§6.3.3 555构成单稳态触发器--分析
VCC R 7 6 555 5 1 (a) 电路 0.01μ F 8 4 3
七六搭一，上R下C ， 2接输入信号
ui uo
0 t 2VCC/3 t tP (b) 工作波形 t
uc
0
ui
C
2
uo
0
输出脉冲宽度 tp。 tp≈1.1RC
0 1 0 0 1 1 0
§6.1.2 555构成多谐振荡器—分析
充电回路
§10.5.4 555定时器接成多谐振荡器
第一暂稳态
放电回路
TT+ T-
第二暂稳态
VCC U T 充电时间： T1 ( R1T R2 )C ln 1+2R2)C 振荡周期： =0.7( R VCC U T
( R1 R2 )C ln 2
6. 555定时器及应用
多谐振荡器、单稳态触发器、 施密特触发器
主要内容
555定时器
多谐振荡器
单稳触发器 施密特触发器
555定时器
时钟脉冲信号
作用：
控制时序逻辑电路中各触发器同步工 作。 时钟脉冲信号必须稳定、精确、规则。 一般使用矩形脉冲。
要求：
矩形时钟脉冲基本知识
上升时间tr 下降时间tf
1、报警器：
音频振荡电路：555多谐振荡器产生一定的音频 信号，通过控制555的4脚复位与否来控制扬声 器是否发声。

V
3AX31
RV2
施密特触发器
6.2 施密特触发器
施密特触发器是一种能将输入波形整形成数字电路所 需矩形波的电路。 • 性能特点： – ①具有两个稳定的状态0、1。 – ②工作时需要外加信号源，状态改变受外加信号控 制。 – ③具有滞回特性（即输入电压的上升过程和下降过 程的阈值电平不同）。所以抗干扰能力也很强。 • 可以用分立元件、门电路或555定时器构成。
SR锁存器
G3 & 3 uO
输出缓冲器
TR
放电三极管
8 ：VCC 电源端 555 定时器引脚图 双极型（TTL）：4.5～16V 单极型（CMOS）：3 ～15V 5：电压控制端，如不使用 CO端，一般 R +VCC 通过一个0.01μF 的电容接地。 4 8
6：高电平 触发输入端 CO
TH 5kΩ 5 6 2 + － 5kΩ + － 5kΩ 1 C2 G2 & Q T 7 C1 G1 & Q G3 & 3 uO
TR
G2 & Q T 7 D
U1
此时，U1=2/3Vcc, U2=1/3Vcc
输入 输出
RD
0 1
VTH
<2/3VCC
VTR
<1/3VCC
VO
0 1
放电管T 导通 截止
1
1
>2/3VCC
<2/3VCC
>1/3VCC
>1/3VCC
0
不变
导通
不变
+VCC 8 5kΩ CO TH 5 6 2 + － 5kΩ + － 5kΩ 1 C1
R=0时，Q=0，uo=0，T导通。 比较器C1输出UC1=1,比较器 C2输出UC2=1，RS锁存器状 态保持不变，T和vO均保持不 变。
1
T
输入
输出
RD
0 1
VTH
<2/3VCC
VTR
<1/3VCC
VO
0 1
放电管T 导通 截止
1
1
>2/3VCC
<2/3VCC
>1/3VCC
>1/3VCC
充电回路
充电时间：
VCC U T T1 RAC ln RAC ln 2 VCC U T
放电时间：
放电回路
0 UT T2 RB C ln RBC ln 2 0 UT
输出脉冲占空比:
RA q RA RB
§6.1.6 多谐振荡器的应用举例
1、秒脉冲发生器： 石英晶体：石英晶体多谐振荡器能够获得稳定 可靠的时钟信号，经分频得到秒脉冲信号。 555构成的多谐振荡器配以 适当的参数构成50HZ的脉 冲信号，再经计数器进行50 分频得到秒脉冲信号。
例：要求输出脉冲频率为1HZ，占空比为0.6
• 已知VCC=5V，电容 C=1μF，求R1、R2
1 1 f 1 T 0.7( R1 2 R2 )C
R1 R2 q 0.6 R1 2 R2
• 将C=1μF代入上面两式，得
R1=286kΩ
R2=572kΩ
§6.1.5 555构成多谐振荡器--占空比调节
R 4 0 G1 &
1
Q
G3 &
0
3 uO
555定时器功能表
1 0
1
0
0
TR
1
1
7
G2 & Q 1
C2 0 1
0
D
比较器C1输出UC1=1,比较器 C2输出UC2=0，RS锁存器置1， uO为1， T截止。 比较器C1输出UC1=0,比较器 C2输出UC2=1，RS锁存器Q置 0， uO为0 ， T导通。
习题3：P203
§6.2.3 555构成施密特触发器--仿真
8
U2
Q DC 3 7
A B C D
R
5
CV
2 vi
GND
VCC
4
TR
TH
6
1
555
C1
0.01u
§6.2.4 555构成施密特触发器—电压调节
UT+ =UCO
UT- =1/2UCO
1 U CO 2
回差电压: U T U T U T
0
不变
导通
不变
多谐振荡器
6.1 多谐振荡器
能产生矩形脉冲的自激振荡电路叫做多谐振荡器。 • 性能特点： – ①没有稳态，有两个暂稳态。 – ②工作不需要外加输入信号，只需要电源便自激振荡， 可以产生矩形脉冲。 – 产生的矩形脉冲含有丰富的高次谐波分量。 • 可由门电路、石英晶体、555定时器构成多谐振荡器。 • 要想得到频率稳定性高的时钟脉冲时，应采用石英晶体 多谐振荡器。
555定时器是一种多用途的数字－模拟混合 集成电路。该电路功能灵活、适用范围广，只 要在其外部配接少量阻容元件就可构成单稳态 触发器、多谐振荡器或施密特触发器。因而可 应用于定时、测量、控制、报警等方面。
555定时器名字由来
集成555定时器因为其内部有三个精密的5KΩ电 阻而得名。又名时基电路， 按照内部元件的不同，分为双极型（TTL)和单极 型(CMOS)。
§6.2.5 施密特触发器的应用举例
1、用于波形变换：
2、 用 于 脉 冲 整 形：
3、 用 于 脉 冲 鉴 幅：
施密特触发器能将幅度大于UT+的脉冲选出。
4、用于构成多谐振荡器：
6.3 单稳态触发器
单稳态触发器是一种能将输入波形整形成数字电路所 需矩形波的电路。
• 性能特点： – ①有一个稳态（0态或1态）和一个暂稳态。 – ②在无外界触发脉冲作用下，单稳态触发器保持稳态。 – ③在外界触发脉冲作用下，单稳态触发器由稳态翻转到 “暂稳态”。 – ④经过一断时间，单稳态触发器从暂稳态自动返回稳态。 • 暂稳态维持时间即脉冲宽度，取决于电路本身的参数R、C， 与触发脉冲无关。 • 可由门电路、555定时器等组成单稳态触发器，也有集成的 单稳态触发器。
4、消除噪声
通常噪声多表现为尖脉冲，宽度较窄，而有用的信 号都具有一定的宽度。因此，利用单稳态电路，将输出 脉宽调节到大于噪声宽度而小于信号宽度即可消除噪声。
§6.3.1 门电路构成单稳态触发器
1 0 1 0 1 0
1) 初始状态--稳态 没有触发器电平时，vI 为低电平，vO1为高电平， vO为低电平。
充电
1 0 1 0 1
2） 触发状态（暂稳态） 当vI正跳变时，vO1由高到 低，vI2为低电平。于是vO为 高电平。即使vI 触发信号撤 除，由于vO的作用，vO1仍可 为低电平。
0
0
VI下降沿到达,VO输出高电平，TD截止，VCC经R向C充电，
当 VC>=2/3VCC时，触发器翻转，VO输出低电平， TD导通，电容C经TD迅速放电。
§6.3.4 555构成单稳态触发器--仿真
8
U2
Q DC 3 7
R1
10k A B C D
R
5
CV
2 vi
GND
VCC
4
TR
TH
6
1
555C1§6.3.2 来自成单稳74121--不可重复触发
A1、A2两个下降沿 有效触发端
B上升沿有效触 发端
3个 输 入 端
稳态0
tW =0.7RextCext 习题6：P203
内置电阻2KΩ
Cext外接电容 （10pF~10μF）
Rext外接电阻 （1.4KΩ~40KΩ）
外接电阻 （下降沿触发）
内部电阻 （上升沿触发）
脉冲宽度要窄
充电
0 1 0 1 0
3） 自动翻转 暂稳态期间，电源经电阻R 和门G1对电容C充电，vI2升高， 经过tw时间后，vI2升到G2的 阈值电压vTH时，G2翻转， vO=0。暂稳态结束，回到稳 态。
tW=0.7RC
当vI的脉冲宽度很宽时，在单稳态触发器 的输入端加一个RC微分电路，否则，在电路 由暂稳态返回到稳态时，由于门G1被vI封住了， 会使vO的下降沿变缓而影响波形。
§6.1.1 555构成多谐振荡器—电路