555定時(shí)器的典型應(yīng)用電路

1、555定時(shí)器得典型應(yīng)用電路單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器如圖2221所示,該電路得觸發(fā)信號(hào)在2腳輸入，R與C就是外接定時(shí)電路。單穩(wěn)態(tài)電路得工作波形如圖2222所示。在未加入觸發(fā)信號(hào)時(shí)，因ui=H，所以u(píng)°=L。當(dāng)加入觸發(fā)信號(hào)時(shí)，ui=L,所以u(píng)o=H,7腳內(nèi)部得放電管關(guān)斷，電源經(jīng)電阻R向電容C充電,uc按指數(shù)規(guī)律上升。當(dāng)uc上升到2Vcc/3時(shí),相當(dāng)輸入就是高電平,555定時(shí)器得輸出uo=L。同時(shí)7腳內(nèi)部得放電管飽與導(dǎo)通就是時(shí)，電阻很小，電容C經(jīng)放電管迅速放電。從加入觸發(fā)信號(hào)開始,到電容上得電壓充到2Vcc/3為止，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器完成了一個(gè)工作周期。輸出脈沖高電平得寬度稱為暫

2、穩(wěn)態(tài)時(shí)間，用tw表示。圖2221單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路圖圖2222單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器得波形圖暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間得求?。簳悍€(wěn)態(tài)時(shí)間得求取可以通過過渡過程公式，根據(jù)圖2222可以用電容器c上得電壓曲線確定三要素，初始值為uc(0)=0V,無窮大值uc(8)=Vcc,tRc,設(shè)暫穩(wěn)態(tài)得時(shí)間為tw,當(dāng)t=tw時(shí),uc(tw)=2Vcc/3時(shí)。代入過渡過程公式1p205幾點(diǎn)需要注意得I可題：這里有三點(diǎn)需要注意，一就是觸發(fā)輸入信號(hào)得邏輯電平，在無觸發(fā)時(shí)就是高電平，必須大于2Vcc/3，低電平必須小于Vcc/3，否則觸發(fā)無效。二就是觸發(fā)信號(hào)得低電平寬度要窄，其低電平得寬度應(yīng)小于單穩(wěn)暫穩(wěn)得時(shí)間。否則當(dāng)暫穩(wěn)時(shí)間結(jié)束時(shí)，觸發(fā)信號(hào)依然

3、存在，輸出與輸入反相。此時(shí)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器成為一個(gè)反相器。R得取值不能太小，若R太小，當(dāng)放電管導(dǎo)通時(shí)，灌入放電管得電流太大，會(huì)損壞放電管。圖2223就是555定時(shí)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器得示波器波形圖，從圖中可以瞧出觸發(fā)脈沖得低電平與高電平得位置，波形圖右側(cè)得一個(gè)小箭頭為0電位。圖2223555定時(shí)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器得示波器波形圖動(dòng)畫45多諧振蕩器555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器得電路如圖2224所示，其工作波形如圖2225所示。與單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器比較，它就是利用電容器得充放電來代替外加觸發(fā)信號(hào)，所以，電容器上得電壓信號(hào)應(yīng)該在兩個(gè)閾值之間按指數(shù)規(guī)律轉(zhuǎn)換。充電回路就是Ra、Rb與C,此時(shí)相當(dāng)輸入就是低電平，輸出就是高電平；

4、當(dāng)電容器充電達(dá)到2Vcc/3時(shí),即輸入達(dá)到高電平時(shí)，電路得狀態(tài)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，輸出為低電平，電容器開始放電。當(dāng)電容器放電達(dá)到2Vcc/3時(shí)，電路得狀態(tài)又開始翻轉(zhuǎn)。如此不斷循環(huán)。電容器之所以能夠放電，就是由于有放電端7腳得作用，因7腳得狀態(tài)與輸出端一致，7腳為低電平電容器即放電。圖2224多諧振蕩器電路圖圖2225多諧振蕩器得波形震蕩周期得確定：根據(jù)uc(t)得波形圖可以確定振蕩周期，T=T1+T2先求T1，T1對(duì)應(yīng)充電，時(shí)間常數(shù)t1=(Ra+Rb)C，初始值為uc(0)=Vcc/3，無窮大值uc(8)=/cc，當(dāng)t=Ti時(shí)，uc(Ti)=2Vcc/3，代入過渡過程公式，可得Ti=ln2(Ra+Rb)

5、S0、7(Ra+Rb)C求T2，T2對(duì)應(yīng)放電，時(shí)間常數(shù)t2=RbC，初始值為uc(0)=2Vcc/3，無窮大值uc(°°)=0V，當(dāng)t=T2時(shí)，uc(T2)=Vcc/3,代入過渡過程公式，可得T2=ln2RB30、7RbC振蕩周期T=Ti+T2=知、693(Ra+2Rb)C振蕩頻率占空比圖2226就是555定時(shí)器多諧振蕩器得示波器波形圖，多諧振蕩器得供電電壓為5V。圖中上面得波形就是輸出波形，幅度382、5mV，示波器探頭有10倍衰減，實(shí)際幅度就是3、8V;下面得一個(gè)就是定時(shí)電容器上得波形，圖中顯示充放電波形得峰峰值就是1、625V，波谷距零線得距離大約也就是1、61、7V

6、，正好就是555定時(shí)器得二個(gè)閾值得數(shù)值。圖2226555定時(shí)器多諧振蕩器得示波器波形圖動(dòng)畫46占空比可調(diào)得多諧振蕩器：對(duì)于圖2224所示得多諧振蕩器，因Ti>T2,它得占空比大于50%，要想使占空比可調(diào)，應(yīng)如何辦？當(dāng)然應(yīng)該從能調(diào)節(jié)充、放電通路上想辦法。圖2227就是一種占空比可調(diào)得電路方案，該電路因加入了二極管，使電容器得充電與放電回路不同，可以調(diào)節(jié)電位器使充、放電時(shí)間常數(shù)相同。如果調(diào)節(jié)電位器使Ra=Rb，可以獲得50%得占空比。讀者不難瞧懂該電路得充、放電通路以及充、放電時(shí)間常數(shù)得大小。圖2227占空比可調(diào)得多諧振蕩器密特觸發(fā)器555定時(shí)器構(gòu)成施密特觸發(fā)器得電路圖如圖2228所示，波形

7、圖如圖2229所示。施密特觸發(fā)器得工作原理與多諧振蕩器基本一致，無原則不同。只不過多諧振蕩器就是靠電容器得充放電去控制電路狀態(tài)得翻轉(zhuǎn)，而施密特觸發(fā)器就是靠外加電壓信號(hào)去控制電路狀態(tài)得翻轉(zhuǎn)。所以，在施密特觸發(fā)器中，外加信號(hào)得高電平必須大于2Vcc/3，低電平必須小于Vcc/3，否則電路不能翻轉(zhuǎn)。圖2228施密特觸發(fā)器電路圖圖2229施密特觸發(fā)器得波形圖由于施密特觸發(fā)器采用外加信號(hào)，所以放電端7腳就空閑了出來。利用7腳加上上拉電阻，就可以獲得一個(gè)與輸出端3腳一樣得輸出波形。如果上拉電阻接得電源電壓不同，7腳輸出得高電平與3腳輸出得高電平在數(shù)值上會(huì)有所不同。施密特觸發(fā)器得主要用于對(duì)輸入波形得整形。圖

8、22210表示得就是將三角波整形為方波，其它形狀得輸入波形也可以整形為方波。圖3、42就是施密特觸發(fā)器得示波器波形圖，從圖中可以瞧出對(duì)應(yīng)輸出波形翻轉(zhuǎn)得555定時(shí)器得二個(gè)閾值，一個(gè)就是對(duì)應(yīng)輸出下降沿得3、375V，另一個(gè)就是對(duì)應(yīng)輸出上升沿得1、688V，施密特觸發(fā)器得回差電壓就是3、3751、688=1、688V。從圖示波形可以瞧出，與理論值一致（電源電壓5V）。在放電端7腳加一個(gè)上拉電阻，接10V電源，可以獲得一個(gè)高、低電平與3腳輸出不同，但波形得高、低電平寬度完全一樣得第二個(gè)輸出波形，這個(gè)波形可以用于不同邏輯電平得轉(zhuǎn)換。當(dāng)輸入信號(hào)得幅度太小時(shí)，施密特觸發(fā)器將不能工作。圖22210施密特觸發(fā)器

9、得示波器波形圖壓控振蕩器一般得振蕩器改變振蕩頻率，就是通過改變諧振回路或選頻網(wǎng)絡(luò)得參數(shù)實(shí)現(xiàn)得。壓控振蕩器就是通過改變一個(gè)控制電壓來實(shí)現(xiàn)對(duì)振蕩器頻率得改變，因此壓控振蕩器特別適合用于控制電路之中。利用555定時(shí)器得5腳，可以方便實(shí)現(xiàn)這一功能。由于555定時(shí)器就是一種低價(jià)格通用型得電路，其壓控非線性較大，性能較差，只能滿足一般技術(shù)水平得需要。如果需要高得性能指標(biāo)，可采用專用得壓控振蕩器芯片，如AD650等。AD650將在第10章中介紹。555定時(shí)器構(gòu)成得壓控振蕩器如圖22211所示，波形圖如圖22212所示。555定時(shí)器做壓控振蕩器，其工作原理與多諧振蕩器無本質(zhì)不同。在壓控振蕩器中，實(shí)質(zhì)上就是通過

10、5腳加入一個(gè)控制電壓U5，U5得加入使555定時(shí)器得閾值隨之改變（參閱圖22212），從而可以改變多諧振蕩器得振蕩頻率。為了使U5得控制作用明顯，U5應(yīng)就是一個(gè)低阻得信號(hào)源。因?yàn)?55定時(shí)器內(nèi)部得閾值就是由三個(gè)5kW得電阻分壓取得，U5得內(nèi)阻大或串入較大得電阻，壓控作用均不明顯。圖22211壓控振蕩器電路圖圖22212壓控振蕩器得波形圖555時(shí)基電路構(gòu)成得脈寬調(diào)制電路作者：來源：1730次dldzmrr由555時(shí)基電路構(gòu)成的脈寬調(diào)制電路KI示出簡(jiǎn)單的脈寬調(diào)制電路及其波形。時(shí)鐘輸入"c由555的引腳2加入，調(diào)制翰人電壓心由引擲5輸入、因此，輸出電床。脈沖的寬度即與調(diào)制信號(hào)成正比,改變R

11、®的數(shù)值，砰以改變輸出電壓的波形。T=OhStus/m555時(shí)基電路構(gòu)成得脈沖位置調(diào)制電路作者：來源：1470次由&中e由555時(shí)基電路構(gòu)成的脈沖位置調(diào)制電路圖示出簡(jiǎn)單的脈沖位置調(diào)制電路及其波形"墉出電壓般位置受調(diào)制瀚入信號(hào)的控制”由555構(gòu)成非穩(wěn)態(tài)日由振湖電路.門極電壓和時(shí)間延退受"e控制而改變,因此輸出脈神的位置也受調(diào)制信號(hào)的控制而隨之改變，<*0.1皿8、5555定時(shí)器555定時(shí)器就是一種多用途得數(shù)字一一模擬混合集成電路，可以方便得構(gòu)成施密特觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器與多諧振蕩器。雙極型產(chǎn)品型號(hào)最后數(shù)碼為555,CMO理產(chǎn)品型號(hào)最后數(shù)碼為7555。一

12、、555定時(shí)器得電路結(jié)構(gòu)與功能555定時(shí)器有兩個(gè)比較器C1與C2各有一個(gè)輸入端連接到三個(gè)電阻R組成得分壓器上，比較器得輸出接到RS觸發(fā)器上。此外還有輸出級(jí)與放電管，輸出級(jí)得驅(qū)動(dòng)電流可達(dá)200mA電路圖如圖8、5、1。(r.>isc>rill圖8、5、1555定時(shí)器比較器C1與C2得參考電壓分別為UR1與UR2,根據(jù)C1與C2得另一個(gè)輸入端一一觸發(fā)輸入與閾值輸入，可判斷出RS觸發(fā)器得輸出狀態(tài)。當(dāng)復(fù)位端為低電平時(shí)，RS觸發(fā)器被強(qiáng)制復(fù)位。若無需復(fù)位操作，復(fù)位端應(yīng)接高電平。由于三個(gè)電阻等值，所以當(dāng)沒有控制電壓輸入時(shí)，當(dāng)控制電壓外接時(shí)，如外接，則為防止干擾，控制電壓端懸空時(shí)，應(yīng)接一濾波電容到

13、地。555定時(shí)器得邏輯功能如圖8、5、1。*1ft*4V4°表6.5.I5玷定時(shí)器的為能表輸入輸出VnvonT口狀態(tài)0XX低導(dǎo)通1>2Vcc/3>Vcc/3低二導(dǎo)通1<2Vcc/3>Vcc/3不變不變1<2Vcc/3<Vcc/3程at1>2VCCJ3<Vcc/3高截止二、555定時(shí)器得應(yīng)用1.用555定時(shí)器接成施密特觸發(fā)器圖6、5、2用555定時(shí)器接成得施密特觸發(fā)器01mF為濾波電容，提高VR1與VR2得穩(wěn)定性。C1與C2得參考電壓不同，因而基本RS觸發(fā)器得置0信號(hào)與置1信號(hào)必然發(fā)生在輸入信號(hào)VI得不同電平。回差電壓VT=VTiVT=V

14、CC/34£276i5T"«電路江掾b出波建雀64.25崩電路構(gòu)成施密恃觸發(fā)器2.用555定時(shí)器接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器如圖8、5、3,a為電路連接,b為各點(diǎn)波形。圖6、5、3中R2、C2為單穩(wěn)態(tài)定時(shí)電路；R1、C1為輸入微分電路；C3為濾波電容，典型值為0、01F。無觸發(fā)時(shí),u2>UA,VCC通過R2對(duì)C2充電，當(dāng)u6>UB,u0為低電平,C2通過放電管T放電,u0不變，電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。觸發(fā)后,u2vUA,u0變?yōu)楦唠娖?，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)；由于放電管截止,C2又被充電，當(dāng)u6>UB,u0翻回到低電平，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束。u0得輸出脈寬為in正負(fù)脈沖觸發(fā)，輸出脈沖得

15、寬度等于暫穩(wěn)態(tài)得持續(xù)時(shí)間。即tW等于電容電壓在充電過程中從0上升至2VCC/3所需時(shí)間：3.用555定時(shí)器接成多諧振蕩器1) 電路結(jié)構(gòu)圖8、5、6用555定時(shí)器構(gòu)成得多諧振蕩器(a)電路圖；(b)波形圖工作原理多諧振蕩器只有兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。假設(shè)當(dāng)電源接通后，電路處于某一暫穩(wěn)態(tài)，電容C上電壓UC略低于,Uo輸出高電平,V1截止，電源UCCB過R1、R2給電容C充電。隨著充電得進(jìn)行UC逐漸增高，但只要，輸出電壓Uo就一直保持高電平不變，這就就是第一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。當(dāng)電容C上得電壓UC略微超過時(shí)(即U6與U2均大于等于時(shí)),RS觸發(fā)器置0,使輸出電壓Uo從原來得高電平翻轉(zhuǎn)到低電平，即Uo=0,V1導(dǎo)通飽與，此時(shí)電容C通過R2與V1放電。隨著電容C放電,UC下降，但只要，Uo就一直保持低電平不變，這就就是第二個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。當(dāng)UC下降到略微低于時(shí),RS觸發(fā)器置1,電路輸出又變?yōu)閁o=1,V1截止，電容C再次充電，又重復(fù)上述過程，