555定时器论文

1基于555定时开关电路设计论文班级姓名摘要：555是一种通用的集模拟与逻辑功能为一体的集成电路。接上一些简单的元器件，就可以构成单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器等多种触发器电路。而且驱动能力强，运用领域广阔，普遍应用于电子系统、电动玩具，家用电器等。可以直接驱动小型电动机、喇叭继电器等负载。应用简单灵活。本文用555集成块设计为定时器。关键词：555集成块；时基电路；单稳态触发器；定时器1.555定时器的构成与工作原理1.1电路组成图1.555时基电路原理图1.2555的工作原理555含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器C1同相比较端和低电平比较2器C2的反相输入端的参考电平为Vcc32和Vcc31。C1和C2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过Vcc32时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于Vcc31时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。DR是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接Vcc。Vco是控制电压端（5脚），平时输出Vcc32作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01F的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。2.555电路的应用2.1单稳态触发器2.1.1基于555单稳态触发器电路图与波形图3(a)(b)图2.555单稳态触发器电路原理及波形（a）工作原理图（b）工作波形2.1.2单稳态触发器原理在电路中有时需要一个稳态经触发翻转到另外一个状态，例如从原来的低电平翻转为高电平，但并不是长期维持这一状态，而是经过规定的时间后又自动翻转到原来的稳定状态，时基555能够构成这一电路，即为555单稳态触发器电路。图2（a）为555构成的单稳态触发器，其中RT和CT为外接定时元件。当无脉冲输入时，因触发端2脚为高电平，故3脚为低电平，555内部的放电管导通，电容CT两端电压趋于零。当负脉冲输入，2脚电位低于Vcc31时，输出端3脚发生翻转，变为高电平，且放电管截止。电源Vcc通过RT向CT充电。经过一段时间充电，当电容CT两端的电压uc大于Vcc32时，内部单稳态触发器发生翻转，使输出又恢复为低电平。此时555内部的放电晶体管导通，定时电容CT通过放电管放电，使其端电压趋于零，电路又恢复到初始状态。555单稳态电路的工作波形图如图2（b）。只有当触发脉冲2脚电位低于Vcc31时，电路才会被触发。一旦触发，输出端将在设定的时间内保持为高电平，暂稳态时间td等于电CT端的电压从0上升到Vcc32的时间，即：td=1.1RTCT由此可构成基于555定时单稳态触发器电路。2.2用555电路构成施密特触发器2.2.1施密特触发器原理施密特触发器是数字系统中常用的电路之一,它可以把变化缓慢的脉冲波形变换成为数字电路所需要的矩形脉冲。施密特电路的特点在于它也有两个稳定状态,但与一般触发器的区别在于这两个稳4定状态的转换需要外加触发信号,而且稳定状态的维持也要依赖于外加触发信号,因此它的触发方式是电平触发。施密特触发器电路图和波形图如图3所示，其回差电压为Vcc31。若在电压控制端5外接可调电压Vco（1.5～5V），可以改变回差电压TV,施密特触发器可方便的地把三角波转换成方波。当输入信号VccUi31时,基本RS触发器置1,即Q=0,Q=1，输出OU为高电平;若Ui增加,使得VccUiVcc3231时,电路维持原态不变,输出OU仍为高电平;如果输入信号增加到VccUi32时,RS触发器置0,即Q=0,Q=1,输出OU为低电平;Ui再增加,只要满足VccUi32,电路维持该状态不变。若Ui下降，只要满足VccUiVcc3231,电路状态仍然维持不变;只有当VccUi31时,触发器再次置1,电路又翻转回输出为高电平的状态,工作波形如图3所示。图3.施密特触发器电路图和波形图3.555定时器电路设计3.1电路原理图(c)uiuooUT＋UT－5图4.555定时器电路3.2元件清单表1元件清单表ICNE555时基电路Rp1MΩ小型碳膜电位器R1、R2、R31kΩ0.125W碳膜电阻器R43.3kΩ0.125W碳膜电阻器C10.1μF/63V涤纶或瓷介电容器C2100μF/16V铝电解电容器C30.01μF/63V涤纶或瓷介电容器VD1N4148二极管KJRX-13F/006小型电磁式继电器VT3DG12BNPN中功率三极管LED3mm发光二极管3.3工作原理该电路图图4利用555单稳态电路构成定时器，来完成定时功能，从而通过电磁开关控制灯泡的导通。该电路由R1、R2、C1和按钮开关S组成负脉冲电路，当电路处于稳6态时，触发输入2端为高电平，电容C1两端电位相等且为电源电压。每当按下按钮S，C1充电，且充电时间常数为1ms，2端电位升高，即产生一个负脉冲，使定时器触发并定时工作一次；当放开按钮S时，C1通过R1、R2放电，回到C1两端电位相等并且等于电源电压的状态。电路中R3、Rp、C2为定时元件，由于Rp的变化范围比较大，所以，该定时器的时间段可设定从1-111s连续调节。定时时间的调节可以通过改变电位器Rp的电阻值来实现。通过计算Rt的数值，CT设定为定值，然后调节Rp调节在该值附近。进一步提高定时器的精确度，可以通过定时元件RC的精度和稳定性，可以采用钽、铌等高质量的电容来提高电路的定时精确度。4.心得体会通过对555集成块的学习和设计，有一定的了解。555应用广泛。555能够构成触发器和定时器。而且做定时器灵敏度很高。在了解了555定时器和电路的设计。对我的帮助很大。在以后的电路设计，和深入的了解，给了我很大的帮助。积累经验。增强我的设计理念。参考文献：[1]廖先芸.电子技术实践与训练高等教育出版社2010.1[2]黄跃华.模拟电子技术北京理工大学出版社2009.8.[3]韦鸿.数字电子技术北京理工大学出版社2009.8