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t∕i=H,所以〃。二L。当加入触发信号时，U t=L9所以％二H, 7脚内部的放电管关断，电源经电阻R向电容C充电，饥按指数规律上升。当仏上升到2堆/3时，相当输入是高电平，555定时器的输出“°二L。同时7脚内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2仏/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22-2-2 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2 2-2-2可以用电容器C上的电压曲线确定三要素，初始值为α(O)二OV,无穷大值^C(OO) = KC, τ -RC,设暂稳态的时间为当1=九时，以匕)二2堆/3时。代入过渡过程公式[1-p2

05]

J

U C (⅛ = (OO) + [u c (P)-U C(∞)> 7

n —如-塑

T

7 =^C-^

C^

P -如

- = l-e 7

3

3

Z W =RCln 3 卸1.1RC

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堆/3,低电平必须小于Kc∕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O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。

与单稳态触发器比较，它是利用电容器的充放电来代替外加触发信号，所以，电容器上的电压信号应该在两个阈值之间按指数规律转换。充电回路是R A、RB和C,此时相当输入是低电平，输出是高电平；当电容器充电达到2 Kc/ 3时，即输入达到高电平时，电路的状态发生翻转，输出为低电平，电容器开始放电。当电容器放电达到2K c∕3时，电路的状态又开始翻转。如此不断循环。电容器之所以能够放电，是由于有放电端7脚的作用，因7脚的状态与输出端一致，7脚为低电平电容器即放电。

IUHnU

A JA R R 38 55

6

图22-2-4 多谐振荡器电路

图22-2

-5多谐振荡器的波形

震荡周期的确定：

根据％(亡)的波形图可以确定振荡周期，T=T^T2

先求T ∖, 7；对应充电，时间常数TI 二(笊+∕⅞)C,初

始 值为 ％(O)二 Kc∕3,无穷大值 t∕c (∞) = Kc,当 I=刀时，UATy) 二2 K c ∕3,代入过渡过程公式，可得

In2 (凡+脸 CS 7 (兀+脸 C

求T 2,石对应放电，时间常数丫2二&C,初始值为U e (0) =2 K c∕3,

无穷大值Uc3 =OV,当t= 〃时，UE 二Kc∕3,代入

过渡过程公式，可得7^=ln2∕⅞^≈O. 7R^C

振荡周期

h 7； M 二 Q0. 693(兀+2∕⅞) C

振荡频率

,1 1.44

7 = ¾tf -------- T 0.7‰÷2z ⅞)C t

占空比

图22-2-6是555定时器多谐振荡器的示波器波形

图，多谐振荡器的供电电压为5V 。图中上面的波形是输出波 形，幅度382. 5mV,示波器探头有10倍衰减，实际幅度是3.

亠丄 T T +T X100% = X100% RH + RB

8V;下面的一个是定时电容器上的波形，图中显示充放电波形的峰峰值是1.625V,波谷距零线的距离大约也是1.6^1.7 V,正好是555定时器的二个阈值的数值。

图22-2-6 555定时器多谐振荡器的示波器波形图[动画4

-6]

占空比可调的多谐振荡器：

对于图22-2-4所示的多谐振荡器，因T y>T2,它的占空比大于50%,要想使占空比可调，应如何办？当然应该从能调节充、放电通路上想办法。图22-2-7是一种占空比可调的电路方案，该电路因加入了二极管，使电容器的充电和放电回路不同，可以调节电位器使充、放电时间常数相同。如果调节电位器使R f p可以获得50%的占空比。读者不难看懂该电路的充、放电通路以及充、放电时间常数的大小。

图22-2-7 占空比可调的多谐振荡器

密特触发器

555定时器构成施密特触发器的电路图如图22-2- 8所示，波形图如图22-2-9所示。施密特触发器的工作原理和多谐振荡器基本一致，无原则不同。只不过多谐振荡器是靠电容器的充放电去控制电路状态的翻转，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 Kc∕3,低电平必须小于14/3,否则电路不能翻转。

O

图22-2-8 施密特触发器电路

图图22-2-9 施

密特触发器的波形图

由于施密特触发器采用外加信号，所以放电端7脚就空闲了出来。利用7脚加上上拉电阻，就可以获得一个与输出端3脚一样的输出波形。如果上拉电阻接的电源电压不同，7脚输出的高电平与3脚输出的高电平在数值上会有所不同。

施密特触发器的主要用于对输入波形的整形。图2 2-2-10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。图3.42是施密特触发器的示波器波形图，从图中可以看出对应输出波形翻转的555定时器的二个阈值，一个是对应输出下降沿的3. 375 V,另一个是对应输出上升沿的1.688V,施密特触发器的回差电压是3. 375-1.6 88=1.688V o从图示波形可以看出，与理论值一致（电源电压5V） o在放电端7脚加一个上拉电阻，接IoV电源，可以获得一个高、低电平与3脚输出不同，但波形的高、低电平宽度完全一样的第二个输出波形，这个波形可以用于不同逻辑电平的转换。当输入信号的幅度太小时，施密特触发器将

不能工作。