第二节 555集成定时器及其应用
第二节 555定时器及其应用
555定时器的电路结构与功能 由555电路组成的施密特触发器
由555电路组成的单稳态触发器 由555电路组成的多谐振荡器
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第二节 555集成定时器及其应用
一、555定时器的电路结构与功能
555定时器是一种多用途的数字-模拟混合集成电路， 利用它能极方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐 振荡器。 应用领域： 波形的产生和变换、测量与控制、家用电器、电子玩具等。
电源端 电压控 制端 VCO 高电平触发端 vI1
TH 低电平触发端 VR1 5 6 2V 7 1
复位端 R'D
4
VCC
8
5kΩ +C
-
1
vC1
G1
Q'
3 vO
vI2
5kΩ
R2
TR'
+C
-
2
vC2
放电 端
DISC
vOD
5kΩ
G2
Q
G3
G4
TD
接地
3
输出端
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UT+ = VCO UT- = 1/2VCO
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ΔUT = 1/2VCO 。
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４. 施密特触发器的应用
（１）用于波形变换
利用施密特触发器状态转换过程中的正反馈作用， 可把边沿变化缓慢的周期性信号变成边沿很陡的矩形脉冲信号。 （２）用于脉冲整形 在数字系统中，矩形脉冲经传输后往往发生波形畸变，
VCC 8
R'D 4
VCO
+C1 vI1 5 TH 6 5kΩ vI2 +C2 2 TR' VR2 - vC2 G2 Q 5kΩ
TD
VR1 5kΩ
vC1
G1 Q'
3
G3 G4
vO
C1输出 0，C2输出 1
vOD DISC 7
1
输 入 输 出
C1输出 1，C2输出 1 C1输出 1，C2输出 0 C1输出 0，C2输出 0 上页 下页 返回
555定时器产品型号繁多，但所有双极型产品型号最后的3位 数码都是555，所有CMOS产品型号最后的4位数码都是7555。 它们的功能和外部引脚的排列完全相同。 以下介绍国产双极型定时器CB555的电路结构和功能。
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CB555由比较器C1和C2、基本RS触发器和集电极开 路的放电三极管T三部分组成。
可通过施密特触发器整形获得比较理想的矩形脉冲波形。
（３）用于脉冲鉴幅
施密特触发器能将幅度大于VT+的脉冲选出，具有脉冲鉴幅能力。
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三、用555定时器接成的单稳态触发器
单稳态触发器的特点：
有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。
在触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳态，
1. 施密特触发器的特点
（１）输入信号从低电平上升的过程中电路状态
转换时对应的输入电平，与输入信号从高电平 下降过程中对应的输入转换电平不同。
（２）在电路状态转换时，通过电路内部的正反
馈过程使输出电压波形的边沿变得很陡。 利用这两个特点不仅能将边沿变化缓慢的信号波形整 形为边沿陡峭的矩形波，而且可以将叠加在矩形脉冲 高、低电平上的噪声有效地消除。
暂稳态维持一段时间后，自动返回到稳态，
暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，
与触发脉冲的宽度和幅度无关。
（触发脉冲应满足电路要求）。
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单稳态触发器在数字电路中的作用：
定时（产生一定宽度的矩形波）。 整形（把不规则的波形变为规则的脉冲波形）。 延时（将输入信号延迟一定时间后输出）。
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vI
触发脉冲的宽度要小于 tw V CC
8
4
R
O
0.01μF
5kΩ
5 6 2
vC 2/ 3VCC vO
O
t vI
+C
-
1
vC1
G1
Q'
3
5kΩ 5kΩ
1
+C2
t vC
tw t
C
TD 7
-
vC2
G2
Q
vO
G3
G4
O
触发负脉冲应在vC上升到2/ 3VCC之前回到高电平。
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２. 电路结构
将555定时器的两个输入端连在一起作为信号输入端， 即可得到施密特触发器。 VCC
8 信号输入端 VR1 4
5kΩ +C
vI
滤波电容，为 提高VR1和VR2 的稳定性
0.01μF
vI1
5 6
-
1
vC1
G1
Q'
3 vO
5kΩ
5kΩ
vI2 2 V R2
RD
0 × 低 导通 × 1 2 3VCC 1 3VCC 低 导通 1 2 3VCC 1 3VCC 不变 不变
vI1
vI2
vO T状态
1 2 3VCC 1 3VCC 高 截止 1 2 3VCC 1 3VCC 高 截止
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二、用555定时器接成的施密特触发器
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1.电路结构
R
0.01μF
VCC
8 4
5kΩ
5 6
+C
-
1
vC1
G1
Q'
3
vI
触发信号的 输入端
5kΩ
2
+C2
-
vC2
vC
C
TD 7
5kΩ
1
G2
Q
vO
G3
G4
没有触发信号时vI处于高电平，稳态时vc1=vc2=1、 Q=0，vo=0。
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7 1
6
+C
-
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３. 工作原理
vI
2 VCC 3 1 VCC 3
VCC
8 4 VR1 5kΩ G1 v Q' +C1 C1 5 6
vI
O
t
0.01μF
vI1 vI2 2V
7
5kΩ
R2
+C2
3 vO
-
vO
5kΩ
1
vC2
G2 Q
G3
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vI
2.工作原理
R
VCC
8
0.01μF
4
5kΩ
5 6 2
O
vC 2/ 3VCC vO
O
t vI t vC
+C
-
1
vC1
G1
Q'
3
5kΩ 5kΩ
1
+C2
-
vC2
G2
Q
vO
G3
G4
O
tw
t
C
TD 7
tw RC ln 3 1.1RC 通常tw的范围为几微秒到几分钟。但随着tw的宽度 增加它的精度和稳定度也将下降。
G4
TD
O
t
vo由高电平变为低电平和由低电平变为高电平 所对应的vI值不同，就形成了施密特触发特性。
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电压传输特性
UT+
vI
2 VCC 3 1 VCC 3
回差电压
vo
ΔUT t
1 VCC 3
O
UT-
vO
O
1 VCC 3 2 VCC 3
O
t
vI
如果参考电压由外接电压VCO供给，