第16章555定时器

16.1555定时器16.2555电路典型应用16.3石英晶体多谐振荡器本章小结16.1555定时器1.555电路分析555电路的管脚排列、内部电路分别如图16.1(a)和(b)所示。87654321地OUTTRDIS＋VCCTHCO555Rd图16.1(a)555电路管脚排列图⑧⑥⑤④③②①⑦5kTHCO－＋A15kTR5kDIS－＋A2&Q&G2QOUT100G1∞∞＋＋C1G1C2G2RSRd(外部复位端)(阈值输入)(控制端)(触发输入)(放电端)UR1UR2+VCCRGNDuO图16.1(b)555电路内部电路(1)内部组成它是由电阻分压器、电压比较器、基本触发器和放电管等部分组成。①电阻分压器由3个5K的电阻串联而成；②比较器由C1和C2组成；③基本RS触发器由G1、G2两个与非门组成；④三极管VT为放电开关。(2)集成电路主要管脚管脚6：阈值输入端，用TH表示。管脚2：触发输入端，用表示。管脚5：电压控制端，用CO表示。其作用是设定C1负端及C2正端参考电压。在较多使用场合该端口经一个消除干扰的电容接地。管脚7：放电端口，提供外接电容的放电通路，同时作为三极管集电极开路输出。TR2.555电路逻辑功能表555定时电路逻辑功能如表16.1所示。TRRCCV32CCV31CCV32CCV31CCV32CCV31阈值电压TH触发输入复位放电管VT输出OUT××0导通01导通01原状态原状态1截止1表16.1555定时器逻辑功能表思考题555电路由几部分组成？双定时器的型号是什么？返回16.2555电路典型应用16.2.1施密特触发器施密特触发器是一种双稳态触发器，电路具有两个稳态。当电路满足一定触发条件时，电路由一种稳态进入另一种稳态。此时，触发信号必须保持一定的数值，才能够稳定在这一状态。否则，当触发信号低于一定数值时，电路状态将翻转回原来的状态。该触发器的特点是使电路两次发生翻转时的触发电平不同。1.电路组成将阈值输入端TH和触发输入端连在一起作为触发信号uI的输入端时，便组成了施密特触发器，如图16.2（a）所示。TR图16.2(a)电路图OUTCTHTRuI8436215uOVCC2.工作原理施密特触发器的工作波形如图16.2（b）所示。图16.2(b)工作波形UOHotto3132uOuIUOLVCCVCC由图可知：该电路的上门限触发电平UTH1的值为：CCTHVU321下门限电平UTH2的值为：CCTHVU312由此可求得电路的回差电压△UTH为:△UTH=UTH1–UTH2=CCV31施密特触发器的电压传输特性曲线如图16.3(a)所示。图16.3(a)施密特触发器电压传输特性若在电压控制端CO加上可调电压uCO，如图16.3(b)所示，调节uCO,可以改变比较器C1，C2参考电压，进而调节回差电压的大小。这时UTH1=uCO，UTH2=1/2uCO，∆UTH=1/2uCO。uCO值越大，则∆UTH也越大。调回差电压的电路如图16.3(b)所示。图16.3(b)调回差电压的电路图16.4所示为带施密特触发器的四2输入与非门74LS132，电路仍然完成与非逻辑功能。ABY（a）逻辑框图（b）外引线排列图图16.4四2输入与非门74LS1323.施密特触发器的应用（1）波形变换如图16.5所示。图16.5施密特触发器的波形变换作用（2）波形整形如图16.6所示。图16.6施密特触发器的整形作用（3）信号鉴幅如图16.7所示。图16.7施密特触发器的鉴幅作用16.2.2单稳态触发器1.电路组成555定时器构成的微分型单稳态触发器如图16.8所示。图16.8555构成单稳态触发器2.工作原理接通电源，VCC对C充电，使uC上升，当uC时，电路进入稳态。若在电路触发输入端加入一个负向触发脉冲后，电路进入暂稳态。VCC通过R对C充电，uC上升，当uC时，恢复稳态。电路输入端的R1和C1构成输入微分环节，以保证外加触发脉冲信号的宽度小于电路输出脉冲的宽度。该电路输出脉宽为：CCV32TRCCV32Wt=RCln3≈1.1RC3.单稳态触发（1）脉冲信号整形器的应用如图16.9所示。图16.9单稳态触发器做整形电路（2）脉冲信号延时将两级单稳电路首尾相连，被延时信号作为第一级电路的触发信号，第一级的输出信号作为第二级电路的触发信号。这样，uO1输出矩形波下降沿比输入触发脉冲uI下降沿滞后了tW时间，再利用uO1的下降沿去触发第二级电路，就比直接利用uI触发延迟了tW时间。如图16.10所示。图16.10单稳态电路的延时作用（3）单稳态电路的定时作用电路如图16.11所示。图16.11单稳态电路的定时作用16.2.3多谐振荡器1.电路组成555定时器构成的多谐振荡器如图16.12所示。图16.12555构成多谐振荡器2.工作原理接通电源，电容C两端电压较低，VT截止，电路输出高电平，处于第一暂稳态。随着VCC对C充电的进行，当时，触发器置0，VT导通，输出变为低电平，电路进入第二暂稳态。此时，C开始放电，下降，当时，触发器又被置1，VT截止，电路输出翻转为高电平，回到第一暂稳态。VCC又开始对C充电，重复以上过程。CuCCV32CuCuCCV31C放电所需要的时间tw1=0.7R2CC充电所需要的时间tw2=0.7（R1+R2）C输出信号振荡周期T=tw1+tw2思考题施密特触发器和单稳态触发器的主要用途有哪些？何为施密特触发器的回差特性？单稳态触发器中暂稳态持续的时间由谁决定？返回16.3石英晶体多谐振荡器图16.13石英晶体多谐振荡器电路如图16.13所示。由图16.13可以看出，当石英晶体发生串联谐振时，晶体的等效阻抗最小，该电路形成一个正反馈。电路的振荡频率只取决于晶体的固有振荡频率f0，与R和C的大小无关，即振荡器的输出频率f=f0。思考题石英晶体多谐振荡器的输出波形是么？返回本章小结1.555定时器是一种应用广泛的模拟—数字混合集成电路。它可以用来组成各种脉冲信号的产生和变换电路。矩形脉冲信号是应用最广泛的一种脉冲信号，本章主要介绍矩形脉冲信号的产生和变换电路。它分为两大类：一类是以单稳态触发器和施密特触发器为代表的脉冲信号变换电路；一类是以多谐振荡器为代表的脉冲信号产生电路。2.施密特触发器是一种双稳态触发电路。电路特点是上限触发电平UTH1不等于下限触发电平UTH2，具有滞回特性。3.单稳态触发器具有一个稳态和一个暂稳态，暂稳态持续的时间由电路定时元件RC决定，与外加触发脉冲信号无关。4.多谐振荡器具有两个暂稳态，接通电源，能够自动输出矩形脉冲。多谐振荡器可以由555电路实现，也可以由石英晶体来实现。返回本章完