极输出器构成，主要作用是提高驱动负载的能力和隔离负载对定时器的影响。三、555定时器的功能以单时基双极型国产SG555定时器为例，其功能如表12一1所示。四、555定时器的主要参数双极型定时器与单极型定时器相比，虽然两者在内部组成结构上存在较大差别，但是其外部引脚和外部功能完全相同，可以互换使用，但需注意其技术参数的异同。SG555(单时基双极型定时器)和CC7555单时基CMOS型定时器)的主要参数区别如下:(1)二者的工作电源电压范围不同。前者的为4.5一16V，后者为3一18V.上一页下一页返回第一节555定时器(2)双极型定时器输入输出电流较大，驱动能力强，可直接驱动负载，适宜于有稳定电源的场合使用。(3)单极型定时器输入阻抗高，工作电流小，功耗低且精度高，多用于需要节省功耗的领域。上一页返回第二节555定时器的应用一、由555定时器构成的施密特触发器施密特触发器是一种脉冲信号变换电路，用来实现整形和鉴波。它可以将符合特定条件的输入信号变为对应的矩形波，这个特定条件是:输入信号的最大幅度Umax要大于施密特触发器中555定时器的参考电压UR1。当定时器控制端s悬空或通过电容接地时UR1=2/3UDD当定时器控制端S外接控制电压US时，则UR1=US1.电路结构由555定时器构成的施密特触发器如图12一3所示，定时器外接直流电源和地;高电平触发端TH和低电平触发端TR直接连接，作为信号输入端;外部复位端R接直流电源UDD(即R接高电平)，控制端S通过滤波电容接地下一页返回第二节555定时器的应用2.工作原理设输入信号u1为最常见的正弦波，正弦波幅度大于555定时器的参考电压叽i-哥UDD(控制端“通过滤波电容接地)，电路输入/输出波形女口图‘2-4所示。输入信号u1从零时刻起，信号幅度开始从零逐渐增加并呈正弦形变化。图12-5所示为S端悬空或通过电容接地的施密特触发器电压传输特性，同时也反映了回差电压的存在，而这种现象称为电路传输滞后特性。回差电压越大，施密特触发器的抗干扰性越强，但施密特触发器的灵敏度也会相应降低。上一页下一页返回第二节555定时器的应用3.典型应用(1)波形变换。将任何符合特定条件的输入信号变为对应的矩形波输出信号。(2)幅度鉴别。因为施密特触发器存在复位电平Utb，只有输入信号的幅度大于555定时器的参考电压UR1时，输出端才一定会出现0UT为“0”的状态，可以由输出状态是否出现0UT为“0”的状态判断输入信号是否超过一定值，如图12一6所示。(3)脉冲整形。脉冲信号在传输过程中，如果受到干扰，其波形会产生变形，这时可利用施密特触发器进行整形，将变形的矩形波变为规则的矩形波，如图12-7所示。上一页下一页返回第二节555定时器的应用

二、由555定时器构成的单稳态触发器单稳态触发器也有两个状态:一个是稳定状态，另一个是暂稳状态。当无触发脉冲输入时，单稳态触发器处于稳定状态;当有触发脉冲时，单稳态触发器将从稳定状态变为暂稳定状态，暂稳状态在保持一定时间后，能够自动返回到稳定状态

1.电路结构单稳态触发器如图12一8(a)所示

2.工作原理当单稳态触发器无触发脉冲信号时，输入端U1=“1;，当直流电源UDD接通以后，电路经过一段过渡时间后，0UT端最后稳定输出“0“，放电端D通过导通的三极管接地，电容C两端电压为零。因高电平触发端TH和放电端D直接连接，所以高电平触发端TH接根据555定时器功能可知，此时电路保持原态“0”不变，这种状态即是单稳态触发器的稳定状态，如图12一8(b)所示。上一页下一页返回第二节555定时器的应用3.暂稳状态时间(输出脉冲宽度)暂稳状态持续的时间又称输出脉冲宽度，用tW表示。它由电路中电容两端的电压来决定，可以用三要素法求得tW二1.1RC当一个触发脉冲使单稳态触发器进入暂稳状态以后，，\\时间内的其他触发脉冲对触发器就不起作用;只有当触发器处于稳定状态时，输入的触发脉冲才起作用。三、由555定时器构成的多谐振荡器多谐振荡器的功能是产生一定频率和一定幅度的矩形波信号。其输出状态不断在“1"和“n”之间变换，所以它又称为无稳态电路1.电路结构上一页下一页返回第二节555定时器的应用如图12一9(a)所示，高电平触发端TH和低电平触发端TR直接相连接，无外部信号输入端，放电端D也接在两个电阻之间。2.工作原理如图12-9(b)所示，假定零时刻电容初始电压为零，零时刻接通电源后，因电容两端电压不能突变，贝。有OUT="1"，放电端D与地断路，直流电源通过电阻RR2向电容充电，电容电压开始上升。上一页下一页返回第二节555定时器的应用3.振荡周期振荡周期代表充电时间(电容两端电压从所需时间)，代表放电时间(电容两端电压从所需时间)，因而有对于矩形波，除了用幅度、周期来衡量以外，还存在一个占空比参数脉宽，指输出一个周期内高电平所占时间。故图12-9(a)所示电路输出矩形的占空比a为:上一页下一页返回第二节555定时器的应用4.改进电路图12-9(a)所示电路只能产生占空比大于0.5的矩形波，而图12一10所示电路可以产生占空比处于0和1之间的矩形波。这是因为它的充放电的路径不同，并且电路的充放电时间可以根据需要调整(调节电位器或滑动电阻器RP可改变RA和RB的值，从而改变充电时间和放电时间)。输出矩形波的占空比a为:上一页返回图12-156555管脚排列返回图12-4施索特触发器输入/输出波形返回图2-256555定时器内部电路返回表12-1单时基双极型国严