555集成定時(shí)器的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)及工作原理

1、555集成定時(shí)器的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)及工作原理答：在數(shù)字系統(tǒng)中，為了使各部分在時(shí)間上協(xié)調(diào)動(dòng)作，需要有一個(gè)統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)。用來產(chǎn)生時(shí)間基準(zhǔn)信號(hào)的電路稱為時(shí)基電路。555集成定時(shí)器就是其中的一種。它是一種由模擬電路與數(shù)字電路組合而成的多功能的中規(guī)模集成組件，只要配少量的外部器件，便可很方便的組成觸發(fā)器、振蕩器等多種功能電路。因此其獲得迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。555集成定時(shí)器的工作原理如下：圖2-65a所示為其內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖。管腳排列如圖2-65b所示。整個(gè)電路包括分壓器，比較器，基本RS觸發(fā)器和放電開關(guān)四個(gè)部分。（1）分壓器由三個(gè)5kQ的電阻串聯(lián)組成分壓器，其上端接電源VCC（8端），下端接地（1端），為兩

2、個(gè)比較器A1、A2提供基準(zhǔn)電平。使比較器A1的“+”端接基準(zhǔn)電平2VCC/3（5端），比較器A2的“-”端接VCC/3。如果在控制端（5端）外加控制電壓可以改變兩個(gè)比較器的基準(zhǔn)電平。不用外加控制電壓時(shí)，可用0.01UF的電容使5端交流接地，以旁路高頻干擾。（2）比較器A1、A7是兩個(gè)比較器。其“+”端是同相輸人端，“-”端是反相輸入端。由于比較器的靈敏度很高，當(dāng)同相輸入端電平略大于反相端時(shí)，其輸出端為高電平；反之，當(dāng)同相輸入端電平略小于反相輸人端電平時(shí)，其輸出端為低電平。因此，當(dāng)高電平觸發(fā)端（6端）的觸發(fā)電平大于2VCC/3時(shí)，比較器A1的輸出為低電平；反之輸出為高電平。當(dāng)?shù)碗娖接|發(fā)端（2端）

3、的觸發(fā)電平略小于VCC/3時(shí)，比較器A2的輸出為低電平；反之，輸出為高電平?；綬S觸發(fā)器比較器A1和A2的輸出端就是基本RS觸發(fā)器的輸入端RD和SD。因此，基本RS觸發(fā)器的狀態(tài)（3端的狀態(tài)）受6端和2端的輸入電平控制。圖中的4端是低電平復(fù)位端。在4端施加低電平時(shí)，可以強(qiáng)制復(fù)位，使Q=0。平時(shí)，將4端接電源VCC的正極。（4）放電開關(guān)圖中晶體管VT構(gòu)成放電開關(guān)，使用時(shí)將其集電極接正電源，基極接基本RS觸發(fā)器的Q端。當(dāng)Q=0時(shí)，VT截止；當(dāng)Q=1時(shí)，VT飽合導(dǎo)通?？梢娋w管VT作為放電開關(guān)，其通斷狀態(tài)由觸發(fā)器的狀態(tài)決定。定時(shí)器定時(shí)器是一種多用途的數(shù)字一一模擬混合集成電路，可以方便的構(gòu)成施密特觸發(fā)

4、器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器。雙極型產(chǎn)品型號(hào)最后數(shù)碼為型產(chǎn)品型號(hào)最后數(shù)碼為5定5時(shí)器的電路結(jié)構(gòu)與功能定時(shí)器有兩個(gè)比較器和各有一個(gè)輸入端連接到三個(gè)電阻組成的分壓器上，比較器的輸出接到觸發(fā)器上。此外還有輸出級(jí)和放電管，輸出級(jí)的驅(qū)動(dòng)電流可達(dá)0電路圖如圖62(TH)(DISC)3#定時(shí)器比較器和的參考電壓分別為和，根據(jù)和2的另一個(gè)輸入端觸發(fā)輸入和閾值輸#觸發(fā)器被強(qiáng)制復(fù)位。若無需復(fù)位操作,定5時(shí)器的邏輯功能如圖入，可判斷出觸發(fā)器的輸出狀態(tài)。當(dāng)復(fù)位端為低電平時(shí),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)，Uc當(dāng)控制電壓外接時(shí)，如外接則Ua=-Uc2Ub=Uc為防止干擾，控制電壓端懸空時(shí)，

5、應(yīng)接一濾波電容到地。表&乩L5氐定時(shí)器的功龍表輸入輸出RdVnv0T口狀態(tài)0XX低導(dǎo)通1>2Vcc/3>Vcc/3低導(dǎo)通1<2Vcc/3>Vcc/3不變不變1<2Vcc/3<Vcc/3高截止1>2Vcc/3<Vcc/3載止二、55定5時(shí)器的應(yīng)用1用55定5時(shí)器接成施密特觸發(fā)器圖用定時(shí)器接成的施密特觸發(fā)器為濾波電容，提高V和V的穩(wěn)定性。與的參考電壓不同，因而基本觸發(fā)器的置信號(hào)和置信號(hào)必然發(fā)生在輸入信號(hào)V的不同電平?；夭铍妷篤T=VT+VT=VI7y亠o'a電踣蔭搔b輸入輸出波形削&5.25旺電跑構(gòu)成詭密持觸發(fā)器2用55定5時(shí)

6、器接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器如圖5為電路連接，為各點(diǎn)波形。圖中、為單穩(wěn)態(tài)定時(shí)電路；、為輸入微分電路；為濾波電容，典型值為M1無觸發(fā)時(shí)，V通過對(duì)充電，當(dāng)，為低電平，通過放電管T放電，不變，電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。觸發(fā)后，V,變?yōu)楦唠娖?，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)；由于放電管截止，又被充電，當(dāng)，翻回到低電平，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束。的輸出脈寬為負(fù)脈沖觸發(fā)，輸出脈沖的寬度等于暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間。即tW等于電容電壓在充電過程中從0上升至2VCD所需時(shí)間：Dq=-=RChi33用55定5時(shí)器接成多諧振蕩器1）電路結(jié)構(gòu)圖口805用D65定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器D2）工作原理口DD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

7、壓UD略低于3D,UO俞出高電平，VD截止，電源UC通過R1RD給電容C充電。隨著充電的進(jìn)行UD逐-U賓<Uc<-U漸增高，但只要33D，D輸出電壓U0就一直保持高電平不變，這就是第一個(gè)暫穩(wěn)T-皆-ryH態(tài)。當(dāng)電容C上的電壓UD略微超過H時(shí)（卩UP和U2勻大于等于H時(shí)），口R觸發(fā)器置口,使輸出電壓UD從原來的高電平翻轉(zhuǎn)到低電平，即UO=VD導(dǎo)通飽和，此時(shí)電容C通過RD和V放電。-U>uc>-u隨著電容C放電，UD下降，但只要D,DU就一直保持低電平不變，這就是第二個(gè)暫穩(wěn)態(tài)。當(dāng)UD下降到略微低于了D時(shí)，RD觸發(fā)器置D1電路輸出又變?yōu)閁0=1截止，電容C再次充電，又重復(fù)上述過程，電路輸出便得到周期性的矩形脈沖。其工作波形如圖圖D8.5.6口所示。D3振蕩周期T的計(jì)算Dcc9r十DDD多諧振蕩器的振蕩周期為兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間，T=T1。由圖圖D8.5.6D的波形求得電容C的充電時(shí)間TD和放電時(shí)間T2各為D因而，振蕩周期D胡+爲(wèi)=0衛(wèi)盡+迅）udTR.+2R.占空比DD則占空比q始終大與do%d例8.5試1DDBD定時(shí)器設(shè)計(jì)一個(gè)多諧振蕩器，要求