57555定时器及其应用

555定时器及其应用一、555定时器的组成及逻辑功能二、555定时器的典型应用555定时器是一种中规模模、数混合集成电路，主要用于定时、检测，控制、报警等方面。其结构简单，使用方便灵活，只要外部配接少数几个阻容元件便可构成单稳态触发器、多谐振荡器、施密特触发器及其它各种实用电路。所以在脉冲波形的产生与变换、仪器仪表、测量与控制等领域有着广泛的应用。正因如此，自70年代初第一片定时器问世后，国际上各主要电子器件公司也都相继生产了各种555定时器。555定时器的产品有双极型和CMOS型，无论哪种类型均有单定时器或双定时器电路（即一个芯片内有两个独立的555电路），但功能与引脚排列完全相同。双极型产品CMOS产品单555型号的最后几位数码5557555双555型号的最后几位数码5567556优点驱动能力较大低功耗、高输入阻抗电源电压工作范围5~18V3~18V负载电流可达200mA可达4mA一、555定时器的组成及逻辑功能555定时器由电阻分压器、电压比较器、基本RS触发器、放电管和缓冲器几部分组成。＋－C1UR15k5k＋－C25kUR2&&&14G1RQQG2SG3G43V18UCCUCOU6(TH)5(TR)6217UoRD(a)12348765地U2UoRDUCC放电端U6UCO555(b)U2放电端图1555定时器（1）电阻分压器——由三个5KΩ电阻组成，故称555定时器。其作用是为电压比较器提供参考电压。（2）电压比较器——C1和C2的参考电压(电压比较的基准)UR1和UR2由电源UCC经三个5kΩ的电阻分压给出。控制电压输入端UCO悬空时，，R1CC2U=U3R2CC1U=U3若UCO外接固定电压，则即外加电压时，可改变触发电压，调制输出波形。121,2RCORCOUUUU（3）基本RS触发器——其置0和置1端为低电平有效触发。RD为低电平有效的异步置0端，只要在RD端加入低电平，则基本RS触发器就置0，正常工作时，必须使RD处于高电平。（4）放电管TT是集电极开路的三极管。相当于一个受控电子开关。输出为0时，T导通，输出为1时，T截止。（5）缓冲器缓冲器由G3和G4构成，用于提高电路的负载能力。定时器的主要功能取决于两个比较器输出对RS触发器和放电管V1状态的控制。当时，比较器C1输出为0，C2输出为1，基本RS触发器被置0，V1导通，Uo输出为低电平。当时，C1输出为1，C2输出为0，基本RS触发器被置1，V1截止，Uo输出高电平。当时，C1和C2输出均为1，则基本RS触发器的状态保持不变，因而V1和Uo输出状态也维持不变。622133CCCCUUUU,622133CCCCUUUU,622133CCCCUUUU,555定时器功能表RDU6（TH）U2（）U0V10111××＜ＵCC＜ＵCC＞ＵCC＞ＵCC＜ＵCC＞ＵCC0导通1截止0导通不变不变TR132313132323二、555定时器的典型应用1、多谐振荡器48762315C(a)UC13UCCUo0T123UCCtt(b)UCCR1R2555UCCT2Uo0.01μ0图2用555(a)电路图；(b)波形图基本功能：自动产生矩形脉冲信号。用途：作脉冲信号源和电子自动开关等。特点：多谐振荡器是只有两个暂稳态的无稳态电路。两个暂稳态之间的转换，是由电路内部电容的充、放电作用自动进行的，所以它不需要外加触发信号，只要接通电源就能自动产生矩形脉冲信号。1)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UC略低于，Uo输出高电平，V1截止，电源UCC通过R1、R2给电容C充电。随着充电的进行UC逐渐增高，但只要，输出电压Uo就一直保持高电平不变，这就是第一个暂稳态。23CCU1233CCCCCUUU当电容C上的电压UC略微超过时(即U6和U2均大于等于时)，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饱和导通，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，Uo当UC下降到略微低于时，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。23CCU23CCU2133CCCCCUUU13CCU2)振荡周期T多谐振荡器的振荡周期为两个暂稳态的持续时间之和，T=T1+T2。由图2(b)UC的波形及RC电路过渡过程三要素法公式求得电容C的充电时间T1和放电时间Ｔ2各为因而振荡周期12120.7(2)TTTRRC22222031120.7103CCCCUTRCnRCnRCU112121213()1()120.7()23CCCCCCCCUUTRRCnRRCnRRCUU3)占空比可调的多谐振荡器847623UCCR1R2555RWUo0.01μCV2V151图3占空比可调的多谐振荡器电容C的充电路径为UCC→R1→V1→C→地，因而T1=0.7R1C电容C的放电路径为C→V2→R2→放电管V1→地，因而T2=0.7R2C振荡周期为占空比为12120.7()TTTRRC1112TRDTRR4)多谐振荡器应用举例报警电路由555定时器和三极管构成的报警电路如图4所示。其中555构成多谐振荡器，振荡频率fo＝1．43／［（RI＋2R2）C］，其输出信号经三极管推动扬声器。PR为控制信号，当PR为高电平时，多谐振荡器工作，反之，电路停振。