第-12-章555集成定時(shí)器及應(yīng)用課件

1、12.4 555集成定時(shí)器及應(yīng)用主要要求： 理解555定時(shí)器的工作原理。掌握555定時(shí)器的三種基本應(yīng)用及其外圍電路構(gòu)成。12.4.1 555電路組成555集成定時(shí)器，是一種模擬和數(shù)字電路相結(jié)合的集成電路。應(yīng)用555電路可以構(gòu)成極簡(jiǎn)約的多諧振蕩器、施密特觸發(fā)器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，其工作電壓范圍寬，輸出具有一定的負(fù)載能力，因而應(yīng)用廣泛。以下是其結(jié)構(gòu)圖。555定時(shí)器分為：三個(gè)5K電阻分壓器A1A2組成的電壓比較器基本RS觸發(fā)器（1有效）放電管VT倒相緩沖輸出門(mén)G共五個(gè)部分，右圖為引腳圖。2/3 UCC1/3 UCC其5腳無(wú)效時(shí)，由于集成運(yùn)放的“虛斷”特性，A1輸入端以2/3 UCC為參考電壓，A2以1/

2、3 UCC為參考電壓。電壓比較器輸入端uI12/3UCC時(shí)，A1輸出（接入R端）為0，否則為1；uI21/3UCC時(shí)，A2輸出（接入S端）為1，否則為0。1有效的基本RS觸發(fā)器，當(dāng)R=S=0時(shí)Q保持原態(tài)，R=1、S=0時(shí)清零，R=0、S=1時(shí)置1，R=S=1時(shí)輸出狀態(tài)不定。G將觸發(fā)器的反相輸出倒相并加強(qiáng)輸出電流。放電管VT當(dāng)uO輸出為1時(shí)截止，為0時(shí)導(dǎo)通放電端7腳和接地端1腳。12.4.2 工作原理uI1uI2RSuoVT010導(dǎo)通10101截止1010導(dǎo)通00保持保持保持綜合555集成定時(shí)器內(nèi)部五個(gè)基本部分的功能可以得到以下的功能表，也就是555集成定時(shí)器的具體功能描述。當(dāng)5腳UREF端作用

3、時(shí)，上表中的參考電位應(yīng)相應(yīng)換為UREF和1/2 UREF。此時(shí)，門(mén)限值可自由設(shè)定，由此拓展了555芯片的使用范圍。12.4.3 555定時(shí)器的典型應(yīng)用1.多諧振蕩器555芯片外圍如圖接入電阻和電容即可構(gòu)成多諧振蕩器。起初由于其內(nèi)部集成運(yùn)放的“虛斷”性質(zhì)而對(duì)電容充電。當(dāng)充電到uI1=uI2=2/3UCC =uC時(shí)，對(duì)照上表，輸出Q應(yīng)翻轉(zhuǎn)為低電平，與此同時(shí)VT管導(dǎo)通，電容C經(jīng)由7腳向接地的1腳放電。對(duì)應(yīng)以上過(guò)程，在電容C上的電壓uC波形對(duì)應(yīng)輸出uo波形如下圖。起初對(duì)電容充電時(shí)，uC從0V充到2/3UCC，輸出為高。時(shí)間為：uC充電到2/3UCC時(shí)，電容開(kāi)始放電，輸出為低。時(shí)間為：而放電使uC減少到

4、1/3UCC時(shí)，由功能表輸出再次為高，由此充電與放電過(guò)程交替循環(huán)，形成輸出高低交替的矩形波形。由上，矩形波的周期即：上述多諧振蕩電路搭好之后占空比固定，而實(shí)際中往往需要波形占空比可調(diào)?？衫没瑒?dòng)變阻器（電位器）來(lái)組成555外部電路，如圖，如需q大些只需向右移動(dòng)滑動(dòng)變阻器即可。2.施密特觸發(fā)器波形變換將555的uI1（2腳）與uI2（ 6腳）連接在一起作輸入uI，UREF（4腳）與 （5腳）都不起作用時(shí)，就構(gòu)成了一個(gè)施密特觸發(fā)器。其中3腳為輸出?？梢詷?gòu)成波形變換、波形整形、鑒幅等多種電路。工作原理：在uI2UCC/3時(shí)，由555功能表輸出為低，直到翻轉(zhuǎn)為高為止此為第II穩(wěn)態(tài)；在UCC/3uI2U

5、CC/3時(shí)，由555功能表，此時(shí)保持原來(lái)狀態(tài)不變。即輸入為上升趨勢(shì)，保持原輸出為高；輸入為下降趨勢(shì)則保持原輸出為低電平。綜上，正向閾值UT+為2UCC/3，負(fù)向閾值UT-為UCC/3，滯后電壓或回差電壓UH為UCC/3 。保持狀態(tài)第I穩(wěn)態(tài)第II穩(wěn)態(tài)3.單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器555芯片外圍如圖接入電阻R和電容C即可構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。R一般幾百到幾M，C一般幾百pF到幾百F，使得單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的暫穩(wěn)態(tài)一般可以達(dá)到幾S到幾分鐘。穩(wěn)態(tài)時(shí)，UCC通過(guò)R給C充電，會(huì)使得6腳電壓高于正向閾值，而由555功能表會(huì)將放電管VT導(dǎo)通，使得7腳向接地（1腳）放電，輸出為低，而2腳獨(dú)立作輸入，使得放電過(guò)程無(wú)負(fù)向閾值，所以穩(wěn)態(tài)輸出

6、為低，只要uI（2腳）輸入低于UCC/3就會(huì)有翻轉(zhuǎn)，從而出現(xiàn)暫穩(wěn)態(tài)（輸出高）。當(dāng)uI接到觸發(fā)信號(hào)（短暫低電平），單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，此時(shí)輸出為高，放電管VT截止，充電過(guò)程開(kāi)始，一直充電到正向閾值2UCC/3為止，此段暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間長(zhǎng)度只與R和C的數(shù)值有關(guān)，與觸發(fā)電平時(shí)間長(zhǎng)短無(wú)直接關(guān)系。有暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間：暫穩(wěn)態(tài)完成后，由于放電通路中無(wú)電阻，放電過(guò)程迅速，立即又恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)，等待下一次觸發(fā)電平的來(lái)到。本章小結(jié)波形產(chǎn)生和變換主要應(yīng)用三種基本電路：?jiǎn)畏€(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器、多諧振蕩器。這些電路都可以用555集成定時(shí)器來(lái)組成。因此555的應(yīng)用電路是本章重點(diǎn)。狀態(tài)跳變條件555電路應(yīng)用單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器施密特觸發(fā)器多諧振蕩器一個(gè)穩(wěn)態(tài)，一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)兩個(gè)穩(wěn)態(tài)兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)觸發(fā)出1，自動(dòng)回0輸入上升趨勢(shì)門(mén)限UT+，下降趨勢(shì)門(mén)限UT-自動(dòng)翻轉(zhuǎn)2腳輸入，2、6腳分開(kāi)2、6相聯(lián)作輸入2、6相聯(lián)，外接RC充放電回路延時(shí)（門(mén)鈴），定時(shí)，整形波形變換，整形，鑒幅，方波產(chǎn)生產(chǎn)生矩形波，驅(qū)動(dòng)時(shí)序電路 三種基本電路的特點(diǎn)555集成定時(shí)器針對(duì)輸入端（2、6腳）相當(dāng)于集成運(yùn)放輸入端，只接收電壓信號(hào)，無(wú)任何電流流進(jìn)或流出。輸出（3腳）既有電壓又有電流，且有一定驅(qū)動(dòng)能