电子教案-电子技术(第5版_付植桐)教学资源42550 第 12 章555集成定时器及应用-电子课件

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第 12 章 脉冲波形的产生和整形
当uI接到触发信号（短暂低电平），单稳态触发器进入暂稳 态，此时输出为高，放电管VT截止，充电过程开始，一直充 电到正向阈值2UCC/3为止，此段暂稳态时间长度只与R和C的 数值有关，与触发电平时间长短无直接关系。有暂稳态时间：
TW RC ln 3 1.1RC
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波形变换
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第 12 章 脉冲波形的产生和整形
工作原理：
在uI<UCC/3时，由555功能表输出为高，直到翻转为低为止此为第I稳 态； 在uI>2UCC/3时，由555功能表输出为低，直到翻转为高为止此为第II 稳态； 在UCC/3<uI<2UCC/3时，由555功能表，此时保持原来状态不变。即输 入为上升趋势，保持原输出为高；输入为下降趋势则保持原输出为低 电平。
555定时器分为： 三个5K电阻分压器 A1A2组成的电压比较器 基ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱRS触发器（1有效） 放电管VT 倒相缓冲输出门G 共五个部分，右图为引 脚图。
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第 12 章 脉冲波形的产生和整形
12.4.2 工作原理
其5脚无效时，由于集成运放的“虚断”特性，A1输入端以2/3 UCC为 参考电压，A2以1/3 UCC为参考电压。
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第 12 章 脉冲波形的产生和整形
对应以上过程，在电容C上的电压uC波形对应输出uo波 形如下图。
起初对电容充电时，uC从 0V充到2/3UCC，输出为 高。时间为：
T充 0.7(R1 R2 ) C
uC充电到2/3UCC时，电容 开始放电，输出为低。时 间为：
T放 0.7 R2 C
暂稳态完成后， 由于放电通路中 无电阻，放电过 程迅速，立即又 恢复到稳态，等 待下一次触发电 平的来到。
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第 12 章 脉冲波形的产生和整形
本章小结
波形产生和变换主要应用三种基 本电路：单稳态触发器、施密特 触发器、多谐振荡器。这些电路 都可以用555集成定时器来组成。 因此555的应用电路是本章重点。
2/3 UCC
电压比较器输入端uI1>2/3UCC时，A1 输出（接入R端）为0，否则为1；
uI2>1/3UCC时，A2输出（接入S端）为
1，否则为0。
1有效的基本RS触发器，当
R=S=0时Q保持原态，R=1、S=0
时清零，R=0、S=1时置1，
R=S=1时输出状态不定。
G将触发器的反相输出 倒相并加强输出电流。
12.4.3 555定时器的典型应用
1.多谐振荡器
555芯片外围如图接 入电阻和电容即可 构成多谐振荡器。
起初由于其内部集 成运放的“虚断” 性质而对电容充电。
当充电到
uI1=uI2=2/3UCC =uC 时，对照上表，输 出Q应翻转为低电平， 与此同时VT管导通， 电容C经由7脚向接 地的1脚放电。
2 3 UCC
1 3
U
CC
0
1
2 3 UCC
1 3
U
CC
1
2 3
U
CC
1 3
U
CC
0
1
0
1
截止
0
1
0
导通
0
保持 保持 保持
当5脚UREF端作用时，上表中的参考电位应相应换 为UREF和1/2 UREF。此时，门限值可自由设定，由 此拓展了555芯片的使用范围。
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第 12 章 脉冲波形的产生和整形
第 12 章 脉冲波形的产生和整形
12.4 555集成定时器及应用
主要要求：
理解555定时器的工作原理。
掌握555定时器的三种基本应用及其 外围电路构成。
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第 12 章 脉冲波形的产生和整形
12.4.1 555电路组成
555集成定时器，是一种模拟和数字电路相结合的集成电 路。应用555电路可以构成极简约的多谐振荡器、施密特 触发器和单稳态触发器，其工作电压范围宽，输出具有一 定的负载能力，因而应用广泛。以下是其结构图。
2020年6月216/日3 星UC期C 五
放电管VT当uO输出为1 时截止，为0时导通放电 端7脚和接地端1脚。
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综合555集成定时器内部五个基本部分的功能可以得到 以下的功能表，也就是555集成定时器的具体功能描述。
RD
uI1
uI2
R
S
Q
uo
VT
0
×
×
×
×
1
0
导通
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第 12 章 脉冲波形的产生和整形 三种基本电路的特点
状态
跳变条件
555电路
应用
单稳态触发 器
一个稳态， 一个暂稳态
触发出1，自动 回0
2脚6脚输分入开，2、 延定时时（，门整铃形），
施密特触发
器
两个稳态
多谐振荡器 两个暂稳态
输入上升趋势
波形变换，整
门限UT+，下降 趋势门限UT-
而放电使uC减少到 1/3UCC时，由功能表输出 再次为高，由此充电与放 电过程交替循环，形成输 出高低交替的矩形波形。
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由上，矩形波的周期即：
T T充 T放 0.7(R1 2R2 ) C 单位秒
占空比为q T充 100% R1 R2
稳态时，UCC通过R给C充电， 会使得6脚电压高于正向阈值， 而由555功能表会将放电管VT 导通，使得7脚向接地（1脚） 放电，输出为低，而2脚独立 作输入，使得放电过程无负向 阈值，所以稳态输出为低，只 要uI（2脚）输入低于UCC/3就 会有翻转，从而出现暂稳态 （输出高）。
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T充 T放
R1 2R2
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上述多谐振荡电路搭 好之后占空比固定， 而实际中往往需要波 形占空比可调。可利 用滑动变阻器（电位 器）来组成555外部电 路，如图，如需q大些 只需向右移动滑动变 阻器即可。
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第 12 章 脉冲波形的产生和整形
2.施密特触发器 将555的uI1（2脚）与uI2（ 6脚）连接在一起作输入uI， UREF（4脚）与 R D（5脚）都不起作用时，就构成了一个 施密特触发器。其中3脚为输出。 可以构成波形变换、波形整形、鉴幅等多种电路。
区分555应用电路为三种中的哪一个，主 要看2、6脚关系和有无输入信号。两种触 发器必有信号输入端；只有多谐振荡器无 信号输入端。信号输入是外界变化的物理 信息。555芯片电路中2、6脚如若分开， 必是单稳态触发器。
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第I稳态
保持 状态
综上，正向阈值UT+为 2UCC/3，负向阈值UT为UCC/3，滞后电压或 回差电压UH为UCC/3 。
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第II稳态
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第 12 章 脉冲波形的产生和整形
3.单稳态触发器
555芯片外围如图接入电阻R和电容C即可构成单稳态触发 器。R一般几百Ω到几MΩ，C一般几百pF到几百μF，使得 单稳态触发器的暂稳态一般可以达到几μS到几分钟。
2、6相联作 输入
形，鉴幅，方 波产生
自动翻转
2、6相联， 产生矩形波， 外接RC充 驱动时序电路 放电回路
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第 12 章 脉冲波形的产生和整形
555集成定时器针对输入端（2、6脚）相 当于集成运放输入端，只接收电压信号， 无任何电流流进或流出。输出（3脚）既 有电压又有电流，且有一定驱动能力。