555定时器基本特性和用法.docVIP

555定时器的基本特性和用法 【摘要】 简要说明555 定时器的内部电路结构及功能，对555 定时器接成的施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器三种典型电路进行了详细的分析。 【关键词】555 定时器；施密特触发器；单稳态触发器；多谐振荡器； 1 前言 555 定时器是美国Signetics 公司1972 年研制的用于取代机械式定时器的中规模集成电路，因设计时输入端有三个5KΩ的电阻而得名。555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的集成器件。目前品种繁多，主要有TTL 和CMOS两大类型，它们的电路结构和工作原理基本相同。TTL 型（以5G555 为代表）驱动能力较强，电源电压范围为5~16V，最大负载电流可达200mA；而CMOS 型（以CC7555 为代表）则具有功耗低、输入电阻高等优点，电源电压范围为3~18V，最大负载电流在20mA 以下。产品型号尾数为555 的是TTL 型单定时器，双定时器为556；型号尾数为7555 的是CMOS 型单定时器，双定时器为7556。555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以方便实现多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器等脉冲产生与变换电路。由于使用灵活，方便，所以555定时器在波形的产生与变化，测量与控制，家用电器，电子玩具等许多领域中得到了应用。 2 555定时器的电路结构与基本特性 电路组成 图1是国产双极型定时器CB555的电路结构图。它由比较器C1和C2，SR锁存器和集电极开路的放电三极管VT三部分组成。为了提高电路的带负载能力，还在输出端设置了缓冲器G4。 电阻分压器??? 由3个阻值均为5kΩ的电阻串联构成分压器，为电压比较器C1和C2提供参考电压UR1、UR2。 ???? ② 电压比较器C1和C2 电压比较器C1和C2是两个结构完全相同的理想运算放大器。当运算放大器的同相输入U+大于反相输入U-时，其输出为高电平1信号；而当U+小于U-时，其输出为低电平0信号。??? 比较器C1的同相输入端接参考电压UR1，反相输入端与阈值输入端TH相连，其输出端R的状态取决于阈值输入信号UTH与UR1的比较结果。??? 当UR1＞UTH时，输出R为高电平1；当UR1＜UTH时，输出R为低电平0。??? 比较器C2的同相输入端与触发输入端相连，反相输入端接参考电压UR2，其输出端S的状态取决于触发输入信号UTR与UR2的比较结果。??? 当UTR＞UR2时，输出S为高电平1；UTR＜UR2时，输出S为低电平0。? ③ 基本R-S锁存器 两个与非门G1和G2构成了R-S锁存器，这个锁存器是以低电平作为输入信号的。锁存器输入信号R、S为比较器C1、C2的输出，并且用S和R分别表示置1输入端和置0输入端。锁存器Q端状态与电路输出端OUT的状态一致，锁存器Q端状态影响着放电三极管T的导通与截止。当外部复位信号R’为0(低电平)时，可使Uo=0，定时器输出直接复位。 S-R锁存器的功能表如下 S R Q Q* 1 1 1 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 0 由于S=R=0时出现非定义的Q=Q*=1，所以在正常工作时应当使S’* R’=0。 ? ④ 放电三极管VT 放电三极管VT构成泄放电路，VT的集电极用输出端D表示。如果将D端经过一个外接电阻接至电源，即可组成一个反相器。当Q=0时，T导通，D端输出为低电平0；当Q=1时，VT截止，D端输出为高电平1。可见，D端的逻辑状态与输出端OUT的状态相同。 ⑤ 输出缓冲器 输出缓冲器G3的作用是提高负载能力，并隔离负载对定时器的影响。 工作原理 6端口是比较器C1的输入端，2端口是比较器C2的输入端。C1和C2的参考电压UR1和UR2由Vcc经三个5K电阻分压给出。在控制电压输入端co悬空时，UR1=2/3Vcc, UR2=1/3Vcc。如果co外接固定电压，则UR1=Uco,UR2=1/2Uco。 为了防止干扰，当不外加控制电压时，CO端一般通过一个小电容(如0.01μF)接地，以旁路高频干扰。 R’是置零输入端。只要在R’端加上低电平，输出端便立即被置成低电平，不受其他输入端状态的影响。正常工作时必须使R’处于高电平。 由图1得到了CB555的功能表 输入 输出 R’ UR1 UR2 Uo TD状态 0 1 1 1 1 X 2/3Vcc 2