555定时器的功能图表示法及其应用
555定时器的原理及三种应用电路
试验十 555定时器的原理及三种应用实验内容1.连接施密特触发器电路，分别输入正弦波、锯齿波信号，观察并记录输入输出波形。
电路如下图：输入正弦波时的波形：输入三角波时的波形：2.设计一个驱动发光二级管的定时器电路，要求每接收到负脉冲时，发光管持续点亮二秒后熄灭。
由电路要求知要用单稳态触发器电路，脉冲宽度为Tw=1.1RC，选取R=2KΩ，C=1.1μF，电路如下所示：波形图如下：3.连接多放谐振荡电路电路，取R1=1KΩ，R2=10KΩ，C1=0.1μF，C2=0.2μF观察、记录VCr、Vo的同步波形，测出Vo的周期并与估算值进行比较。
改变参数R1=15KΩ，R2=5KΩ，C1=0.033μF，C2=0.1μF用示波器观察并测量输出波形的频率。
与理论值比较，算出频率的相对误差值。
电路如图所示：R1=1KΩ，R2=10KΩ，C1=0.1μF，C2=0.2μF时的波形图：实验模拟结果：Vo周期To=1.5ms，VCr周期Tc=1.5ms,F=1/T=0.67KHz 理论计算值为：T=0.7*（R1+2R2）*C1=1.47ms,频率f=1/T=0.68KHz频率的相对误差为：ІF-fІ/f=1.47%R1=15KΩ，R2=5KΩ，C1=0.033μF，C2=0.1μF时的波形图：实验模拟结果：Vo周期To=0.6ms期Tc=0.6ms,频率F=1/T=1.67KHz理论计算值为：T=0.7*（R1+2R2）*C1=0.5775频率f=1/T=1.73KHz频率的相对误差为：ІF-fІ/f=3.47%4.用NE556时基电路功能实现救护车警铃电路，用555的两个时基电路构成低频对高频调制的救护车警铃电路。
555定时器的基本应用及使用方法
555定时器的基本应用及使用方法我们知道，555电路在应用和工作方式上一般可归纳为3类。
每类工作方式又有很多个不同的电路。
在实际应用中，除了单一品种的电路外，还可组合出很多不同电路，如：多个单稳、多个双稳、单稳和无稳，双稳和无稳的组合等。
这样一来，电路变的更加复杂。
为了便于我们分析和识别电路，更好的理解555电路，这里我们这里按555电路的结构特点进行分类和归纳，把555电路分为3大类、8种、共18个单元电路。
每个电路除画出它的标准图型，指出他们的结构特点或识别方法外，还给出了计算公式和他们的用途。
方便大家识别、分析555电路。
下面将分别介绍这3类电路。
单稳类电路单稳工作方式，它可分为3种。
见图示。
第1种（图1）是人工启动单稳，又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元，并分别以1.1.1 和1.1.2为代号。
他们的输入端的形式，也就是电路的结构特点是：“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。
第2种（图2）是脉冲启动型单稳，也可以分为2个不同的单元。
他们的输入特点都是“RT-7.6-CT”，都是从2端输入。
1.2.1电路的2端不带任何元件，具有最简单的形式；1.2.2电路则带有一个RC微分电路。
第3种（图3）是压控振荡器。
单稳型压控振荡器电路有很多，都比较复杂。
为简单起见，我们只把它分为2个不同单元。
不带任何辅助器件的电路为1.3.1；使用晶体管、运放放大器等辅助器件的电路为1.3.2。
图中列出了2个常用电路。
双稳类电路这里我们将对555双稳电路工作方式进行总结、归纳。
555双稳电路可分成2种。
第一种（见图1）是触发电路，有双端输入（2.1.1）和单端输入（2.1.2）2个单元。
单端比较器（2.1.2）可以是6端固定，2段输入；也可是2端固定，6端输入。
第2种（见图2）是施密特触发电路，有最简单形式的（2.2.1）和输入端电阻调整偏置或在控制端（5）加控制电压VCT以改变阀值电压的（2.2.2）共2个单元电路。
555定时器工作原理及应用引脚图
555定时器工作原理及应用引脚图什么是555定时器？555定时器是一种集成电路，也称为timer IC，它可用于产生稳定的方波脉冲。
它由三个电阻和两个电容构成，因此非常容易组装和使用。
由于555定时器的普及性和可靠性，它是电子锁、警报系统、LED闪烁器、计时器等电路中最常用的部件之一。
555定时器的工作原理555定时器的工作原理与RC振荡器相同，它基于电容器放电的时间特性。
当555定时器工作时，输出端会以稳定的频率发生高电平和低电平的交替变化。
这个频率由两个电容器和一个电阻器组成的时间常量来决定。
在555定时器内部，有两个比较器、一个放大器和一个RS触发器。
当输入引脚上的电压高于2/3的电源电压时，输出为高电平。
当输入引脚上的电压低于1/3的电源电压时，输出为低电平。
根据555定时器的工作模式，输入引脚的电压可以手动改变，但通常是另一个线路元件或电路控制器确定的，例如电位器或压力开关。
555定时器的应用场景555定时器被广泛用于各种类型的电子电路，以下是它在各种应用场景中最常用的特定模式：1.单稳态模式555定时器可以被设置为单稳态触发器，这意味着它只会在一个状态下保持一段时间，直到收到另一个输入信号才改变状态。
单稳态模式在许多应用中非常有用，例如计时器、触发器和脉冲发生器。
2. A稳态模式在A稳态模式下，555定时器的输出一直保持高电平，直到收到一个触发信号，此时输出变为低电平，并维持一段时间后再变回高电平。
A稳态模式通常用于周期性脉冲应用，例如摄像机切换器和计时器。
3. B稳态模式在B稳态模式下，555定时器的输出一直保持低电平，直到收到一个触发信号，此时输出变为高电平，并维持一段时间后再变回低电平。
B稳态模式通常是用于周期性脉冲应用，例如闪电灯和蜂鸣器。
555定时器的引脚图下面是555定时器的引脚图：Pin Number Pin Name Function1 GND 电源地2 TRIG 触发器输入3 OUT 输出端4 RESET 重置输入5 CTRL 电压控制输入6 THR 闸门控制器7 DIS 开关电路控制输入8 VCC 电源供应引脚555定时器是一种使用方便的电路元件，由于其高度可靠性和广泛适用性，它是各种电子电路的理想选择，例如计时器、脉冲发生器和控制器。
ne555定时器引脚图及功能
ne555定时器引脚图及功能555定时器又称时基电路。
555定时器按照内部元件分有双极型（又称TTL型）和单极型两种。
双极型内部采用的是晶体管；单极型内部采用的则是场效应管，常见的555时基集成电路为塑料双列直插式封装，正面印有555字样，左下角为脚①，管脚号按逆时针方向排列。
555 定时器的功能主要由两个比较器决定。
两个比较器的输出电压控制RS 触发器和放电管的状态。
在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器C1 的同相输入端的电压为2VCC /3，C2 的反相输入端的电压为VCC /3。
若触发输入端TR 的电压小于VCC /3，则比较器C2 的输出为0，可使RS 触发器置1，使输出端OUT=1。
如果阈值输入端TH 的电压大于2VCC/3，同时TR 端的电压大于VCC /3，则C1 的输出为0，C2 的输出为1，可将RS 触发器置0，使输出为低电平。
它的各个引脚功能如下：1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。
2脚：低触发端TR。
3脚：输出端V o4脚：是直接清零端。
当此端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平。
5脚：VC为控制电压端。
若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。
6脚：高触发端TH。
7脚：放电端。
该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。
8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。
一般用5V。
在1脚接地，5脚未外接电压，两个比较器A1、A2基准电压分别为低电平的情况下，555时基电路的功能表如表1示。
表1 ：555定时器的功能表555定时器内部功能结构分析555 定时器的内部电路框图如图所示。
它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个RS 触发器，一个放电管T 及功率输出级。
555定时器的电路解析
1、模拟功能部件
（1）、电阻分压器
VCC经３个５K欧姆的电阻分压后，提供基准电压：当不外接固定电压C-V时， UR1=2/3VDD , UR2=VDD/3；当外接固定电压U时，UR1=U , UR2=U/2
（2）、电压比较器C1和C2
〈1〉TH≥2/3VDD 、TR ≥VDD/3时，输出uo1=1，uo2=0， Q=0 Q =１。
3、UI≥2/3VDD时，Uo1=0、Uo2=1、 Q=0、Q=1，UO由UOH→UOL，即UO=0。 当UI上升到2/3VCC时，电路的输出状态发生跃变。 4、UI再增大时，对电路的输出状态没有影响。
（二）、下降过程 1、UI由高电平逐渐下降，且1/3VDD＜UI＜2/3VDD时，Uo1=0、Uo2=0。 基本RS触发器保持原状态不变。即 Q =0、Q=1，输出UO=UOL
使电路迅速由暂稳态返
回稳态，uO1=UOH （全0出1）。 uO= UOL。
从暂稳态自动返回稳态之后，电容C将通过电阻R放电， 使电容上的电压恢复到稳态时的初始值。
单稳态触发器工作波形
2. 主要参数
（1）输出脉冲宽度tw 输出脉冲宽度tw，就是暂稳态的维持时间。 tw ≈0.7RC
（2） 恢复时间tre 暂稳态结束后，电路需要一段时间恢复到初始状态。
〈2〉TH ＜ 2/3VDD 、TR ＜ VDD/3时，输出uo1=0，uo2=1， Q=1 Q =0 。
〈3〉TH ＜ 2/3VDD 、TR ≥VDD/3时， uo1=0，uo2=0， Q、 Q状态维持不变。 （3） R为直接置0端，低电平有效。 （4）集电极开路的放电管V、输出UO=0时，V导通，输出UO=1时，V截止。
用555定时器组成单稳态触发器
一、电路结构
555定时器及其应用
施密特触发器的输出波形如下：
ui
VCC2
VCC1
2VCC/3
R
uo2
48 7
555 3
uo1 0
1VCC/3 t
ui
6 2
1
5
uO
C5
0
t
图5-2-13 施密特触发器电路图
图5-2-14 施密特触发器的波形图
施密特触发器的主要用于对输入波形的整形。图5-2-14 表示的是将三角波整形为方波,其它形状的输入波形也可以 整形为方波。
态的翻转，而施密特触发器是靠外加电
压信号去控制电路状态的翻转。所以，
在施密特触发器中，外加信号的高电平
必须大于
2 3
VCC
，低电平必须小于1 3
VCC
，否
则电路不能翻转。
图5-2-13 施密特触发器电路图
由于施密特触发器无须放电端，所以利用放电端与输出端状态相
一致的特点，从放电端加一上拉电阻后，可以获得与3脚相同的输出。 但上拉电阻可以单独接另外一组电源，以获得与3脚输出不同的逻辑电 平。
+UCC R1
1
ui uc
>2/3 UCC
UCC 8
5KΩ 5 6 VA
5KΩ 2
VB
7 5KΩ
T
截止 (地)1
+C1+
01
01
+C2+
4 (复位端)
暂稳稳定状态
01 RD Q
SD Q 10
3u0
Q=1
Q=0
接通电源 +UCC ui (>1/3UCC)
R
. 0.01μ F . ui
uc
58 4
555定时器
555定时器1、⽤途：a、定时、延时控制b、调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测c、可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路，⽤于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等2、内部框图：⼯作电压:5-18V管脚介绍：1脚是地端2脚称触发端(TR)，是下⽐较器的输⼊；3脚是输出端(Vo)，它有O和1两种状态，由输⼊端所加的电平决定；4脚是复位端(MR)，加上低电平时可使输出为低电平；5脚是控制电压端(Vc),可⽤它改变上下触发电平值；6脚称阈值端(TH)，是上⽐较器的输⼊；7脚是放电端(DIS)，它是内部放电管的输出，有悬空和接地两种状态，也是由输⼊端的状态决定；8脚是电源端；电路精选:⼀、555触摸定时开关集成电路IC1是⼀⽚555定时电路，在这⾥接成单稳态电路。
平时由于触摸⽚P端⽆感应电压，电容C1通过555第7脚放电完毕，第3脚输出为低电平，继电器KS释放，电灯不亮。
当需要开灯时，⽤⼿触碰⼀下⾦属⽚P，⼈体感应的杂波信号电压由C2加⾄555的触发端，使555的输出由低变成⾼电平，继电器KS吸合，电灯点亮。
同时，555第7脚内部截⽌，电源便通过R1给C1充电，这就是定时的开始。
当电容C1上电压上升⾄电源电压的2/3时，555第7脚道通使C1放电，使第3脚输出由⾼电平变回到低电平，继电器释放，电灯熄灭，定时结束。
定时长短由R1、C1决定：T1=1.1R1*C1。
按图中所标数值，定时时间约为4分钟。
D1可选⽤1N4148或1N4001⼆、相⽚曝光定时器附图电路是⽤555单稳电路制成的相⽚曝光定时器。
⽤⼈⼯启动式单稳电路。
⼯作原理：电源接通后，定时器进⼊稳态。
此时定时电容CT的电压为：VCT=VCC=6V。
对555这个等效触发器来讲，两个输⼊都是⾼电平，即VS=0。
继电器KA不吸合，常开点是打开的，曝光照明灯HL不亮。
按⼀下按钮开关SB之后，定时电容CT⽴即放到电压为零。
于是此时555电路等效触发的输⼊成为：R=0、S=0，它的输出就成⾼电平：V0=1。
555定时器的典型应用电路
555定时器的典型应用电路Typical Application circuit of 555 timer李文飞0 引言555定时器是一种将模拟功能与数字(逻辑)功能紧密结合在一起的中小规模单片集成电路。
它功能多样，应用广泛，只要外部配上几个阻容元器件即可构成单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器等电路，是脉冲波形产生与变换的重要元器件，广泛应用于信号的产生与变换、控制与检测、家用电器以及电子玩具等领域。
本文以OrCAD／PSpice 10．5为工具，对555定时器构成的单稳态触发器、施密特触发器、多谐振荡器三种典型电路进行仿真分析，得出了一些结论。
1 555定时器组成框图及工作机理555定时器的图形符号及管脚图如图1所示各管脚功能：管脚1：公共端管脚2：触发端管脚3：输出端管脚4：复位端管脚5：控制电压输入端管脚6：阈值端管脚7：内部三极管的放电端管脚8：电源端555定时器的内部电路方框图如图2所示，该集成电路由四部分组成：电阻分压器、电压比较器、基本RS触发器、输出缓冲器和放电三极管。
比较器的参考电压由三只5 kΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为2Vcc／3和Vcc／3。
A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。
当输入信号输入并超过2Vcc／3时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于Vcc／3时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时充电，开关管截止。
MR是复位端，当其为0时，555输出低电平。
平时该端开路或接Vcc。
CO是控制电压端(5脚)，平时输出2Vcc／3作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0．01μF的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。
555定时器的应用
1．触摸延时“小灯”图5-43是它的电路，它将触摸开关发光二极管的实验中加入延时电路，调整可调电阻阻值和电容量达到延时效果。
要想增加延时的时间，就调换大容量的电容，如400μF、1000μF等。
如果作为夜间床头定时灯、楼道定时灯等，可拆去发光二极管和电阻，换一个6伏的小灯即可。
图5-432．触摸延时音乐门铃图5-44是它的电路图，与图5-45比较，将触摸延时“小灯”电路中拆去发光二极管，改为连接音乐片电路即可。
它可以当作门铃使用，也可安置在人手触摸处作为瞬间报警器。
图5-443．手控行车红绿灯指示器模型图5-45是它的电路图，先做一个红绿灯灯架，将红绿发光二极管固定在灯架上，按图连接后，只要向下按动按键，则红灯变为绿灯，手一离开便又成为红灯。
图5-454．可自动控制的行车红绿灯指示器模型图5-46是它的电路图，只将上图的手控改为磁控，再加上延时电路，就可以将上述模型改为路灯自动控制。
先制作一个街道模型和指示灯架，将干簧管设在指示灯前方的道路模型的下方。
在一辆模型汽车的底部粘一块磁铁。
当汽车行过干簧管上方时，电路导通，红灯变为绿灯，汽车继续向前行驶，由于延时电路作用，使绿灯亮一段时间，保证汽车驶过路口。
需要注意的是根据汽车模型的速度，调整干簧管的位置和电路延时的时间。
图5-465．灯塔模型先用硬纸做一个灯塔模型。
图5-47是它的电路图，它只取闪光电路的一部分——一个绿发光二极管作为塔灯。
最后调整好闪烁时间。
图5-476．夜间打灯光靶图5-48是它的电路图，它与闪光电路相比，集成电路的脚①是单独与负极却是经过干簧管与负极连接。
先按图14做一个一碰便可以翻连接，而电容与R5倒的靶牌。
在靶子的底部固定一块磁铁，将电路中的干簧管固定在与磁铁相对应的支架底板上。
绿色发光二极管放置在靶心位置上，红色发光二极管诱因在支架的底部。
游艺时，将靶牌放在暗处，干簧管在磁场作用下导通，两个发光二极管相互闪光，绿色发光二极管指示靶心。
555定时器电路及其功能
6.1 555定时器电路及其功能 时间：2008-07-31 06:18:22 来源： 作者： 点击：331555定时器是一种多用途的中规模集成电路器件，在外围配以少量阻容元件就可以构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器等电路，在脉冲产生和变换等技术领域有着广泛的应用。
一、555定时器的电路组成555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的器件，内部电路结构如图6-1所示：555定时器由三部分组成：. 电阻分压器和电压比较器：由三个等值电阻R 和两个集成运放比较器C1、C2构成。
电源电压Vcc 经分压取得V+2、V-1作为比较器的输入参考电压，在无外加控制电压Vm 时，V+2=1/3Vcc 、V-1=2/3Vcc ；外加控制电压Vm 可改变参考电压值。
比较器分别对阀值输入Vi1与V-1、触发输入Vi2与V+2进行比较，它们的结果决定比较器输出Vc1、Vc2的电位高低。
注意：不接外加控制时，控制端（5脚）不可悬空，需通过电容接地，以旁路高频干扰。
. 基本RS 触发器：由比较器输出电位Vc1、Vc2控制其状态。
（4脚）为触发器复位端当=0时，触发器反相输出端=1，定时器输出Vo=0,同时，使T D 导通。
.输出缓冲器和开关管：由反相放大器和集电极开路的三极管T D 构成。
反相放大器用以提高负载能力，起到隔离作用。
二、555定时器的逻辑功能555定时器的逻辑功能取决于比较器C1、C2的工作状态。
在无外加控制电压Vm 的情况下:当Vi1>V-1、Vi2>V+2时，比较器输出Vc1=1、V C 2=0,触发器置0，=1，Vo=0,T D 导通。
将Vo=0,Vo ’对地导通的状态称定时器的0态。
当Vi1<V-1、Vi2<V+2时，比较器输出V C 1=0、V C 2=1，触发器置1，=0，Vo=1,T D 截止。
将Vo=1,Vo ’对地断开的状态称定时器的1态。
当Vi1<V-1、Vi2>V+2时，比较器输出Vc1=0、V C 2=0，触发器维持原状态不变6.2 施密特触发器时间：2008-07-31 06:19:14 来源： 作者： 点击：1096施密特触发器也有两个稳定状态，但与一般触发器不同的是，施密特触发器采用电位触发方式，其状态由输入信号电位维持；对于负向递减和正向递增两种不同变化方向的输入信号，施密特触发器有不同的阀值电压。
555定时器的典型应用电路
555定时器的典型应用电路单稳态触发器555定时器构成单稳态触发器如图22-2-1所示，该电路的触发信号在2脚输入，R和C是外接定时电路。
单稳态电路的工作波形如图22-2-2所示。
在未加入触发信号时，因u i=H，所以u o=L。
当加入触发信号时，u i=L，所以u o=H，7脚部的放电管关断，电源经电阻R向电容C充电，u C按指数规律上升。
当u C上升到2V CC/3时，相当输入是高电平，55 5定时器的输出u o=L。
同时7脚部的放电管饱和导通是时，电阻很小，电容C经放电管迅速放电。
从加入触发信号开始，到电容上的电压充到2V CC/3为止，单稳态触发器完成了一个工作周期。
输出脉冲高电平的宽度称为暂稳态时间，用t W表示。
图22-2-1 单稳态触发器电路图图22-2-2 单稳态触发器的波形图暂稳态时间的求取：暂稳态时间的求取可以通过过渡过程公式，根据图22-2-2可以用电容器C上的电压曲线确定三要素，初始值为u c(0)=0V，无穷大值u c(∞)=V CC，τ=RC，设暂稳态的时间为t w，当t= t w时，u c(t w)=2 V CC/3时。
代入过渡过程公式[1-p205]几点需要注意的问题：这里有三点需要注意，一是触发输入信号的逻辑电平，在无触发时是高电平，必须大于2 V CC/3，低电平必须小于 V CC/3，否则触发无效。
二是触发信号的低电平宽度要窄，其低电平的宽度应小于单稳暂稳的时间。
否则当暂稳时间结束时，触发信号依然存在，输出与输入反相。
此时单稳态触发器成为一个反相器。
R的取值不能太小，若R太小，当放电管导通时，灌入放电管的电流太大，会损坏放电管。
图22-2-3是555定时器单稳态触发器的示波器波形图，从图中可以看出触发脉冲的低电平和高电平的位置，波形图右侧的一个小箭头为0电位。
图22-2-3 555定时器单稳态触发器的示波器波形图 [动画4-5]多谐振荡器555定时器构成多谐振荡器的电路如图22-2-4所示，其工作波形如图22-2-5所示。
555定时器的原理及三种应用电路
实验10 555定时器的原理及三种应用电路一、实验目的(1)掌握555定时器的电路结构、工作原理。
(2)熟悉555定时器的功能及应用。
二、实验箱一个；双踪示波器一台；稳压电源一台；函数发生器一台。
CB555定时器；100Q ~100kQ电阻；0.01~100卩F电容；1kQ和5kQ电位器; 发光二极管或蜂鸣器。
三、实验内容(1)按图2-10-3连接施密特触发器电路，分别输入正弦波、锯齿波信号，观察并记录输出输入波形。
1.实验原理当输入电压V i -V cc时，V T H V TR -V cc,V o为高电平。
3 31 2当'cc V -时，V保持高电平。
3 32 2当V -V CC,V TH V TR -V cc时，V o为低电平。
3 31 2V由大变小时，即-V cc V —时，V•保持低电平。
3 32一旦V i評C,则V o又回到高电平。
3.实验结果：输入正弦波:■OsciLloscope-XSCTT1牛Time11,3253Channel A9.024 VChannel B0,000 7Reverse口* -rz-nri Sa.vie Ext* TriggerrTmgb«fScale 1500 usy&v X positwn plI "T Acld| A/B|Charingl AScale |5 “伽一¥ positiori g©AC]| 0 I DCChannel BScale 12 V/Div¥ posi t) onncj 0 l&c -1rTriggef -------------Edge p" * ir^ E I 亡灯I LevelType Sing. I htor. | Auto |||Morie输入锯齿波:2（2）设计一个驱动发光二极管的定时器电路，要求每接收到负脉冲时，发光管持续点亮 秒后熄灭。
555定时器的典型应用电路
555定时器得典型应用电路单稳态触发器555定时器构成单稳态触发器如图2221所示,该电路得触发信号在2脚输入,R与C就是外接定时电路。
单稳态电路得工作波形如图2222所示。
在未加入触发信号时,因u i=H,所以u o=L。
当加入触发信号时,u i=L,所以u o=H,7脚内部得放电管关断,电源经电阻R向电容C充电,u C按指数规律上升。
当u C上升到2V CC/3时,相当输入就是高电平,555定时器得输出u o=L。
同时7脚内部得放电管饱与导通就是时,电阻很小,电容C经放电管迅速放电。
从加入触发信号开始,到电容上得电压充到2V CC/3为止,单稳态触发器完成了一个工作周期。
输出脉冲高电平得宽度称为暂稳态时间,用t W表示。
图2221 单稳态触发器电路图图2222 单稳态触发器得波形图暂稳态时间得求取:暂稳态时间得求取可以通过过渡过程公式,根据图2222可以用电容器C上得电压曲线确定三要素,初始值为u c(0)=0V,无穷大值u c(∞)=V CC,τ=RC,设暂稳态得时间为t w,当t= t w时,u c(t w)=2V CC/3时。
代入过渡过程公式[1p205]几点需要注意得问题:这里有三点需要注意,一就是触发输入信号得逻辑电平,在无触发时就是高电平,必须大于2V CC/3,低电平必须小于V CC/3,否则触发无效。
二就是触发信号得低电平宽度要窄,其低电平得宽度应小于单稳暂稳得时间。
否则当暂稳时间结束时,触发信号依然存在,输出与输入反相。
此时单稳态触发器成为一个反相器。
R得取值不能太小,若R太小,当放电管导通时,灌入放电管得电流太大,会损坏放电管。
图2223就是555定时器单稳态触发器得示波器波形图,从图中可以瞧出触发脉冲得低电平与高电平得位置,波形图右侧得一个小箭头为0电位。
图2223 555定时器单稳态触发器得示波器波形图[动画45]多谐振荡器555定时器构成多谐振荡器得电路如图2224所示,其工作波形如图2225所示。
555定时器工作原理及应用引脚图
555定时器555芯片引脚图及引脚描述555的8脚是集成电路工作电压输入端，电压为5～18V，以UCC表示；从分压器上看出，上比较器A1的５脚接在R1和R2之间，所以5脚的电压固定在2UCC/3上；下比较器A2接在R2与R3之间，A2的同相输入端电位被固定在UCC/3上。
1脚为地。
2脚为触发输入端；3脚为输出端，输出的电平状态受触发器控制，而触发器受上比较器6脚和下比较器2脚的控制。
当触发器接受上比较器A1从R脚输入的高电平时，触发器被置于复位状态，3脚输出低电平；2脚和6脚是互补的，2脚只对低电平起作用，高电平对它不起作用，即电压小于1Ucc/3，此时3脚输出高电平。
6脚为阈值端，只对高电平起作用，低电平对它不起作用，即输入电压大于2 Ucc/3，称高触发端，3脚输出低电平，但有一个先决条件，即2脚电位必须大于1Ucc/3时才有效。
3脚在高电位接近电源电压Ucc，输出电流最大可打200mA。
4脚是复位端，当4脚电位小于0.4V时，不管2、6脚状态如何，输出端3脚都输出低电平。
5脚是控制端。
7脚称放电端，与3脚输出同步，输出电平一致，但7脚并不输出电流，所以3脚称为实高（或低）、7脚称为虚高。
1概述1.1 555定时器的简介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。
由于使用灵活、方便，所以555定时器在波形的产生与交换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到了广泛应用。
自从signetics公司于1972年推出这种产品以后，国际上个主要的电子器件公司也都相继的生产了各自的555定时器产品。
尽管产品型号繁多，但是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.而且，它们的功能和外部引脚排列完全相同。
1.2 555定时器的应用（1）构成施密特触发器，用于TTL系统的接口，整形电路或脉冲鉴幅等；（2）构成多谐振荡器，组成信号产生电路；（3）构成单稳态触发器，用于定时延时整形及一些定时开关中。
555定时器的应用与原理介绍
555定时器介绍：555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。
一般用双极性工艺制作的称为555，用CMOS 工艺制作的称为7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。
555 定时器的电源电压范围宽，可在4.5V~16V 工作，7555 可在3~18V 工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。
555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。
它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。
555 定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图 2.9.1 和图 2.9.2 所示。
它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个RS 触发器，一个放电管T 及功率输出级。
它提供两个基准电压VCC /3 和2VCC /3图8-1 555定时器内部方框图555电路的工作原理555电路的内部电路方框图如图8-1所示。
它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为和。
A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。
当输入信号输入并超过时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。
是复位端，当其为0时，555输出低电平。
平时该端开路或接VCC。
Vc是控制电压端（5脚），平时输出作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。
T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。
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图!
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从功能图不难看到， 在 =V 端端实施触发可使 W7= 的状态发生翻转， 若在 =V 端实施触发该端所加电压 ( ( 必须过 ! X C !>>， 若在=Y 端实施触发该端所加电压必须过 $ X C !>>， 因此 =V Z W7= 的状态才能发生翻转， (Y ( Z $ X C !>> 是 DDD 定时器的两个触发点。 ! X C !>> 和=
图 $ 用施密特以相器将三角波变换为矩形波 图 6 $$$ 定时器构成的施密特反相器 图 7
多谐振荡器工作点的运行轨迹
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安徽工业大学学报
!""! 年
注意到在 *** 定时器内， 放电管部分构成一个 %) 反相器， 其 %&’ 端接 () 积分电路将影响其带载能力， 具有与 %&’ 端相同的逻辑， 因此可将 () 积分电路改为接 ! 端， 改接后的电路如图 +。 图中 "# 输出端（ ! 端） 为 %) 反相器的上拉电阻， (! ) 构成积分电路。 !用功能图分析单稳态触发器的工作原理 单稳态触发器具有一个稳态和一个暂稳态， 电路由稳态翻转至暂稳态用外部信号触发， 由暂稳态翻转至 稳态， 用电路内部信号触发。 (( ( 端实施的均为内部信号触发， 对图 + 多谐振荡器， 在 ’, 端和’ 若将其中的一个改为外部信号触发， 即 可获得单稳态触发器。 (( ( 端的内部信号触发改为用外部信号 " 触发的单稳态触发器。 (( ( 端的触发将使单稳由 图 - 是将’ 显然， ’ . (( ( 端实施的是下 稳态进入暂稳态， 多谐振荡器在’ ’, 端的触发将使单稳由暂稳态进入稳态。由于在图 / 中， 行触发， 触发后， 翻转至 “ ， 因此， 将多谐振荡器改造成单稳后， 单稳在稳态时必定工作在功能图 %&’ 由 “ "” #” 的左上区， 且该区 %&’ 的状态为“ ， 此外， 稳态时 !. 应为高电平， "” !. 的触发边沿为下降沿。 假定稳态时电路工作在 # 点 （ 图 #" 所示） ， 则 #$ 段为单稳的触发翻转阶段， $%、 %! 和 !& 段为单稳的 （ 暂稳阶段 ) 充电） ， 过 & 点进入右上区为自动返回阶段， 从右上区过 & 点至 # 点为恢复阶段 （ ， 单稳 ) 放电） 输出为正脉冲。
-
则在 ()% 端将连续不断地输出矩形脉冲。 显然， 若能对施密特反相器进行改造， 将外部信号触发变为内部信 ( ( 号触发， 并像图 $ 那样连续不断地在 %& 端和%’ 端轮流进行触发， 便可得多谐振荡器。 实现以上想法， 只需在 将矩形波变换成三角波， 再将积分电路的输出接至 !- 端即可， 如图 6。 由 图 * 电路的输出端加 ’. 积分电路， 于 !- 端的三角波是电路自己产生的， 因此， 图 6 便是一个多谐振荡器。 !- 端实施的是内部信号触发， 从功能图上看， 图 6 电路工作点的运行轨迹如图 7， 工作点上行至 " 点， 越过 %& + " 3 * !22 进入右上区 时， 翻转到 “ ， 电容 . 放电使工作点下行， 从右上区返回左上区； 下行至 # $$$ 定时器被触发， ()% 由 “ !” 1” ( ( 点， 越过%’ + ! 3 * !22 进入下区时， 翻转到 “ ， 从下区 $$$ 定时器被触发， ()% 由 “ 1” !” . 便充电使工作点上行， 返回左上区 8 上行至 " 点……如此 ()% 不停地翻转， 振荡。
$
结束语
几个应用实例表明， 用功能图表示法分析用 *** 定时器构成的电路具有直观、 形象和便于掌握等优点。
功能图表示法比功能表具有更好的实用性。 本文虽以双极型 *** 定时器 )2*** 为例介绍了功能图表示法及 其应用， 但其同样适用于 )3%4 电路的 *** 定时器。
参考文献： 5 # 6 阎石 7 数字电子技术基础 5 3 6 7 第四版 7 北京： 高等教育出版社 7 #--+7 $8+ 9 $**7
$ DDD 定时器的功能图表示法
图 $ 为双极型 DDD 定时器 QTDDD 的电路结构图， 其功能 ( ( [$\ 表如表 $ 。将表 $ 画成图的形式如图 ! 。图中=Y # =V 坐标 平面被分成 C 个区域： 左上区、 右上区和下区。在各区内标注 “ 和“ 分别表示该区域内输出 W7= 的状态为保 的“ 不变” 、 "” $” “ 持不变、 状态和“ 状态。 "” $”
图 + *** 定时器构成的多谐振荡器
图 - 将多谐振荡器改造成单稳态触发器
图 #" 单稳态触发器工作点的运行轨迹
在暂稳结束之前， 若 !. 仍未返回到高电平， 则电路将无法 从图 #" 还可看出： 用 ’, 端的内部触发来脱离暂稳态，因此要使单稳能正常工作， !. 应在暂稳结束 前返回至高电平； 此外， 在稳态， 若 !. 有波动， 只要 !. 的大小不低于 # 0 $ ’11， %&’ 的状态便不会改变； 在暂稳态， 若 !. 有波动， 不论 !. 的大小是否越过 # 0 $ ’11， 均 不会引起 %&’ 状态的改变， 由此可知， 单稳可用于去除在 !. 的顶部和底部叠加的 干扰， 即可用于波形整形。 在恢复阶段不应对单稳实施触发，否则将造成单稳在暂稳态停留时间 （ 即输 ） 出脉宽 与外部触发信号有关， 使单稳工作不正常。 显然， 恢复时间越短， 上述要求 图 ## *** 定时器构成的单稳态
触发器 越易满足， 将图 - 中的 "! 短路 （ 如图 ##） ， 可得最短的恢复时间， 此图即实用的单 稳态触发器。 将 ’, 端的内部信号触发改为外部信号触发的单稳态触发器 （ 电路图略） ， 对其作类似分析， 可得： 稳态
， 时， 电路工作在左上区， 上升沿触发， 单稳输出为负脉冲。 %&’ 的状态为“ #” !. 在稳态时为低电平，
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第 $& 卷 第 ! 期 !""! 年 ’ 月
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DDD 定时器的功能图表示法及其应用
赵从毅 （ 安徽工业大学 电气信息学院， 安徽 马鞍山 !’C""!）
摘 要： 提出了一种用图的形式表示 DDD 定时器功能的方法， 运用该方法分析基于 DDD 定时器的电路具有形象、 直观和便于 掌握等优点。文中给出了使用该方法分析脉冲产生电路和脉冲整形电路的实例。 功能图 E 脉冲产生电路； 脉冲整形电路 关键词： DDD 定时器； 中图分类号：=FCC$, ! 文献标识码： .
(’ ( + %& 作一直线， 在功能图上， 按方程% 如图 ,。 输入信号 !- 改变时， 电路的工作点将沿此线的轨迹变动。 *。
图"
./$$$ 的功能图
图*
$$$ 定时器构成的施密特反相图
图,
施密特以相器工作点的运行轨迹
若将 !- 由 1 增至 !22， 则 ()% 在 !- + " 3 * !22 处 （ 由“ 翻转到 “ ， 由此可知， 该电路在上行时是通过 " 点） !” 1” 其上行触发点!% + " 3 * !22； 若将 !- 由 !22 降到 1， 则 ()% 将在 !- + ! 3 * !22 处 （ 由“ %& 端触发的， # 点） 1” ( ( 翻转到“ 其下行触发点 ! + ! 3 * !22。 因 ! 与 ! 不等（ 即 ， 由此可知， 该电路在下行时是通过%’ 端触发的， !”
4 5
只要不越过 ! 3 * !22， !- 如何变化， ()% 的状态亦不会改变。这说明施密特触发器可用于去除在 !- 的顶部和 底部叠加的干扰， 即可用于波形整形。 施密特触发器还可用于波形变换， 图 $ 表明用施密特反相器可将三角波变换为矩形波。 $用功能图分析多谐振荡器的工作原理 多谐振荡器有两个暂稳态， 两个暂稳态之间的转换用振荡器的内部信号实施触发。 在图 * 施密特反相器的基础上再加 ’. 积分电路便可构成多谐振荡器。前已述及，施密特反相器在 %& (’ ( 端的 " 次触发均由外部信号 ! 实施， (’ ( 端连续不断地轮流进行触发， 端和% 图 $ 还表明， 若 ! 在 %& 端和%
收稿日期： !""! # "$ # "% 作者简介： 赵从毅 （ 江苏南京市人， 安徽工业大学电气信息学院副教授。 $&’’ # ） ( 男，
第"期
赵从毅0 $$$ 定时器的功能图表示法及其应用
!"#功能图分析施密特触发器的工作原理 (’ ( 端连在一起作为输入端， 将 $$$ 定时器的 %& 端与% 将 ()% 端作为输出端， 可得施密特反相器， 如图
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具有回差特性） ， 且无论上行还是下行输出与输入均满足反相关系， 故该电路是一个施密特反相器， 回差电压 " ! + !% 5 !% + ! 3 * !22。 从图 , 还能看到， 上行时， 无论 #- 如何变化， 只要不越过 " 3 * !22， 下行时， 无论 ()% 的状态就不会改变；