555集成定时器

2/3VCC 1/3VCC
Q
图6.2.3 CA555时基电路的等效功能电路图 时基电路的等效功能电路图
8
表1 CA555引出端真值表 引出端真值表
引脚
电平 电平 电平 电平
2( )
*
S
6(R)
* *
4(
)
3(V0)
低电平 高电平 保持电平 低电平
7(Q)
低电平 悬空状态 保持 低电平
功能
强制 复位 置位 保持 复位
＃ 双极型和CMOS型555定时器的功能和外部引脚的 排列完全相同。
4
（2）常见封装形式 ）
图6.2.1 555和556时基电路的封装示意图 和 时基电路的封装示意图
5
•
时基电路的结构、 一、双极型555时基电路的结构、功能与工作 双极型 时基电路的结构 原理 （1）美国无线电公司生产的 ）美国无线电公司生产的CA555时基电路 时基电路 下图是美国无线电公司生产的CA555时基电 下图是美国无线电公司生产的 时基电 路的内部等效电路图。 路的内部等效电路图。
12
双极型555和CMOS型555的性能比较 双极型555和CMOS型555的性能比较 555
•
• • • • • • • 双极型555和CMOS型555的共同点： 和 的共同点： 双极型 型 的共同点 二者的功能大体相同， ①二者的功能大体相同，外形和管脚排列 一致，在大多数应用场合可直接替换。 一致，在大多数应用场合可直接替换。 均使用单一电源，适应电压范围大， ②均使用单一电源，适应电压范围大，可 与TTL、HTL、CMOS型数字逻辑电路等共用电 、 、 型数字逻辑电路等共用电 源。 的输出为全电源电平， ③555的输出为全电源电平，可与 的输出为全电源电平 可与TTL、 、 HTL、CMOS型等电路直接接口。 型等电路直接接口。 、 型等电路直接接口
• •
6
2/3VCC
1/3VCC
双稳态触发器
TH
TR
Imax>50mA
推挽式功率输出 图6.2.2 CA555时基电路的内部等效电路图 时基电路的内部等效电路图 IO=200mA
7
•
555电路可简化为下图6.2.3所示的等效功能电路。显然 555电路内含两个比较器A1和A2、一个触发器、一个驱动 器和一个放电晶体管。 置位－ 置位－复位触发器
17
上页
下页
返回
vI
触发脉冲的宽度要小于 tw V CC
8 4
R
O
0.01µ 0.01µF
5k
5 6
vC 2/ 3VCC
O
t vI t vC tw t
C
+C
vC1
G1
Q'
3
-
1
5k
2 TD 7
+C2
-
vO
O
vC2
G2
Q
vO
G3 G4
5k
1
触发负脉冲应在v 上升到2 触发负脉冲应在vC上升到2/ 3VCC之前回到高电平。 之前回到高电平。
2
555时基电路之所以得到这样广泛的应用，在于它具 时基电路之所以得到这样广泛的应用， 时基电路之所以得到这样广泛的应用 有如下几个特点： 有如下几个特点： ①555在电路结构上是由模拟电路和数字 在电路结构上是由模拟电路和数字 电路组合而成， 电路组合而成，它将模拟功能与逻辑功能兼容为一 能够产生精确的时间延迟和振荡 时间延迟和振荡。 体，能够产生精确的时间延迟和振荡。它拓宽了模 拟集成的应用范围。 拟集成的应用范围。 该电路采用单电源。双极型555的电压 ②该电路采用单电源。双极型 的电压 范围为4.5V~15V；而CMOS型的电源适应范围更宽， 型的电源适应范围更宽， 范围为 ； 型的电源适应范围更宽 为2V~18V。这样，它就可以和模拟运算放大器和 。这样， TTL或CMOS数字电路共用一个电源。 数字电路共用一个电源。 或 数字电路共用一个电源
555定时器及其应用 555定时器及其应用
概述 555定时器的电路工作原理与结构、 555定时器的电路工作原理与结构、功 定时器的电路工作原理与结构 能 由555电路组成的单稳态触发器 555电路组成的单稳态触发器 由555电路组成的多谐振荡器 555电路组成的多谐振荡器 由555电路组成的施密特触发器 555电路组成的施密特触发器 555电路应用举例 555电路应用举例
15
一、用555 555定时器接成的单稳态触发器 555
1.电路结构 1.电路结构
R
0.01µ 0.01µF
VCC
8 4
5k
5 6
+C
vC1
G1
Q'
3
-
1
5k vI
触发信号的 输入端 2
+C2
-
vC2
G2
Q
vO
G3 G4
vC
C
TD 7
5k
1
没有触发信号时v 处于高电平，稳态时v 没有触发信号时vI处于高电平，稳态时vc1=vc2=1、 =1、 Q=0，vo=0。 =0， =0。
19
设输入信号ｖｉ为一列脉冲串，第一个负脉冲触发２端后，输出ｖ 设输入信号ｖｉ为一列脉冲串，第一个负脉冲触发２端后，输出ｖ ｖｉ为一列脉冲串 变为高电平，电容Ｃ开始充电， 由于ｖＣ ｖＣ未达到 ｏ变为高电平，电容Ｃ开始充电，如果 ，由于ｖＣ未达到 ＶＣＣ／３，ｖｏ将一直保持为高电平，Ｔ截止 这段时间内， 将一直保持为高电平，Ｔ截止。 ２ＶＣＣ／３，ｖｏ将一直保持为高电平，Ｔ截止。这段时间内， 输入负脉冲不起作用。 ｖＣ达到 ＶＣＣ／３ 达到２ 输出ｖｏ ｖｏ很快 输入负脉冲不起作用。当ｖＣ达到２ＶＣＣ／３时，输出ｖｏ很快 变为低电平，下一个负脉冲来到，输出又上跳为高电平，电容Ｃ 变为低电平，下一个负脉冲来到，输出又上跳为高电平，电容Ｃ又 开始充电，如此周而复始。输出脉冲的延迟时间为： 开始充电，如此周而复始。输出脉冲的延迟时间为： 输出脉冲的周期为 分频系数Ｎ主要由延迟时间ｔｐ决定，由于ＲＣ ｔｐ决定 ＲＣ时间常数可以取得 分频系数Ｎ主要由延迟时间ｔｐ决定，由于ＲＣ时间常数可以取得 很大，故可获得很大的分频系数。 很大，
14
•
• • • • • • •
④CMOS型555在传输过渡时间里产生的尖 型 在传输过渡时间里产生的尖 峰电流小，仅为2~3mA；而双极型 峰电流小，仅为 ；而双极型555的尖峰电 的尖峰电 流高达300~400mA。 流高达 。 ⑤CMOS型555的输人阻抗比双极型的要高 型 的输人阻抗比双极型的要高 出几个数量级，高达10 出几个数量级，高达 10 。 的驱动能力差， ⑥CMOS型555的驱动能力差，输出电流仅 型 的驱动能力差 为1~3mA，而双极型的输出驱动电流可达 ，而双极型的输出驱动电流可达200mA. 一般说来，在要求定时长、功耗小、 一般说来，在要求定时长、功耗小、负载轻的 场合宜选用CMOS型555；而在负载重、要求驱动 场合宜选用 型 ；而在负载重、 电流大、电压高的场合，宜选用双极型的555。 电流大、电压高的场合，宜选用双极型的 。
1
555时基电路的特点和封装 555时基电路的特点和封装
• 555时基电路大量应用于电子控制、电子检 时基电路大量应用于电子控制、 时基电路大量应用于电子控制 仪器仪表、家用电器、音响报警、 测、仪器仪表、家用电器、音响报警、电 子玩具等诸多方面 等诸多方面。 子玩具等诸多方面。 • 还可用作振荡器、脉冲发生器、 还可用作振荡器、脉冲发生器、延时发 生器、定时器、方波发生器、 生器、定时器、方波发生器、单稳态触发 振荡器、双稳态多谐振荡器、 振荡器、双稳态多谐振荡器、自由多谐振 荡器、锯齿波发生器、脉宽调制器、 荡器、锯齿波发生器、脉宽调制器、脉位 调制器等等。 调制器等等。
16
上页
下页
返回
vI
2.工作原理 2.工作原理
R
0.01µ 0.01µF
VCC
8 4
5k
5 6
O
vC 2/ 3VCC
O
t vI t vC tw t
C
+C
vC1
G1
Q'
3
-
1
5k
2 TD 7
+C2
-
vO
O
vC2
G2k
1
tw = R ln3=1.1RC C 通常t 的范围为几微秒到几分钟。但随着t 通常tw的范围为几微秒到几分钟。但随着tw的宽度 增加它的精度和稳定度也将下降。 增加它的精度和稳定度也将下降。
13
•
④电源电压变化对振荡频率和定时精度的 • 影响小。对定时精度的影响仅 影响小。对定时精度的影响仅0.05％/V，且温 ％ ， 度稳定性好，温度漂移不高于50ppm/oC。 度稳定性好，温度漂移不高于 。
• 双极型555与CMOS型555的差异： 的差异： 双极型 与 型 的差异 • ①CMOS型555的功耗仅为双极型的几十分 型 的功耗仅为双极型的几十分 • 之一，静态电流仅为300µA左右，为微功耗电 之一，静态电流仅为 左右， 左右 路. • 的电源电压可低至2~3V； ②CMOS型555的电源电压可低至 型 的电源电压可低至 ； • 各输入功能端电流均为 各输入功能端电流均为pA(微微安 量级。 微微安)量级 微微安 量级。 • ③CMOS型555的输出脉冲的上升沿和下降 型 的输出脉冲的上升沿和下降 • 沿比双极型的要陡，转换时间短。 沿比双极型的要陡，转换时间短。
输 VO 低 低 不变 高 高
出 TD状态 导通 导通 不变 截止 截止
VI1 x >2/3VCC < 2/3VCC < 2/3VCC >2/3VCC
0 1 1 1 1
11
CMOS型555时基电路在大多数应用场合， 型 时基电路在大多数应用场合， 时基电路在大多数应用场合 都可以直接代换标准的双极型的555。它与所有 都可以直接代换标准的双极型的 。 CMOS型电路一样，具有输入阻抗高、功 型电路一样， 输入阻抗高、 型电路一样 等一系列优点， 耗极小、 耗极小、电源适应范围宽等一系列优点， 特别适用于低功耗、长延时等场合。 特别适用于低功耗、长延时等场合。但它的输 出驱动能力较低（最大负载电流<4mA），不能 ），不能 出驱动能力较低（最大负载电流 ）， 直接驱动要求较大的电流的电感性负载。 直接驱动要求较大的电流的电感性负载。