555定时器资料专业知识讲座

脉冲波形变换与产生在数字系统中，矩形脉冲作为时钟信号控制和协调着整个数字系统工作，因此时钟脉冲好坏直接关系整个系统能否正常工作。取得矩形脉冲办法一般有两种：（1）使用多种形式矩形波发生电路产生矩形波。（e.g.多谐振荡器）（2）利用已有周期性信号，通过整形电路变换为所需矩形波信号。（e.g.施密特触发器、单稳态触发器）第1页8.4.1555定期器8.4.2用555定期器组成施密特触发器8.4.3用555定期器组成单稳态触发器8.4.4用555定期器组成多谐振荡器555定期器及其应用555定期器是一种应用方便中规模集成电路,广泛用于信号产生、变换、控制与检测。

双极型产品CMOS产品单555型号最后几位数码5557555双555型号最后几位数码5567556长处驱动能力较大低功耗、高输入阻抗电源电压工作范围5~16V3~18V负载电流可达200mA可达4mA小结第2页TvovICvI1vI2vo’C1C2+--+(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)RS&5k

5k

5k

&&1RDVCC(8)G电阻分压器电压比较器基本SR锁存器输出缓冲反相器集电极开路输出三极管555定期器1、电路构造GNDVCCRDOUTCO555THTRDIS电路符号62715384第3页010TvovICvI1vI2vo’C1C2+--+(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)RS&5k

5k

5k

&&1RDVCC(8)G

假如悬空0101010110111保持保持2、工作原理第4页3、555定期器功能表不变不变1导通01截止11导通00××放电管T输出(VO)复位(RD)触发输入(VI2)阈值输入(VI1)输出输入第5页施密特触发器电压传输特性及工作特点：①施密特触发器属于电平触发器件，当输入信号达成某一定电压值时，输出电压会发生突变。②电路有两个阈值电压。输入信号增加和减少时，电路阈值电压分别是正向阈值电压(VT+)和负向阈值电压(VT-)。同相输出施密特触发器反相输出施密特触发器

oVT+

vO

VOH

VOL

VT-

vI

施密特触发器第6页施密特触发器具有回差特性，即：上升过程和下降过程有不一样转换电平VT＋和VT－。

如何与555定期器发生联系？

内部比较器有两个不一样基准电压V1+和V2-。555组成施密特触发器第7页用555定期器组成施密特触发器1电路组成Vo8462153555VCCVi第8页如何变化电路阈值电压和回差电压?用555定期器组成施密特触发器22.工作原理第9页2）波形变换3.应用举例用555定期器组成施密特触发器4图题所示，555组成施密特触发器，当输入信号为图示周期性心电波形时，试画出经施密特触发器整形后输出电压波形。第10页用555定期器组成施密特触发器31）波形产生电路（多谐振荡器）3.应用举例CvovIR110第11页单稳态触发器工作特点：电路有一种稳定状态和一种暂稳态；在没有外界触发信号作用时,电路处于稳定状态;在外来触发信号作用下，电路由稳态翻转到暂稳态;暂稳态连续一段时间后，将自动返回稳定状态。暂稳态连续时间，即电路输出脉冲宽度，仅取决于电路本身参数，与触发脉冲宽度和幅度无关。第12页电路组成用555定期器组成单稳态触发器1GNDVCCRDOUTCO555THTRDISVCC0.01

FRCuIuOuC-+DISTHVCCRTRuIOUTuOGNDVCCRDCO0.01

FCuC-+第13页1)稳定状态

接通电源后VCC经R向C充电，使uC

上升。uCOtOuOtVOLVOHtWOtVIHuIVCC该电路触发信号为负脉冲，不加触发信号时，uI=VIH(应

>

1/3

VCC)。

当uC

≥2/3VCC时，满足TR>1/3VCC，TH≥2/3VCC,因此uO为低电平，T导通，电容C经放电管T迅速放电完成，uC

0V。这时TR>1/3VCC，TH<2/3VCC，uO保持低电平不变。因此，稳态时uC

0V，uO为低电平。充电导通放电T工作原理用555定期器组成单稳态触发器2第14页2)触发进入暂稳态

uCOtOuOtVOLVOHtWOtVIHuIVCC

当输入uI由高电平跃变为低电平

(应<1/3VCC)时，使

TR<1/3VCC，而TH=uC

0V<2/3VCC，因此uO跃变为高电平，进入暂稳态，这时放电管T截止，VCC又经R向C充电，uC

上升。VILVOH充电用555定期器组成单稳态触发器3第15页3)自动返回稳定状态

uCOtOuOtVOLVOHtWOtVIHuIVCCVIHVOL

TH≥2/3VCC放电T

当uC

上升到uC

≥2/3VCC时，

TH

=

uC

≥2/3

VCC，而TR=uI=

UIH(>1/3VCC)，因此uO重新跃变为低电平。同步，放电管导通，C

经T迅速放电uC

0V，放电完成后，电路返回稳态。2)触发进入暂稳态

当输入uI由高电平跃变为低电平

(应<1/3VCC)时，使

TR<1/3VCC，而TH=uC

0V<2/3VCC，因此uO跃变为高电平，进入暂稳态，这时放电管T截止，VCC又经R向C充电，uC

上升。用555定期器组成单稳态触发器4第16页uCOtOuOtVOLVOHtWOtVIHuIVCC输出脉冲宽度tW即为暂稳态维持时间，主要取决于充放电元件R、C。该单稳态触发器为不可反复触发器，且要求输入脉宽不大于输出脉宽tW。假如将5脚接电压VIC,电路脉宽会变化吗?VIC增加,脉宽如何变化?减小?用555定期器组成单稳态触发器53.参数计算第17页脉冲宽度调制器4.应用举例用555定期器组成单稳态触发器6VIC增加,阈值电压升高,脉宽增加；VIC减小,阈值电压减少,脉冲宽度减小。第18页用555定期器组成可反复触发单稳用555定期器组成单稳态触发器74.应用举例vIvCvO000tttVCCVCC第19页课堂练习图题为一心律失常报警电路，图中vI是通过放大后心电信号，其幅值vIm=4V。（1）对应vI分别画出图中vo1、vo2、vo三点电压波形；（2）说明电路组成及工作原理。第20页第21页多谐振荡器

多谐振荡器是一种自激振荡器，在接通电源后，不需要外加触发信号，便能自动产生矩形脉冲。多谐振荡器在工作过程中没有稳定状态，故称为无稳态电路。多谐振荡器基本组成：开关器件：产生高、低电平反馈延迟步骤（RC电路）：利用RC电路充放电特性实现延时，输出电压经延时后，反馈到开关器件输入端，变化电路输出状态，以取得脉冲波形输出。第22页电路组成用555定期器组成多谐振荡器1R1R2第23页uCOtOuOtVOLVOHⅡⅠtPHtPLⅠⅠⅡ充电VOHTH=TR=uC很小Ⅰ

接通VCC后，开始时TH=TR=uC

0，uO为高电平，放电管截止，VCC经R1、R2向C充电，uC

上升，这时电路处于暂稳态Ⅰ。1)第一暂稳态

工作原理用555定期器组成多谐振荡器2第24页uCOtOuOtUOLUOHⅡⅠtPHtPLⅠⅠⅡVOLTH

=

TR

≥

2/3

VCC

当uC上升到

TH=TR=uC

≥

2/3

VCC时，uO跃变为低电平，同步放电管

T导通，C经R2和T放电，uC

下降，电路进入暂稳态Ⅱ。Ⅱ放电

接通VCC后，开始时TH=TR=uC

0，uO为高电平，放电管截止，VCC经R1、R2向C充电，uC

上升，这时电路处于暂稳态Ⅰ。1)第一暂稳态

2)第二暂稳态

用555定期器组成多谐振荡器3第25页

当uC下降到

TH=TR=uC

≤1/3

VCC时，uO重新跃变为高电平，同步放电管T截止，C又被充电，uC

上升，电路又返回到暂稳态Ⅰ。uCOtOuOtUOLUOHⅡⅠtPHtPLⅠⅠⅡⅠ

当uC上升到

TH=TR=uC

≥

2/3

VCC时，uO跃变为低电平，同步放电管

T导通，C经R2和T放电，uC

下降，电路进入暂稳态Ⅱ。

接通VCC后，开始时TH=TR=uC

0，uO为高电平，放电管截止，VCC经R1、R2向C充电，uC

上升，这时电路处于暂稳态Ⅰ。1)第一暂稳态

2)第二暂稳态

用555定期器组成多谐振荡器4第26页电容C如此循环充电和放电，使电路产生振荡，输出矩形脉冲。tPH

0.7(R1+R2)CtPL

0.7R2CT=tPH+tPL

0.7(R1+2R2)CuCOtOuOtUOLUOHⅡⅠtPHtPLⅠⅠⅡ3.振荡频率计算用555定期器组成多谐振荡器5第27页4.用555定期器组成占空比可调多谐振荡器tPL=RBC1n2≈0.7RBC

tpH=RAC1n2≈0.7RAC

用555定期器组成多谐振荡器6第28页课堂练习图题是救护车扬声器发声电路。在图中给定电路参数下，设VCC=12V时，555定期器输出高、低电平分别为11V和0.2V，输出电阻不大于100Ω，试计算扬声器发声高、低音连续时间。第29页555定期器是一种多用途集成电路。只需外接少许阻容元件便可组成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器等。另外，它还可组成其他多种实用电路。由于555定期器使用方便、灵活，有较强负载能力和较高触发敏捷度，因此，在自动控制、仪器仪表、家用电器等许多领域都有着广泛应用。除555单定期器外，尚有双定期器556、四定期器558等。第30页施密特触发器和单稳态触发器是两种常用整形电路，可将输入周期信号整形成符合要求同周期矩形脉冲。施密特触发器具有回差特性，它有两个稳态状态，有两个不一样触发电平。施密特触发器可将任意波形变换成矩形脉冲，输出脉冲宽度取决于输入信号波形和回差电压大小。施密特触发器还可用来进行幅度鉴别、组成单稳态触发器和多谐振荡器等。小结第31页单稳态触发器有一种稳定状态和一种暂稳态。其输出脉冲宽度只取决于电路本身R、C定期元件数值，与输入信号没有关系。输入信号只起到触发电路进入暂稳态作用。变化R、C定期元件数值可调整输出脉冲宽度。单稳态触发器可将输入触发脉冲变换为宽度和幅度都符合要求矩形脉冲，因此，常用于脉冲定期、整形等。第32页在振荡频率稳定度要求很高情况下，可采取石英晶体振荡器。多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳态。暂稳态间互相转换完全靠电路本身电容充电和放电自动完成。因此，多谐振荡器接通电源后就能输出周期性矩形脉冲。变化R、C定期元件数值大小，可调整振荡频率。

第33页555定期器组成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器典型电路为555定期器组成施密特触发器555定期器组成单稳态触发器555定期器组成多谐振荡器第34页练习1、能实现脉冲延时电路是

，能产生矩形脉冲电路是

。2、施密特触发器具有

特性；单稳态触发器最主要参数为

。4、为实现高频率稳定度，常采取

振荡器；单稳态触发器受外触发时进入

态。6、石英晶体振荡器振荡频率取决于

，与外接电阻、电容参数无关。5、单稳态触发器中，两个状态一种为

态，另一种为

态。多谐振荡器两个状态都为

态，施密特触发器两个状态都为