篇一：555时基电路内部结构及工作原理实例详解2.3．1 555时基电路的介绍和内部结构555集成电路定时器是一种将模拟功能和逻辑功能集成在同一硅片上的单片时基电路。

它的型号很多，如fx555，5g555，j55，ua555，ne555，它们的逻辑功能与外部引线排列完全相同，555定时器的电源电压范围宽，双极型555定时器为5~16v，cmos555定时器为3~18v，它可提高与ttl，cmos的数字电路兼容的接口电平。

由于555定时器价格低廉，使用灵活方便，只需外接少量元件就可构成多种模拟和数字电路，因而极广泛地应用在波形产生与变换，测量与控制，家用电器及电子玩具领域，它的外部引脚555定时器能在较宽电压范围工作，输出交电平不低于90%电源电压，带拉电流负载和电流负载能力可达到200ma。

图2-3 555定时器外部引脚555时基电路由运算放大电路器a1，a2组成电压比较器，由f1f2组成的基本r—s触发器以及由f3和npn型集成电极开路输出的放电三极管td等组成的输出级和放电开关。

其中电压比较器的分压偏置电阻采用三个阻值相同的5k电阻，所以电路因此特征而被命名为“555时基电路”。

555时基电路的内部结构图如图2-4。

图2-4 555时基电路图2.3.2 555时基电路的工作原理及功能电压比较1）分压器3个5k?电阻组成，为两个a1和a2提供基准电平，如控制端co，则经分压后，a的基准电平为2/3ucc，b的基准电平为1/3ucc，如改变管脚的接法就改变了两个电压比较器的基准电平2）比较器比较器a1，b2是两个结构和性能完全相同的高精度电压比较器，其输出直接控制着基本r-s触发器的状态。

th 是比较器a1的输入端，tr是比较器a2的输入端。

当th输入信号使u6》2/3ucc，则a1输出交电平，否则a输出为低电平，当r输入信号使号使v2》1/3ucc，a2输出为低电平，否则输出高电平3）基本r—s触发器基本r——s触发器要求低电平触发，图中f1的输入端接uc1，为置o输入端（r），f2的输入端接uc2为置输入端（s）。

uc1=0，uc2=1，时q=0。

当uc1=1，uc2=时，q=14）放电器和输出缓冲器集电极开路输出的放三极管td组成放电器当输出u0为‘0“时，q为1使utd导通，管脚t和地间构成通路，而输出u0为”1“时，q为0 使utd截止，通路被切断。

输出缓冲器由反相器构成，一方面增强了带负载能力，另一方面隔离负载对555定时器的影响。

总上所述可得555时基器电路功能表如下表2-1所示2-1 表555时基电路功能表2.3.3 555时基电路应用555时基电路应用特别广泛，尤其在波形产生和变换方面功能强大，它可以构成单稳定触发器，双稳定触发器，施密特触发器，以及多谐振荡器，图中的c一般为0.01微法，它可以提示比较器的参考电压ur1和ur2的稳定性。

多谐振荡器是一种自激振荡器。

在接通电源后无需外加触发器信号就能自动产生矩形脉冲由于矩形波形中含有丰富的高次谐波分量，故称为多谐振荡器，多谐振荡器没有稳定状态，工作时在两个暂态之间不断的转换。

构成多谐振荡器的元件类型也是多种多样的可用晶体管分立元件，tt门电路及cmos门电路分别构成不同类型的电路，其555时基电路作为多谐振荡电路应用极为典型，有很多矩形波发生器均采用555时基电路来设计，下面来分析它的工作原理。

由555时基电路构成多谐振荡电路和工作波形。

（如图2-5）图2-5 555时基电路和工作波形多谐振荡电路多谐振荡器无稳态，只有两个暂时稳定状态，输出在两个暂态间来回转换，从而输出矩形脉冲，暂稳态时间长短由电路的定时元件确定。

具体工作过程如下：接通电源之前，电容器两端电压uc=0，接上电源比较器输出为ua=1 ua2=0故u0=1 td截止，电源电压通过r1 r2对c充电，多谐振荡器处于第一暂稳定状态。

其暂态过程三要表：u（0+）=0 uc（∞）=ucc?充=（r1+r2）c第一暂稳态不可永远存在下去，随着时间推移，电源不断对电容c充电，uc值将不断上升，由于比较器a1a2，r——s 触发器状态保持不变，但当充电器至uc》2/3ucc时，就使ua1=0 ua2=1故u1=0 放电管td导通，第一暂态结束。

一旦td导通，电容c就通过电阻r2和放电管放电电路进入第二暂态，暂态过程三要素为： uc（o+）=2/3ucc uc（∞）=0?放=r2c第二暂态也不可持续下去，随着电容c为断放电使uc值为断下降，当2/3〈uc〈2/3ucc，r-s 触发器状态不变，但当继续下降至uc〈〈1/3ucc时比较器ua1=1，ua2=0输出u0为1 放电管截止第二暂稳态结束，电源电压再次对c充电，多谐振荡器又处于第一暂稳态，如此反复，便输矩形脉冲。

篇二：实验十三555时基电路实验十三 555时基电路一、实验目的1．熟悉555集成定时器的组成及工作原理。

2．掌握用定时器构成单稳态电路、多谐振荡电路和施密特触发电路等。

3．进一步学习用示波器对波形进行定量分析，测量波形的周期、脉宽和幅值等。

二、实验原理1．555集成定时器简介555集成定时器是模拟功能和数字逻辑功能相结合的一种双极型中规模集成器件。

外加电阻、电容可以组成性能稳定而精确的多谐振荡器、单稳电路、施密特触发器等，应用十分广泛。

ttl集成定时器555定时器的外引线排列图和内部原理框图如图13-1、13-2所示，功能见表13-1。

它是由上、下两个电压比较器、三个5kω电阻、一个rs触发器、一个放电三极管 t以及功率输出级组成。

比较器 c1的反相输入端⑤接到由三个5 kω电阻组成的分压网络的2/3vcc处（⑤也称控制电压端），同相输入端⑥为阀值电压输入端。

比较器c2的同相输入端接到分压电阻网络的1/3vcc处，反相输入端②为触发电压输入端，用来启动电路。

两个比较器的输出端控制rs触发器。

rs触发器设置有复位端r④，当复位端处干低电平时，输出③为低电平。

控制电压端⑤是比较器c1的基准电压端，通过外接元件或电压源可改变控制端的电压值，即可改变比较器c1、c2的参考电压。

不用时可将它与地之间接一个o．01μf的电容，以防止干扰电压引入。

555的电源电压范围是+4.5～+18v，输出电流可达100～200ma，能直接驱动小型电机、继电器和低阻抗扬声器。

cmos集成定时器cc7555的功能和ttl集成定时电路完全一样，但驱动能力小一些，内部结构也不同，cc7555的电路见图13－3。

图 13-1 555集成电路引脚排列图图13-2 ttl电路555电路结构图13－3 cmos电路555电路结构表13-1 555芯片功能表2．555定时器的应用①单稳态电路单稳态电路的组成和波形如图13-4所示。

当电源接通后，vcc通过电阻r向电容c充电，待电容上电压vc上升到2/3vcc时，rs触发器置0，即输出vo为低电平，同时电容c通过三极管t放电。

当触发端②的外接输入信号电压vi＜1/3vcc时，rs触发器置1,即输出vo为高电平，同时，三极管t截止。

电源vcc再次通过r向c充电。

输出电压维持高电平的时间取决于rc的充电时间，当t=tw时，电容上的充电电压为；t?w??rc??2vccvc?vcc?1?e??3??所以输出电压的脉宽tw=rcln3≈1.1rc 一般r取1kω～10mω，c＞1000pf。

值得注意的是：t的重复周期必须大于tw，才能保证放一个正倒置脉冲起作用。

由上式可知，单稳态电路的暂态时间与vcc无关。

因此用555定时器组成的单稳电路可以作为精密定时器。

图 13-4单稳态电路的电路图和波形图②多谐振荡器多谐振荡器的电路图和波形图如图13-5所示。

电源接通后，vcc通过电阻r1、r2向电容c充电。

当电容上电vc=2/3vcc时，阀值输入端⑥受到触发，比较器c1翻转，输出电压vo=0，同时放电管t导通，电容c通过r2放电；当电容上电压vc=1/3vcc，比较器c2输出0，输出电压vo变为高电平。

c放电终止、又重新开始充电，周而复始，形成振荡。

其振荡周期与充放电的时间有关：充电时间：tph2?v?vcc?cc?(r1?r2)c?ln?1??vcc?vcc3?2??vcc?vcc?r2cln?1??vcc?vcc3?????0.7(r1?r2)c ???放电时间：tpl????0.7r2c ???振荡周期：t=tph+tpl≈0.7(r1+2r2)c 振荡频率：f=1/t=tph11.44??tpl(r1?2r2)c占空系数： d?tphr?r2当r2>>r1时，占空系数近似为50％。

?1tr1?2r2图13-5 多谐振荡器的电路图和波形图由上分析可知：a）电路的振荡周期t、占空系数d，仅与外接元件r1、r2和c有关，不受电源电压变化的影响。

b）改变r1、r2，即可改变占空系数，其值可在较大范围内调节。

c）改变c的值，可单独改变周期，而不影响占空系数。

另外，复位端④也可输入1个控制信号。

复位端④为低电平时，电路停振。

③施密特触发器施密特触发器电路图和波形图如图13-6所示，其回差电压为1/3vcc。

当输入电压大于2/3vcc时输出低电平，当输入电压小于1/3vcc时输出高电平，若在电压控制端⑤外接可调电压vco（1.5～5v），可以改变回差电压δvt。

施密特触发器可方便的地把非矩形波变换为矩形波，如三角波到方波。

施密特触发器可以将一个不规则的矩形波转换为规则的矩形波。

施密特触发器可以选择幅度达到要求的脉冲，虑掉小幅的杂波。

图13-6 施密特触发器电路图和波形图三、实验内容1．用 555集成定时器构成单稳态电路。

按图 13-4接线。

当 c=0.01μf时，选择合理输入信号vi的频率和脉宽，调节rw以保证t＞tw，使每一个正倒置脉冲起作用。

加输入信号后，用示波器观察vi、vc以及vo的电压波形，比较它们的时序关系，绘出波形，并在图中标出周期、幅值、脉宽等。

2．按图13-5所示电路组装占空比可调的多谐振荡器。

取 r1＝5.1kω，r2＝5.1kω，rw＝100kω（电位器），c＝0.01μf，调节电位器rw，在示波器上观察输出波形占空比的变化情况。

并观察占空比为1:4、1:2、3:4时的输出波形。

3．在图13-5中，若固定r1=5.1kω ,r2=5.1kω，c=0.1μpf时，用示波器观察并描绘vo和vc波形的幅值、周期以及tph和tpl，标出vc各转折点的电平。

4．按图13-6所示电路组装施密特触发器。

输入电压为vi =3v，f=1khz的正弦波。

用示波器观察并描绘vi和vo波形。

注明周期和幅值，并在图上直接标出上限触发电平、下限篇三：555时基电路应用电路设计长春师范学院毕业设计（论文）题目 555时基电路应用电路设计由ne555构成的网线检测器电路院系名称长春师范学院班级 05级3班学生姓名王曼学号 0520140302 指导教师丛芳琦副教授评阅教师丛芳琦副教授时间 2009.5长春师范学院毕业论文中文摘要摘要555 时基电路是一个中规模集成电路，有着十分广泛的应用。