555单稳态占空比可调触发器

１Protues简介

Protues软件是一个EDA 工具软件。它具有EDA工具软件的仿真功能，还能仿真单片机及外围器件。

Protues具有四大功能模块：（1）智能原理图设计（ISIS）；（2）完善的电路仿真功能（Prospice）；（3）独特的单片机协同仿真功能（VSM）；（4）实用的PCB设计平台。这就保证protues的强大功能。

Protues软件具有原理布图，PCB自动或人工布线等功能。Protues可提供仿真数字和模拟，交流和直流等多种元器件，仿真仪表资源：其中包括示波器，逻辑分析仪，信号发生器。它是目前世界上唯一将电路仿真软件、PCB设计软件和虚拟模型仿真软件三合一的设计平台，其处理器模型支持8051、HC11、PIC10/12/16/18/24/30/DsPIC33、AVR、ARM、8086和MSP430等

2 555定时器

2.1 555定时器原理

555集成电路是由集成运算放大器组成的单门限电压比较器，基本RS 触发器及工作于开关状态的双极型三极管集成一起的电路模块。

555定时器内部结构如图1.1所示。它由三个阻值为5kΩ的电阻组成的分压器、两个

图2.1 555定时器内部结构

555定时器电路的工作原理：

电压比较器C1和C2、基本RS 触发器、放电晶体管T 、与非门和反相器组成。 分压器为两个电压比较器C1、C2提供参考电压。如5端悬空，则比较器C1的参考电压为cc

U

32

⋅，加在同相端；C2的参考电压为cc

U

3

1

⋅，加在反相端。

’D R 是复位输入端。当0R D

=’时，基本RS 触发器被置0，晶体管T 导通，输出端u0为低电平。正常工作时，1R D

=’。 11U 和12U 分别为6端和2端的输入电压。当

cc

11U

32

⋅ U ，cc

12

U

3

1⋅

U 时，

C1输出为低电平，C2输出为高电平，即0R D =，1S D =，基本RS 触发器被置0，晶体管T 导通，输出端0U 为低电平。

当cc 11U 32⋅ U ，cc

12

U

31⋅

U 时，C1输出为高电平，C2输出为低电平，1R D =，

0S D =，基本RS 触发器被置1，晶体管T 截止，输出端0U 为高电平。

当cc

11

U 3

2

⋅ U ，cc

12

U

3

1⋅

U

时，基本RS 触发器状态不变，电路亦保持原

状态不变。

555集成电路的逻辑功能如表1所示。

表1 555集成电路的逻辑功能

555定时器一般情况下具有较强的带负载能力。双极型三极管构成的555定时器输出电流可以达到20mA 。CMOS 管构成的定时器负载电流在4mA 以下。电源电压范围也较宽，在5~16V 之间都可以安全工作。因此，555定时器使用比较灵活。

2.2 单稳态触发器

单稳态触发器,是指电路达到稳定之后,只有一个稳定状态的触发器。一般具有以下特点：

（1） 电路的输出可以的高电平，也可以的低电平，但稳定的输出状态是唯一的。 （2） 在外界触发信号的作用下，电路的输出状态将进入暂时的工作状态，称为暂稳态。

暂稳态是暂时的，经历一定时间后电路的输出一定会自动回到其稳定输出状态。

（3） 暂稳态的维持时间取决于电路的参数，与外界的触发信号脉冲宽度和幅度大小无

关。只要触发信号的幅度足够高或足够低，就能使电路进入暂稳态工作。 由于以上特点，单稳态触发器广泛应用于将尖脉冲转换呈矩形脉冲信号，延时脉冲产生电路。

用555定时器构成的单稳态触发器的电路如图2.2所示。这种触发器具有两个触发信

图2.2 555定时器单稳态电路

号输入端，可以用高电平触发，也可以用低电平触发。555定时器的2端为触发信号的输入端，6端和7端并联后，连接到电阻电容的串联点，构成电容，电阻充放电定时电路结构。

3 电路设计

占空比是指在一串理想的脉冲序列中（如方波），正脉冲的持续时间与脉冲总周期的比值或者高电平所占周期时间与整个周期时间的比值。例如:正脉冲宽度1μs,信号周期10μs 的脉冲序列占空比为0.1。

本次设计的555定时器单稳态可调占空比触发器电路图如图3.1所示。它通过调节电位器不变，故能

，而总电路充放电时间

此来改变电路充电时间

的箭头来改变电阻，以

1V R

图3.1 电路设计图

改变电路占空比。

如图3.1所示，电路只要一加上电压Vcc ，振荡器便起振。刚通电时，由于C 上的电压不能突变，即2脚电位的起始电平为地电位，使555定时器置位，3脚呈高电平。C 通过111,,D R R V 上部分对其充电，充电时间为

1A R 693.0T C 充

当C 上电压充到阈值电平2/3 VDD 时，555复位，3脚转呈低电平，此时C 通过Dl 、RB 、555内部的放电管放电，放电时间

1B R 693.0T C =放。

设占空比为D ，则

B

A

A

R

R

R T

T D +=

=

充。

调节1V R ，当其中心头滑向最上端时：

00min 3.811

11T

T D ≈+=

=

充

当1V R 中心头滑向最下端时：

0max 7

.9111

111T

T D ≈+=

=

充。