第6章-555定时器PPT学习教案

1、会计学1第第6章章-555定时器定时器2、掌握由555定时器组成的多谐、单稳、施密特触发器的电路、工作原理、外接参数及电路指标的计算。1、掌握555定时器的工作原理。教学基本要求第1页/共40页第二节 集成555定时器电压比较器的功能： v+ v-，vO=1 v+ v-，vO=0（3）基本RS触发器、（4）放电三极管T及缓冲器G。第2页/共40页CC&1RSTG5k5k5k12VRvvvCCDICI1I2OOv,(1)(7)(2)(6)(5)(8)(4)(3)电源复位v阈值输入控制电压触发输入放电端12658437Ov,vI2I1vvICVCCvO555DR第3页/共40页CC&1RSTG5k

2、5k5k12VRvvvCCDICI1I2OOv,(1)(7)(2)(6)(5)(8)(4)(3)电源复位v阈值输入控制电压触发输入放电端第4页/共40页一、由555定时器芯片组成的多谐振荡器二、环形多谐振荡器三、对称式多谐振荡器四、非对称式多谐振荡器一、由555定时器芯片组成的多谐振荡器五、石英晶体多谐振荡器第5页/共40页 VCC vC vO 0.01 F C 8 4 555 7 6 2 3 5 1 R1R2 TC1C2+-+(4)RS&5 k 5 k 5 k &1RDVCC(8)G(1)(2)(5)(6)(7)vovoC)(-CCV-1R-2R一、由555定时器芯片组成的多谐振荡器第6页/

3、共40页（二）工作原理 TC1C2+-+(4)RS&5 k 5 k 5 k &1RDVCC(8)G(1)(2)(5)(6)(7)vovoC)(-CCV-1R-2R第7页/共40页（2） 电容放电时间T2（3）电路振荡周期T T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C（4）电路振荡频率f（5）输出波形占空比q)()()0()(ln111TvvvvTCCCCCRR)(7 . 021CCCCCCCCVVVV3231ln1CRT227 . 0CRRTf)2(43. 1121212112RRRRTTqtccccevvvtv)0()()()(第8页/共40页 可计算得： T1=0.7R1C T2=0.7R2

4、C 占空比：26VCCRDO5553vI2I1v84v7VCCC150.01 FC1vCDD121R2R21121121117 . 07 . 07 . 0RRRCRCRCRTTTTTqC C充电路径充电路径:Vcc:VccR1R1D1D1C C地地C C放电路径放电路径:C:CR2R2D2D2放电管放电管T T地地第9页/共40页0ff0X电感性电容性石英晶体的符号fp第10页/共40页R1、R2的作用使两个反相器在静态时都工作在转折区，成为具有很强放大能力的放大电路。对于TTL门，常取R1=R2=0.72k，若是CMOS门则常取R1=R2=10100M；C1=C2是耦合电容。石英晶体工作在串

5、联谐振频率f0下，只有频率为f0的信号才能通过，满足振荡条件。因此，电路的振荡频率= f0，与外接元件R、C无关，所以这种电路振荡频率的稳定度很高。第11页/共40页26VCCRD5553vI2I1v847RRVCC12C150.01C110/10VC220k100k0.013R2k（+6V）T3AX31第12页/共40页图中晶体管T可选用锗管3AX31、3AX81或3AG类，也可选用3DU型光敏管。3AX31等锗管在常温下，集电极和发射极之间的穿透电流ICEO一般在1050，且随温度升高而增大较快。当温度低于设定温度值时，晶体管T的穿透电流ICEO较小，555复位端RD（4脚）的电压较低，电

6、路工作在复位状态，多谐振荡器停振，扬声器不发声。当温度升高到设定温度值时，晶体管T的穿透电流ICEO较大，555复位端RD的电压升高到解除复位状态之电位，多谐振荡器开始振荡，扬声器发出报警声。第13页/共40页1vI1812R5550.0115CRRD427VI26vCC3k3k0.1R44.7k3C47CDD122CP3R3.9kCCV（+6V）C24738PAN第14页/共40页当按钮开关当按钮开关ANAN按下时，开关闭合，按下时，开关闭合，V VCCCC经经D D2 2向向C C3 3充电，充电，P P点（点（4 4脚）电位脚）电位迅速充至迅速充至V VCCCC，复位解除；由于，复位解除

7、；由于D D1 1将将R R3 3旁路，旁路，V VCCCC经经D D1 1、R R1 1、R R2 2向向C C充电，充电，充电时间常数为（充电时间常数为（R R1+1+R R2 2）C C，放电时间常数为，放电时间常数为R R2 2 C C，多谐振荡器产生，多谐振荡器产生高频振荡，喇叭发出高音。高频振荡，喇叭发出高音。当按钮开关当按钮开关ANAN松开时，开关断开，由于电容松开时，开关断开，由于电容C C3 3储存的电荷经储存的电荷经R R4 4放电要放电要维持一段时间，在维持一段时间，在P P点电位降至复位电平之前，电路将继续维持振荡；点电位降至复位电平之前，电路将继续维持振荡；但此时但此

8、时V VCCCC经经R R3 3、R R1 1、R R2 2向向C C充电，充电时间常数增加为（充电，充电时间常数增加为（R R3+3+R R1+1+R R2 2）C C，放电时间常数仍为放电时间常数仍为R R2 2 C C，多谐振荡器产生低频振荡，喇叭发出低音。，多谐振荡器产生低频振荡，喇叭发出低音。当电容当电容C C3 3持续放电，使持续放电，使P P点电位降至点电位降至555555的复位电平以下时，多谐振荡的复位电平以下时，多谐振荡器停止振荡，喇叭停止发声。器停止振荡，喇叭停止发声。调节相关参数，可以改变高、低音发声频率以及低音维持时间。调节相关参数，可以改变高、低音发声频率以及低音维持

9、时间。第15页/共40页 脉冲波形整形电路是对已有的波形进行整脉冲波形整形电路是对已有的波形进行整形和变换形和变换, ,使之符合系统的要求。脉冲波形整形使之符合系统的要求。脉冲波形整形电路主要有施密特触发器和单稳态触发器电路主要有施密特触发器和单稳态触发器. . 施密特触发器主要用以将变化缓慢的或快速施密特触发器主要用以将变化缓慢的或快速变化的非矩形脉冲变换成上升沿和下降沿都很陡变化的非矩形脉冲变换成上升沿和下降沿都很陡峭的矩形脉冲。峭的矩形脉冲。 单稳态触发器则主要用于将宽度不符合要求单稳态触发器则主要用于将宽度不符合要求的脉冲变换成符合要求的矩形脉冲。的脉冲变换成符合要求的矩形脉冲。第16

10、页/共40页1265VCCRDO5553Ov7vvI2I1vIC8412IvCCVVCC2RvR R、V VCC2CC2构成另一输出端构成另一输出端v vo2o2，其高电平可以通过，其高电平可以通过改变改变V VCC2CC2进行调节。进行调节。第17页/共40页 VCC 5k vIC vI1 C1 5k vI2 C2 5k v O T S R RD & & & 1 G (3) vO （8） （4） （5） （6） （2） （7） （1） v I第18页/共40页第19页/共40页CC&1RSTG5k5k5k12VRvvvCCDICI1I2OOv,(1)(7)(2)(6)(5)(8)(4)(3)

11、电源复位v阈值输入控制电压触发输入放电端vIvccvcc2vo2第20页/共40页如何改变电路的阈值电压和回差电压?控制电压端（控制电压端（5 5脚）接脚）接V VICIC3V1.5V第21页/共40页2. 用作整形电路把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。3用作波形变换正弦波、三角波锯形波用作波形变换正弦波、三角波锯形波第22页/共40页第23页/共40页 C CvovIR R1 1 VCC 8 4 555 6 2 R 0.01 F 7 3 5 1 C 第24页/共40页第25页/共40页 VCC vI R vO 0.01 F C vC 8 4 555 7 6 2 3 5 1 5k vIC v

12、I1 C1 5k vI2 C2 5k v O T S R RD & & & 1 G vO （4） （3） （8） （5） （6） （2） （7） （1） vI（一）由555定时器构成的单稳态触发器1. 电路组成及工作原理第26页/共40页没有触发信号时( i )电路处于稳态，输出为0 13VCCVCC 5k vIC vI1 C1 5k vI2 C2 5k v O T S R RD & & & 1 G vO （4） （3） （8） （5） （6） （2） （7） （1） vI外加触发信号，电路转换到暂态，输出为1触发信号消除后，电容充电电路自动转换到稳态输出为02C3VCCvttOOttOvvO

13、tIVCC01tW第27页/共40页第28页/共40页reWttTf11minmax上式说明，单稳态触发器输出脉冲宽度tW仅决定于定时元件R、C的取值，与输入触发信号和电源电压无关，调节R、C的取值，即可方便的调节tW。（2）恢复时间tre tre=（35）2（3）最高工作频率fmax vI周期的最小值： Tmin= tWtre 因此，单稳态触发器的最高工作频率应为:CRVVVtvvvvtCCCCCCWCCCCW1 . 1320ln)()()0()(ln112C3VCCvttOOttOvvOtIVCC01tW第29页/共40页图中，v/O的下降沿比vI的下降沿滞后了时间tW。（2）定时o当v/

14、O=1时，与门打开，vO= vF。o当v/O=0时，与门关闭，vO为低电平。显然与门打开的时间是恒定不变的，就是单稳输出脉冲v/O的宽度tW。1&vIOvvO单稳与门vFtWvIvOvFOv第30页/共40页IvtWOv第31页/共40页84762153555+VCCRLR100kC100C10.01(+6V)P( (三三) )举例举例第32页/共40页C7RD5V1CC60.012v4C555v8I13vI2C7CCRRD25V1CC6R0.01v23v4C555Ov8I13VvI2R1S1G1100 FFF(+12V)121M5k5k0.01F10F第33页/共40页解：解：1.1.工作原

15、理：工作原理：图题由两级图题由两级555555电路构成，第一级是施密特触发器，第二级是电路构成，第一级是施密特触发器，第二级是多谐振荡器。施密特触发器的输入由多谐振荡器。施密特触发器的输入由R R1 1、C C1 1充放电回路和开充放电回路和开关关S S 控制，当控制，当S S闭合时，闭合时，V VC=0VC=0V，施密特触发器输出高电平。，施密特触发器输出高电平。施密特触发器的输出经反相器去控制多谐振荡器的施密特触发器的输出经反相器去控制多谐振荡器的R RD D端，当端，当施密特触发器的输出为高电平时，施密特触发器的输出为高电平时，R RD D=0=0，多谐振荡器复位，多谐振荡器复位，扬声器

16、不会发出声音。当开关扬声器不会发出声音。当开关S S断开后，断开后，R R1 1、C C1 1充放电回路开充放电回路开始充电，始充电，V VC C随之上升，但在达到之前，施密特触发器的输出随之上升，但在达到之前，施密特触发器的输出仍为高电平时，仍为高电平时，R RD=0D=0，扬声器仍不会发出声音。这一段时间，扬声器仍不会发出声音。这一段时间即为延迟时间。一旦即为延迟时间。一旦V VC C达到达到Vt+=2/3VccVt+=2/3Vcc，施密特触发器触发，施密特触发器触发翻转，输出低电平，翻转，输出低电平，R RD=1D=1，多谐振荡器工作，扬声器开始发，多谐振荡器工作，扬声器开始发声报警。声

17、报警。第34页/共40页2.求延迟时间：求延迟时间：延迟时间由延迟时间由R1、C1充放电回路的充电过程决定：充放电回路的充电过程决定：将将 =0V t=R1C1代入上代入上式，得：式，得：t=t1时，时， 代入上式，整理得延迟时间：代入上式，整理得延迟时间：t1= R1C1ln31.1 R1C1=1.1106+1010-6=11S扬声器发声频率：扬声器发声频率：tevvvv)()0()(CCCCV12)(CCCVv)0(Cv)1 (11CCCCRteVvCCC32VvMHz95. 01001. 010157 . 01)2(7 . 0163232CRRf第35页/共40页举例3：间歇振荡器第36页/共40页两级两级555555电路均构成多谐振荡器，由第一级的输出去控制第电路均构成多谐振荡器，由第一级的输出去控制第二级的二级的5 5端。而第一级多谐振荡器的充放电时间常数远大于端。而第一级多谐振荡器的充放电时间常数远大于第二级，这意味着第一级的振荡周期远大于第二级。当第第二级，这意味着第一级的振荡周期远大于第二级。当第一级电路的输出为低电平时，致使第二级振荡器