第12章 555定时器课件.ppt

第第12章章 555定时器定时器学习要点学习要点由三个阻值为5k的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器G1和G2、一个集电极开路输出的泄放三极管T等组成。第第12章章 555定时器定时器12.1 集成555定时器12.1.1 555定时器的结构55518765432555定时器的引线排列图TRDR1端：GND接地；5端：Vco控制电压；6端：TH阈值输入； 7端：DIS放电端；8端：Vcc电源。触发输入；2端：3端：Uo输出；4端：复位；12.1.2 555定时器的功能定时器的功能（1）4脚为复位输入端（ RD ），当RD为低电平时，不管其他输入端的状态如何，输出vo为低电平。正常工作时，应将其接高电平。（2）5脚为电压控制端，当其悬空时，比较器C1和C2的比较电压分别为2/3VCC 和1/3VCC 。（3）2脚为触发输入端，6脚为阈值输入端，两端的电位高低控制比较器C1和C2的输出，从而控制RS触发器，决定输出状态。 QUo00导通12/3Vcc 1/3Vcc0100导通12/3Vcc 1/3Vcc1011截止11/3Vcc11保持保持保持DRRSTTHuTRu12.2 555定时器构成的脉冲波形产生与整形电路定时器构成的脉冲波形产生与整形电路12.2.1 555定时器构成的施密特触发器定时器构成的施密特触发器施密特触发器的电压传输特性当0ui1/3Vcc时，uo为高电平；当1/3Vccui2/3Vcc时，uo保持为原来的高电平；当2/3VccuiVcc时，uo为低电平；当1/3Vccui2/3Vcc时，uo保持为原来的低电平。上限电平与下限电平的差值成为回差电压TUTUUT=-=2/3Vcc-1/3Vcc=1/3Vcc 12.2.2 555定时器构成的单稳态触发器定时器构成的单稳态触发器特点：1. 有一个稳定状态和一个暂稳状态；2. 在外来触发脉冲作用下，能够由稳态翻转到暂稳态；3. 暂稳态维持一段时间后，将自动返回到稳态，而暂稳态时间的长短，与触发脉冲无关，仅取决于电路本身的参数。 1. 稳定状态稳定状态 接通电源后接通电源后 VCC 经经 R 向向 C 充电，充电，使使 uC 上升。上升。 uCOtOuOtUOLUOHtWOCC32VOtUIHCC31VuItWIVCC该电路该电路触发信号为负脉冲触发信号为负脉冲，不加，不加触发信号时，触发信号时，uI = UIH ( (应应 1/3 VCC) )。 当当 uC 2/3 VCC 时，满足时，满足TR = uI 1/3 VCC，TH = uI 2/3 VCC,因因此此 uO 为低电平，为低电平，V 导通，电容导通，电容 C 经放经放电管电管 V 迅速放电完毕，迅速放电完毕，uC 0 V。这时这时TR = UIH 1/3 VCC，TH = uC 0 2/3 VCC，uO 保持保持低电平不变。因此，低电平不变。因此，稳态时稳态时 uC 0 V，uO 为低电平。为低电平。充电充电工作原理工作原理 导通导通放电放电VuCOtOuOtUOLUOHtWOCC32VOtUIHCC31VuItWIVCC0VUOLUIH 3. 自动返回稳定状态自动返回稳定状态 2. 触发进入暂稳态触发进入暂稳态 当输入当输入 uI 由高电平跃变为低电由高电平跃变为低电平平( (应应 1/3 VCC) )时，使时，使 TR = UIL1/3 VCC 而而TH = uC 0 V 1/3 VCC ) )，因此，因此 uO 重新跃变重新跃变为低电平。为低电平。同时，放电管导通，同时，放电管导通，C 经经 V 迅速放电迅速放电 uC 0 V，放电完毕放电完毕后，电路返回稳态。后，电路返回稳态。输出脉冲宽度输出脉冲宽度 tW 即为暂稳态维持时间，即为暂稳态维持时间，主要取决于充放电元主要取决于充放电元件件 R、C。公式公式 tW 1.1 RC12.2.3 555定时器构成的多谐振荡器定时器构成的多谐振荡器电路结构电路结构当当 uC 下降到下降到 TH = TR = uC 1/3 VCC 时，时， uO 重新跃变为高电平重新跃变为高电平，同时，同时放电管放电管 V 截止，截止，C 又被又被充电，充电，uC 上升上升，电路又电路又返回到暂稳态返回到暂稳态。uCOtOuOtUOLUOHtWHtWLCC32VCC31V TH=TR1/3VCC工作原理工作原理 当当 uC 上升到上升到 TH = TR = uC 2/3 VCC时，时，uO 跃变为低电平，跃变为低电平，同时放电管同时放电管 V 导通，导通，C 经经 R2 和和 V 放电，放电，uC 下降下降，电路进入电路进入暂稳态暂稳态 。接通接通 VCC 后后，开始时，开始时 TH = TR = uC 0 0，uO 为高电平，为高电平，放电管截止，放电管截止，VCC 经经 R1、R2 向向 C 充电，充电，uC 上升上升，这时，这时电电路路处于暂稳态处于暂稳态。 电容电容 C 如此循环充电和放电，如此循环充电和放电，使电路产生振荡，输出矩形脉冲。使电路产生振荡，输出矩形脉冲。uCOtOuOtUOLUOHtWHtWLCC32VCC31V 周期与占空比估算周期与占空比估算tWH 0.7 (R1 + R2)C tWL 0.7 R2CT = tWH + tWL 0.7 (R1 + 2R2)C2121 WH2RRRRTtq 本章小结本章小结施密特触发器和单稳态触发器是两种常用的整施密特触发器和单稳态触发器是两种常用的整形电路，形电路，可将输入的周期信号整形成符合要求可将输入的周期信号整形成符合要求的同周期矩形脉冲。的同周期矩形脉冲。施密特触发器具有回差特性，它有两个稳态状态，施密特触发器具有回差特性，它有两个稳态状态，有两个不同的触发电平。有两个不同的触发电平。施密特触发器施密特触发器可将任意波形变换可将任意波形变换成矩形脉成矩形脉冲，输出脉冲宽度取决于输入信号的波形和冲，输出脉冲宽度取决于输入信号的波形和回差电压的大小。回差电压的大小。施密特触发器还可用来进施密特触发器还可用来进行幅度鉴别、构成单稳态触发器和多谐振荡行幅度鉴别、构成单稳态触发器和多谐振荡器等。实用中，常选用集成施密特触发器器等。实用中，常选用集成施密特触发器或或 采用采用555 定时器构成施密特触发器。定时器构成施密特触发器。单稳态触发器有一个稳定状态和一个暂稳态。单稳态触发器有一个稳定状态和一个暂稳态。其输出脉冲的宽度只取决于电路本身其输出脉冲的宽度只取决于电路本身 R、C 定定时元件的数值，与输入信号没有关系。时元件的数值，与输入信号没有关系。输入信输入信号只起到触发电路进入暂稳态的作用。改变号只起到触发电路进入暂稳态的作用。改变 R、C 定时元件的数值可调节输出脉冲的宽度。定时元件的数值可调节输出脉冲的宽度。 单稳态触发器单稳态触发器可将输入的触发脉冲变换可将输入的触发脉冲变换为为宽度和幅度都符合要求的矩形脉冲，宽度和幅度都符合要求的矩形脉冲，因此，常因此，常用于脉冲的定时、整形和展宽等。用于脉冲的定时、整形和展宽等。实用中，常选用集成单稳态触发器或采用实用中，常选用集成单稳态触发器或采用 555 定时器构成单稳态触发器。定时器构成单稳态触发器。 在振荡频率稳定度要求很高的情况下，在振荡频率稳定度要求很高的情况下，可采用石英晶体振荡器。可采用石英晶体振荡器。 多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳态。多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳态。暂稳态间的相互转换完全靠电路本身电容的充暂稳态间的相互转换完全靠电路本身电容的充电和放电自动完成。因此，多谐振荡器接通电电和放电自动完成。因此，多谐振荡器接通电源后就能输出周期性的矩形脉冲。源后就能输出周期性的矩形脉冲。改变改变 R、C定时元件数值的大小，可调节振荡频率。定时元件数值的大小，可调节振荡频率。 555 定时器是一种多用途的集成电路。只需外接定时器是一种多用途的集成电路。只需外接少量阻容元件便可构成施密特触发器、单稳态少量阻容元件便可构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器等。触发器和多谐振荡器等。此外，它还可组成其此外，它还可组成其它多种实用电路。由于它多种实用电路。由于 555 定时器使用方便、定时器使用方便、灵活，有较强的负载能力和较高的触发灵敏度，灵活，有较强的负载能力和较高的触发灵敏度，因此，在自动控制、仪器仪表、家用电器等许因此，在自动控制、仪器仪表、家用电器等许多领域都有着广泛的应用。多领域都有着广泛的应用。除除 555 单定时器外，还有双定时器单定时器外，还有双定时器 556、四定时器四定时器 558 等。等。