第一讲-555定时器及其应用

基本要求：掌握555定时器的结构及工作原理。掌握555定时器的应用。第7章脉冲波型的产生与整形一、矩形脉冲的基本特性1.矩形脉冲的二值性矩形脉冲二进制数字信号高、低电平1、02.矩形脉冲的特性参数TT—脉冲周期UmUm—脉冲幅度0.5UmtWtW—脉冲宽度0.1Um0.9Umtrtr—上升时间tftf—下降时间TtqWq—占空比7.1概述3.获得脉冲的方法：1）由脉冲产生电路直接产生矩形脉冲。由多谐振荡器来实现555定时器是构成多谐振荡器、施密特触发器和单稳态触发器的既经济又简单实用的器件。2）将已有波形（正弦波、锯齿波等）整形为矩形脉冲。由施密特触发器和单稳态触发器来实现CC32V7.2.1555定时器1.电路组成7.2555定时器及其应用+VCC5k5k5kTD83165724Q&&1&QRSC1C2分压器CC31V比较器RS触发器输出缓冲放电端7.2.1555定时器1.电路组成7.2555定时器及其应用+VCC5k5k5kTD83165724Q&&1&QRSC1C2分压器比较器RS触发器输出缓冲放电端UCOUTHUTRUOUDRD2.555定时器的外引脚控制电压端:通常接103的滤波电容,外加电压可调制输出波形阀值电压输入端触发电压输入端放电端电源端+5~18V复位输入端输出端公共端3.基本功能0UOL导通2VCC/3111UOLVCC/3导通2VCC/3VCC/3不变不变2VCC/3VCC/3UOH截止态132ccTHVU态032ccTHVU态131ccTRVU态031ccTRVU1,1出00,0出10,1不变+VCC5k5k5kTD83165724Q&&1&QRSC1C2RDUTHUoTD的状态UTRRD0111UTHUTRUO10目前生产的555定时器有双极型和单极型两种类型：双极型：电源:4.516V，具有较强的驱动能力，驱动电流可达200mA，工作频率高，但功耗较大，以NE555为典型代表；其型号为555（单）和556（双）单极型：电源:318V，具有较低功耗，输入阻抗高的优点，但驱动能力较低，一般在4mA以下，以ICM7555为典型代表；其型号为7555（单）和7556（双）7.2.2用555定时器组成单稳态触发器①电路有一个稳态和一个暂稳态。②没有触发信号时，电路始终处于稳态，在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态。③暂稳态是一个不能长久保持的状态，由于电路中RC延时环节的作用，经过一段时间后，电路会自动返回到稳态。暂稳态持续的时间取决于电路中RC的参数。1.单稳态触发器的特点单稳态触发器可以在外部触发信号作用下，输出一个一定宽度、一定幅值的脉冲波形。它具有以下特点：2.电路组成及工作原理稳态无输入信号触发时，定时电容C已放电完毕，电路处于稳态，输出UO=UOL触发翻转输入信号Ui负跳沿触发后，TD截止，电路翻转进入暂稳态，定时开始暂稳态定时电容C充电，两端电压上升，充电路径为VCC→R→C→地，充电时间常数t充＝RC，电路暂稳态期内，输出UO=UOH自动返回当电容C上电压上升到VT＋时,TD饱和，充电停止，定时结束，暂稳态结束恢复阶段电容C经TD放电，放电时间常数t放＝rCESC，放电至0V后电路又处于稳态3.输出脉冲宽度tw的计算根据RC电路过渡过程的分析，可得到tcccceuuutu)]()0([)()(由波形图可知：uc(∞)=Vccuc(0+)=0uc(tw)=2Vcc/3所以RCVVVRCuuuutCCCCCCtW1.1320lnln)()()0()(充例：由555定时器组成的单稳态触发器：(1)试求当R=33kΩ，C=2200pF时输出的脉宽为多大?(2)若要达到tw=30s，R和C各取多大？解：sRCtw12310220010331.11.1ss86.791086.796先取C=150μF，再配置RkCtRw182101501.1301.164.单稳态触发器的应用脉冲定时选通vO1ttvf00tWvO0tvI多谐振荡器可以产生连续的、周期性的脉冲波形。它是一种自激振荡电路。多谐振荡器有两个暂稳态，没有稳态，工作过程中在两个暂稳态之间按照一定的周期周而复始地依次翻转，从而产生连续的、周期性的脉冲波形。7.2.3555定时器构成的多谐振荡器1.多谐振荡器的特点多谐振荡器电路又称为无稳态电路。7.2.3555定时器构成的多谐振荡器2.电路组成和工作原理+VCC5k5k5kTD83165724Q&&1&QRSC1C2UOuCR1R2CCC32VCC31VuCtUOHUOtUOL62784153555R1C+R20.01μF+VCC3.振荡频率的估算和占空比可调电路62784153555R1C+R20.01μF+VCC1）C充电时间tw1uC（0+）=VCC/3,uC（）=VCC)()()0()(ln1W1W1tuuuutCCCC2lnln1CC32CCCC31CC1VVVVCRRt）（21W17.0充电时间常数1=（R1+R2）C2）C放电时间tw22ln2W2t可求得:CRt2W27.0放电时间常数2=R2C（一）振荡频率的估算3）振荡频率fuCCC32VCC31VtUOHuOtUOLtw1tw2Ttw1=0.7(R1+R2)Ctw2=0.7R2CT=0.7（R1+2R2）C振荡周期：振荡频率：CRRCRRTf）（）（2121243.127.011占空比：CRRCRRTtq）（）（2121W127.07.0002121502RRRR（二）占空比可调电路62784153555R1C+R2C2+VCCD1D2uOtw1=0.7R1Ctw2=0.7R2CCRRCRTtq）211W17.07.0(7.0211RRR模拟声响电路10F26784153NE555ICICR1C1B21++26784153NE55510k100k10k150k10k8R2R3R4R5C2C3C4+5V0.01F0.01F100FuO1uO2uo1uo27.2.4用555定时器组成施密特触发器1.施密特触发器电压传输特性曲线特点：输入信号由小到大达到或超过正向阈值电压UT+UOHUOL输入信号由大到小达到或小于负向阈值电压UT-UOHUOL反相输出的传输特性曲线逻辑符号图7.2.4用555定时器组成施密特触发器1.施密特触发器电压传输特性曲线特点：输入信号由小到大达到或超过正向阈值电压UT+输入信号由大到小达到或小于负向阈值电压UT-同相输出的传输特性曲线逻辑符号图UOHUOLUOHUOL回差电压TTHUUU2.电路组成及工作原理CCTTHVUUU313.施密特触发器的应用波形的整形与变换电路信号鉴幅