555定時(shí)器內(nèi)部框圖及電路工作原理

1、555定時(shí)器內(nèi)部框圖及電路工作原理本文介紹555定時(shí)器內(nèi)部框圖及電路工作原理：555定時(shí)器內(nèi)部框圖555集成時(shí)基電路稱為集成定時(shí)器，是一種數(shù)字、模擬混合型的中規(guī)模集成 電路，其應(yīng)用十分廣泛。該電路使用靈活、方便，只需外接少量的阻容元件就可 以構(gòu)成單穩(wěn)、多諧和施密特觸發(fā)器，因而廣泛用于信號的產(chǎn)生、變換、控制與檢 測。它的內(nèi)部電壓標(biāo)準(zhǔn)使用了三個 5K的電阻，故取名555電路。其電路類型有 雙極型和CMO型兩大類，兩者的工作原理和結(jié)構(gòu)相似。幾乎所有的雙極型產(chǎn)品 型號最后的三位數(shù)碼都是555或556；所有的CMO產(chǎn)品型號最后四位數(shù)碼都是 7555或7556,兩者的邏輯功能和引腳排列完全相同，易于互換。

2、555和7555是單定時(shí)器，556和7556是雙定時(shí)器。雙極型的電壓是+5V+15V輸出的最大電 流可達(dá)200mA CMO型的電源電壓是+3V+18V圖8-1 555定時(shí)器內(nèi)部框圖555電路的工作原理555電路的內(nèi)部電路方框圖如圖8-1所示。它含有兩個電壓比較器，一個基 本RS觸發(fā)器，一個放電開關(guān)T,比較器的參考電壓由三只5KQ的電阻器構(gòu)成分 壓，它們分別使高電平比較器 A1同相比較端和低電平比較器 A2的反相輸入端的 參考電平為-''I1.'和I -二。A1和A2的輸出端控制RS觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)輸入信號輸入并超過-時(shí)，觸發(fā)器復(fù)位，555的輸出端3腳輸出

3、低電平，同時(shí)放電，開關(guān)管導(dǎo)通；當(dāng)輸入信號自 2腳輸入并低于1一丄時(shí)，觸發(fā) 器置位，555的3腳輸出高電平，同時(shí)放電，開關(guān)管截止。1是復(fù)位端，當(dāng)其為0時(shí)，555輸出低電平。平時(shí)該端開路或接 VCCVc是控制電壓端（5腳），平時(shí)輸出 2% 作為比較器A1的參考電平，當(dāng) 5腳外接一個輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實(shí)現(xiàn)對輸出的另一種 控制，在不接外加電壓時(shí)，通常接一個 O.Oluf的電容器到地，起濾波作用，以 消除外來的干擾，以確保參考電平的穩(wěn)定。T為放電管，當(dāng)T導(dǎo)通時(shí)，將給接于腳7的電容器提供低阻放電電路。555定時(shí)器的典型應(yīng)用（1）構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器Vi艮1100KQD5.1 KQCi2V

4、c-r148+5V555OUTVoO.Oluf47uf圖8-2 555構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器上圖8-2為由555定時(shí)器和外接定時(shí)元件 R C構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。D為鉗 位二極管，穩(wěn)態(tài)時(shí)555電路輸入端處于電源電平，內(nèi)部放電開關(guān)管T導(dǎo)通，輸出 端Vo輸出低電平，當(dāng)有一個外部負(fù)脈沖觸發(fā)信號加到 Vi端。并使2端電位瞬時(shí) 低于I二，低電平比較器動作，單穩(wěn)態(tài)電路即開始一個穩(wěn)態(tài)過程，電容C開始充電，Vc按指數(shù)規(guī)律增長。當(dāng)Vc充電到-'時(shí)，高電平比較器動作，比較器 A1翻轉(zhuǎn)，輸出Vo從高電平返回低電平，放電開關(guān)管 T重新導(dǎo)通，電容C上的電 荷很快經(jīng)放電開關(guān)管放電，暫態(tài)結(jié)束，恢復(fù)穩(wěn)定，為下個觸發(fā)脈沖的來到

5、作好準(zhǔn) 備。波形圖見圖8-3。圖8-3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形圖暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間Tw (即為延時(shí)時(shí)間)決定于外接元件 R、C的大小。Tw=1.1RC通過改變R、C的大小，可使延時(shí)時(shí)間在幾個微秒和幾十分鐘之間變化。當(dāng) 這種單穩(wěn)態(tài)電路作為計(jì)時(shí)器時(shí)，可直接驅(qū)動小型繼電器，并可采用復(fù)位端接地的 方法來終止暫態(tài)，重新計(jì)時(shí)。此外需用一個續(xù)流二極管與繼電器線圈并接，以防繼電器線圈反電勢損壞內(nèi)部功率管。(2)構(gòu)成多諧振蕩器如圖8-4，由555定時(shí)器和外接元件R、F2、C構(gòu)成多諧振蕩器，腳2與腳6 直接相連。電路沒有穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個暫穩(wěn)態(tài)，電路亦不需要外接觸發(fā)信號，利 用電源通過R、R向C充電，以及C通過R向放電端

6、亠放電，使電路產(chǎn)生振蕩。 電容C在-：亡和工之間充電和放電，從而在輸出端得到一系列的矩形波， 對應(yīng)的波形如圖8-5所示Ril 5 1KQ5.1KQ vc 6 U L1 8|+5V555 OUT2%1%0|GNDO.Oluf zh CCo5i o oiuf圖8-4 555構(gòu)成多諧振蕩器圖8-5多諧振蕩器的波形圖輸出信號的時(shí)間參數(shù)是：T=Sl=0.7 (R+R) C=0.7R2C其中，7為 VC 由 * - .7 上升到-'1.7所需的時(shí)間，-二為電容C放電所需的 時(shí)間。555電路要求R1與R2均應(yīng)不小于1KQ，但兩者之和應(yīng)不大于 3.3MQ。外部元件的穩(wěn)定性決定了多諧振蕩器的穩(wěn)定性，55

7、5定時(shí)器配以少量的元件 即可獲得較高精度的振蕩頻率和具有較強(qiáng)的功率輸出能力。 因此，這種形式的多 諧振蕩器應(yīng)用很廣。(3)組成占空比可調(diào)的多諧振蕩器電路如圖8-6，它比圖8-4電路增加了一個電位器和兩個引導(dǎo)二極管。D、D2用來決定電容充、放電電流流經(jīng)電阻的途徑(充電時(shí)D導(dǎo)通，D2截止；放電時(shí)D2導(dǎo)通，D截止)。RjIS.IKQ 2CK13X 24g二二 0 Olyf圖8-6 555構(gòu)成占空比可調(diào)的多諧振蕩器_ 如 訊07(應(yīng)】+備)亡占空比，1 二 -I匚:-可見，若取，電路即可輸出占空比為 50 %的方波信號。(4)組成施密特觸發(fā)器電路如圖8-7所示，只要將腳2和6連在一起作為信號輸入端，即得到施密 特觸發(fā)器。圖8-8畫出了二、Vi和Vo的波形圖。設(shè)被整形變換的電壓為正弦波 V,其正半波通過二極管D同時(shí)加到555定時(shí) 器的2腳和六腳，得到的Vi為半波整流波形。當(dāng)Vi上升到刀二、時(shí)，Vo從高 電平轉(zhuǎn)換為低電平；當(dāng)Vi下降到時(shí)，Vo又從低電平轉(zhuǎn)