定时器的原理和应用

On the evening of July 24, 2021
Q
Q
&
&
＋5V
Courseware template
正常时，不按按钮，Q＝0； 按下按钮时，锁定器翻转，Q ＝1；
松开按钮后，回到Q＝0。
可见：按钮动作一次，Q端就 输出一个正脉冲。
S
Q
Q
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电机继续转动 。
u RD
阈值端
TH
触发端
TR
晶体管
o T
如果仅按下按钮 S2 ,
1 大于2VCC /3 大于VCC /3 0
1 小于 2VCC /3 小于 VCC /3 1
1 小于 2VCC /3 大于 VCC /3 保持
0
0
导通 TH > 2VCC / 3 , 未按 S1 ,
截止 当然TR > VCC / 3 , 这时
T1 T2
T = T1 + T2 = 0.7 ( R1 + 2R2 ) C
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VCC
uC
R1
D 48
u 7
R2 TH 6 555 3 o
TR
uC
21 5 C
2VCC /3 VCC /3
0
uo
Courseware template
t
t
0
如何改变方波的占空比
Courseware template
VCC
阈值端
TH 6 CO 5
TR 2
触发端
7
8
R + -
R A1 + A2
R
1
比较的结果
阈值端 触发端
R
TH
TR
RS
大于 / 2VCC 3 大于 / VCC 3 1 0
S
小于 / 2VCC 3 小于 VCC / 3 0 1
小于 / 2VCC 3 大于 / VCC 3 0 0 大于 / 2VCC 3 小于 / VCC 3 1 1
Courseware template
555定时器的原理和应用
555定时器是将模拟电路和数字电路 集成于一体的电子器件。它使用方便,带 负载能力较强, 目前得到了非常广泛的 应用。
1、555定时器的工作原理 555定时器的内部电路包括以下几部
分 : 一个由三个相等电阻组成的分压器; 两个电压比较器: Ｃ1、Ｃ2 ;一个同步 RS 触发器; 一个反相器和一个晶体管T。具 体的 结构见后图。
RD
V CO
TH
TR
V
' o
8
4
R
5 6 2
-
+
RQ
R +
A1
V CC
S
Q
R A2
7
T
1
１ 3 uo 电 放 阈 电控
源 电 值 压制
VCC D TH CO
876 5
555
电源电压范围:
12 3 4
GND TR Uo RD
4.5V ~ 18V
地 触输复 发出位
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0
uo
输出波形
t
TR
uC
21 5 C
t
0
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VCC R1
D 48
在 uC 没有充电到 Courseware template 2VCC /3 之前, uo 保持
u 7
R2 TH 6 555 3 o
TR
1 不变。
uC
uC
21 5 C
2VCC /3 VCC /3
红灯亮的时间即为曝光时间 TW
TW = 1.1 RT CT
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(3). 多谐振荡器: 简易电子琴电路
Courseware template
首先说明如何用555 定时器构成多谐振荡器:
uC
VCC 2VCC /3
R1
VCC /3
D 48
u 7
R2 TH 6 555 3 o
简易电子琴电路图
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演讲结束，谢谢大家支持
1 0 1 导通 0 0 1 0 截止 1 0 0 保持 保持 保持
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综合以上的 分析结果,便可得 到555的功能表:
8 VCC
Co4urseRwDare template
TH 6
CO 5 TR 2
D7
R
+-
RQ
R +- A1 S Q
R A2
VCC
RD
8
4
R
TH CO
6
+ 5 R A1
RQ
TR
2
+ -
A2
SQ
R
D
7
T
1
Courseware template
三个电阻 构成的分压器 给 两个比较器 3 uo 提供基准电压: A1 的为 2VCC / 3 , A2 的为 / VCC 3 。
首先讨论上图中加彩色部分的 电路的工作原理。
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单稳态触发器的应用
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单稳的应用多种多样,如:整形、延 时控制、定时顺序控制等等。
例如 延时控制
利用单稳可以取得延 时作用,延长的时间可以通 过 R、C调节。
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8
uo
3
ui
5
t
0
uCT
若S打开 , 则 ui = 1 ;
2VCC /3
若S合上 , 则 ui = 0。
0
t
按钮 S 处于打开状态时： uo
TH < 2VCC /3 , TR > VCC /3
处于稳定状态0
0
t
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R D
TH
ui TR
S
RT 4
0
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Courseware template
t t t
R D
TH
ui TR
S
RT 4
7
6
2 1
CT
VCC
8
uo D1
3
5
D2
Courseware template
白红
J
~
J
u 按钮 S o J的线圈 J 的结点 红灯 白灯
未按 0 不通电 不动作 亮 灭 按一下 1 通电 闭合 灭 亮
定时器的原理和应用
It is applicable to work report, lecture and teaching
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555定时器的原理和应用
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概述
Courseware template
数字电路区别于模拟电路的 主要特点之 一是：它的工作信 号是离散时间的脉冲信号。最 常用的脉冲信号是方波(矩形 波)。如何产生方波以及对不理 想的方波如何整形，是下面讨 论的重点。
555
3
uo 微电机
M
2 15
C
Courseware template
仅按下起动按钮 S1 , 则
TR < VCC / 3 ; 未按 S2 , 当然
TH < 2VCC / 3 , 故 uo =1 , 电
机转动 。
即使放开 S1 , TR > VCC / 3 ,
TH < 2VCC / 3 , uo 保持为 1 ,
Courseware template
t t t
R D
TH
ui TR
S
RT 4
7
6
2 1
CT
VCC
8
uo
3
5
ui
0
uCT
2VCC /3
一旦 uCT > 2VCC /3 , 且
0
uo
已 有 TR > VCC /3 , uo = 0 ;
555内的晶体管T也由截
止变成导通 , 电容CT 迅速
0
放电而变成 0V。
2 单稳态触发器
Courseware template
单稳态触发器简称单稳。
它的突出特点是: 输出端只有一个稳定
状态, 另一个状态则是暂稳态.加入触发信
号后,它可以由稳定状态转入暂稳态,但是 ,
经过一定时间以后,它又会自动返回原来的
稳定状态。
由外界触发
暂稳态
自动返回
稳定状态
稳定状态
学习的重点:为什么会自动返回?需多少时间?
t t
若S打开 , 则 ui = 1 ;
t
若S合上 , 则 ui = 0 。
0
TW
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R D
TH
ui TR
S
RT 4
7
6
2 1
CT
Courseware template
VCC uo = 0 , 555内的管T导通 ,
电容 CT 被短路, TH =0.3V 。
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V CO
TH
TR
V
' o
Courseware template
RD
8
4
R
5
-
+
RQ
6 2
R A1 +
V CC
S
Q
A2
R
7
T
１ 3 uo
1
p167
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Courseware template
t
0
设电容C 原先未充电, 故 TH = TR < VCC /3 ,
uo
此时 uo = 1 , 555内的晶
体管 T 截止 , 电源通过
t
R1 和 R2 对电容 C 充电。 0
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VCC
Courseware template
R1
在 uC 没有充电到 2VCC /3
Courseware template
(1). 双稳态触发器: 微电机起动停车控制电路。
VCC S2
R TH R
TR
S1
48
6
uo 微电机
555 3
M
2
15 C
S1 : 起动按钮
S2 : 停车按钮
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VCC S2
R TH R TR
S1
48
6
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1 单脉冲的产生
+VCC
Courseware template
S
F
按钮按放一次，便产生一个单脉冲。
但是，由于按钮 S 机械动作经常伴有抖动 现象，使得输出的方波很不理想，毛刺很大。 这样的方波用到数字系统中很容易引起误动 作。因此，这个电路没有实用价值。
D 48
u 7
R2 TH 6 555 3 o
之前, uo 保持 1 不变。 uC
TR
uC
21 5 C
2VCC /3 VCC /3
0
t1 t2 t3
t
一旦 uC 充至稳态值 , uo
即 TH = TR > 2VCC /3 , 立即
uo = 0 , 同时555内的管 T 0
t
导通,电容 C 经 R2 7# T
1# 放电, 一直至VCC /3 , 使得uo 回到 1 , 进入循环 ...
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VCC
uC
R1
D 48
u 7
R2 TH 6 555 3 o
TR
uC
21 5 C
2VCC /3 VCC /3
0
uo
Courseware template
t
t
0
输出方波的周期 T的计算:
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VCC
RD
8
4
R
TRQ
TR
2
+ -
R A2
SQ
D7
T
1
Courseware template
附录:
RS 触发器功能表
RS Q Q
3 uo 1 0 0
1
01 1 0
0 0 保持 保持
1 1 禁止 禁止
R S Q 晶体管T uo
uo
3
1T
阈值端 触发端
RD
TH
TR
1 大于 / 2VCC 3 大于 / VCC 3
uo
晶体管
T
0 导通
1 小于 / 2VCC 3 小于 VCC / 3 1 截止
1 小于 / 2VCC 3 大于 / VCC 3 保持 保持
0
0 导通
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6.5.2 555定时器的应用
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Courseware template
t t t
R D
TH
ui TR
S
RT 4
7
6
2 1
CT
VCC
8
uo
3
5
ui
0
uCT
2VCC /3
0
由以上过程可以看出 : uo
按钮每按动一次 , uo 便输
出一个正脉冲,其宽度 TW
由 RT CT 决定 。
7
6
2 1
CT
VCC
8
uo
3
5
ui
0
uCT
2VCC /3
按一下 S , TR < VCC ,已有
0
TH < 2VCC /3 , 故 uo = 1 , 555 uo
内的管 T 截止 , CT 将被充
电,……
只要 uCT 尚未充至 2VCC /3 , uo
0
的状态就不会变化 。
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uo = 0 , 电机停止运行。
保持
如果松开 S2 , 电机仍
导通 不转动 。
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(2). 单稳态触发器: 洗相曝光定时器
R D
TH
ui TR
S
RT 4
7