四555应用电路的制作

1、1本情境主要内容555定时器基础知识555定时器的应用实验触摸报警器的制作与调试2555定时器基础知识3复习与思考:1J1KC1FF11J1KC1FF21J1KC1FF31J1KC1FF0&C复位RDRDRDRD1CP四、十进制计数器：问题：如何产生？二、钟控D触发器:G1Q Q1&CPDG2G3G4三、 钟控JK触发器：QQCPJK&G1G2G3G4一、钟控RS触发器：QQCPRSG2G4G3G1&4理想的矩形脉冲信号：实际信号：1、通过整形电路对不符合要求的波形进行整形、变换 ； （例如由集成定时器构成施密特触发器将三角波变换为矩形波）产生脉冲信号方法：2、利用脉冲振荡器直接产生。 （例如

2、由集成定时器构成的多谐振荡器,直接产生矩形波）5应用实例1、秒计数器（数电课程设计）2、单片机实验板（单片机原理及应用）63、更多应用776238415C-VDTHTRVDDR555OUTNE5554.2.1 555定时器简介1.555定时器分类常用的单时基定时器有双极型定时器5G555和单极型定时器CC7555。 双时基定时器有双极型定时器5G556和单极型定时器CC7556。 875557556555定时器引脚排列图：9555集成定时器逻辑图高触发电压控制低触发放电电源复位输出地76238415C-VDTHTRVDDR555OUT2.555电路结构与工作原理10（1）、电阻分压器： R1=

3、R2=R3=5K 以下仅考虑脚悬空情况脚接ECC时：脚悬空时：参考电压（2）、电压比较器：当U+ U时，比较器的输出为高电平“1”； U+ VDD VDD VDD11 VDDVDD，且VDD，且 VDD时 保持 uo=0，0t1：ui 2/3VDD，TH、TR大于参考电压 uo=0，t4t5： ui VDD TH、TR小于参考电压 uo=1。18注意：一般电子产品可选用555定时器构成施密特触发器， 要求较高的工业电子产品应选用集成施密特触发器。补充： 集成施密特触发器：TTL：74LS14、74132、74LS132等；CMOS：CC40106、CC14093等。 例：74132内部是四个两

4、输入的施密特触发与非门， 输出级附加了反相功能，因此称作施密特触发器与非门。 U+ =1.7V U- =0.9V UT = U+ - U-=O.8V 19t tuo0ui0U+U-00（1）波形变换：正弦波 矩形波 将幅度不同的，不规则的一系列脉冲加到施密特触发器的输入端时，能选择幅度大于U+ 的脉冲信号输出。 （2）、脉冲鉴幅：2. 施密特触发器的应用：4.2.2 施密特触发器20在传输线上出现的附加噪声，经整形后可得较理想矩形波（3）脉冲波形整形：锯齿波 较理想矩形波受到干扰的正弦波，经整形后可得较理想矩形波2. 施密特触发器的应用：4.2.2 施密特触发器21补充：回差电压可调的施密特触

5、发器电压控制 (C-V)端脚接入电位器RPUT = U+ - U-调节RP 即可改变UT (UC-Y=ECC)脚电压则：22（2）工作原理：4.2.3单稳态触发器1 用555定时器构成的单稳态触发器：TRC-V：属于悬空UTH =u c ,其参考电压为2/ 3VDDUTR =u i ,其参考电压为1/ 3V DD工作状态分析仍可按555的功能特点 进行分析。、稳态: (uo=0 ) 、暂稳态： (t1t2 )、自动返回稳态： (t2时刻 )、下一个暂稳态： (ui出现负触发脉冲) 暂稳态维持的时间由R、C决定。 tw=RCln31.1RCUTH1/3VDD 保持uo=0UTH2/3VDD,UT

6、R2/3VDD,UTR1/3VDD uo=0 同时VT导通，C放电 之后，UTH1/3VDD 保持uo=0暂稳态稳定状态（1）电路组成：ucVTTH23暂稳 态(输出脉冲宽度tw)决定于RC时间常 数由电容器充放电三要素公式：这里，t即为tw,则式中 由555定时器构成的单稳态触发器补充说明：24 用门电路构成的微分型单稳态触发器：（2）工作原理：要点：1、在输入信号的作用下，门1起到一个开关作用， 门2作为输出；2、门1 与门2间的电容C的充放电，自动控制门1 的 开启时间， RC时间常数决定暂稳态(脉冲宽度tw) tw=RCln20.7RC3、输入脉冲的宽度必须小于tw提示：（1）电路组成

7、：d4.2.3单稳态触发器25 集成单稳态触发器：一、类型：1、按触发：a、不可重复触发：在暂稳态定时时间tw之内，若有新的触发脉冲输入， 电路不产生任何响应。 b、可重复触发：在暂稳态定时时间tw之内，如有新的触发脉冲输入，可被新的输入触发脉冲重新触发。 2、按器件： TTL：TTL74121 74221 74LS221 74122 74LS122 74LS123 CMOS：26例如：74121为TTL电路的非可重复触发集成单稳态触发器 （1）、74121管脚图：（3）、使用：GNDA1A2BQQCextRextRintVCC161491110cextRext3415uI7a、下降沿触发GN

8、DA1A2BQQCextRextRintVCC161491110cextVCCuI7b、上升沿触发输入输出A1A2BQ0101010100111011111100（2）、74121功能表：注意：A1 、A2 、B 的不同组 合，产生相应输出暂稳态由定时元件R、C 决定。 tw=0.7RC27补充整形：暂稳态期间输出电平的高低与此输入信号状态无关，即使输入信号不规则，也能使输出成为具有一定宽度、一定幅度、边沿陡峭的矩形波 。图2 单稳态触发器用于整形 （1）定时：利用tw矩形脉冲去控制某一个电路，使之在tw期间内动作或不动作。 单稳态触发器用于定时 uiuiuouFuouFuFOuFO2 单稳态

9、触发器应用：4.2.3单稳态触发器28当一个触发脉冲使单稳态触发器进入暂稳状态，在此脉冲以后时间tW内，如果再输入其他触发脉冲，则对触发器的状态不再起作用。 （2）分频：2 单稳态触发器应用：4.2.3单稳态触发器294.2.4 多谐掁荡器 (没有稳定状态的电路)（1) 电路组成：(2) 工作原理： UTH=2/3VDD,UTR2/3VDD,UTR1/3VDD uo=0 T导通，C经R2、T放电 2=R2C、初态:暂态1 (t0t1 uo=0 )、自动翻转2： (t2时刻 ) UTH2/3VDD,UTR1/3VDD 保持 uo=0C-V：属于悬空UTH=uc, 其参考电压为2/3VDDUTR=

10、uc, 其参考电压为1/3VDD工作状态仍按555功能特点进行分析。1 用555构成的多谐振荡器：暂稳态1暂稳态230问：怎样实现T1=T2 获得对称矩形波？R1=0 ？但实际中不允许R1=0，因为它是T的放电回路。从理论上分析，改变R1、R2可改变占空比，同时也改变f。(3)主要参数：占空比： 由电容器充放电三要素公式可分析计算出：T1T2振荡频率：振荡周期：31放电回路为：CR2D2Rw2放电管T地，放电时间常数：充电回路为：VDDR1RW1D1C地，充电时间常数： 解：两个暂稳态的持续时间分别为： 振荡周期T为f = 1/T = 占空比为当R1+RW1=R2+RW2时，D=1/2，即输出

11、对称矩形波。 【例】试分析下图所示占空比可调多谐振荡器的工作原理，并求振荡频率f，占空比D=？ 占空比可调的多谐振荡电路T4.2.4 多谐掁荡器 (没有稳定状态的电路)1 用555构成的多谐振荡器：32补充：1、由分立元件组成的多谐振荡器：RCCR1VT1VD1RCCR2VT2VD2+VCCQ2Q1VT1、VT2轮流导通与截止，Q1、Q2输出矩形波。令 R1=R2 C1=C2则 T1.4RC 2、由TTL门电路组成的多谐振荡器：11R1R2C1C2uoG1G2(1)、对称型： 门G1和门G2轮流输出高、低电平， 输出为矩形波。 令 R1=R2，C1=C2 则 T1.4RC 4.2.4 多谐掁荡

12、器 (没有稳定状态的电路)1 用555构成的多谐振荡器：33&R1R2C1C2uoG1G2可控多谐振荡器：S与非门G1加入控制端SS=“1”：构成振荡器S=“0”：G1的输出总为“1”，不能振荡。(2)、非对称型： 11RCuoG1G2设G1输出为“1”，G2为“0” G1输出经R、C对C充电，有利于门G1开通G1输出为“0”，G2为“1” G2输出经C 、 R对C反向充电(或视为C放电)，有利于门G1闭合G1输出为“1”，G2为“0” 仍为对称输出方波， T1.4RC 问题：1、非对称型门电路组成的多谐振荡器能否组成可控型？ 2、非对称型门电路组成的多谐振荡器如何改变输出方波占空比？4.2.

13、4 多谐掁荡器 (没有稳定状态的电路)342 石英晶体振荡器：4.2.4 多谐掁荡器 (没有稳定状态的电路)在多谐振荡器电路中接入石英晶体 ，石英晶体不但频率特性稳定，而且品质因数Q很高，有极好的选频特性。 晶振电路输出的频率为32768Hz, 经若干级二分频器后，可以为数字钟提供时钟脉冲，电路中电容C1用于两个反相器之间的耦合，而C2的作用则是抑制高次谐波， 35补充： 555定时器应用举例：(1) 回差电压可调的施密特触发器：参考电压可调(2) 液位报警器：当液面低于探测电极以下时，多谐振荡器工作。 液位报警器图36（4）护车报警电路： 救护车报警电路低频多谐振荡器A1调制高频振荡器A2。（3）光电打靶游戏机：光打靶游戏机 光束击中光电三极管窗口时，相当于TR端加入负脉冲(ui)，由555构成的单稳态电路进入暂稳态，uo=1,LED发光指示。372、施密特触发器：、由555构成： 电压传输特性：UT = U+ - U- 具有滞后特性、集成施密特触发器：、应用：波形变换 整形 鉴幅1、555定时器： R=1 UO由UTH、UTR决定；TH的参考电压：2/3VDD，TR的 参考电压：1/3VDDTH、TR两者都