第16章555定时器

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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

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