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第二节 555 定时器及其应用 PowerPoint Presentation
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第二节 555 定时器及其应用

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第二节 555 定时器及其应用

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  1. 第二节 555定时器及其应用 • 555定时器的电路结构与功能 • 由555电路组成的施密特触发器 • 由555电路组成的单稳态触发器 • 由555电路组成的多谐振荡器 总目录 推出 下页

  2. 一、555定时器的电路结构与功能 555定时器是一种多用途的数字-模拟混合集成电路, 利用它能极方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。 应用领域: 波形的产生和变换、测量与控制、家用电器、电子玩具等。 555定时器产品型号繁多,但所有双极型产品型号最后的3位数码都是555,所有CMOS产品型号最后的4位数码都是7555。它们的功能和外部引脚的排列完全相同。 以下介绍国产双极型定时器CB555的电路结构和功能。 上页 下页 返回

  3. VCC R'D + C1 8 4 - 5kΩ VCO VR1 G1 vC1 Q' 5 vI1 TH + 6 C2 - 5kΩ vI2 TR' 3 2 Q VR2 vC2 G3 G2 G4 5kΩ vOD DISC TD 7 1 CB555由比较器C1和C2、基本RS触发器和集电极开路的放电三极管T三部分组成。 复位端 电源端 电压控制端 高电平触发端 vO 低电平触发端 输出端 放电端 接地端 上页 下页 返回

  4. VCC R'D 8 4 5kΩ VR1 VCO G1 vC1 Q' 5 vI1 TH 6 5kΩ vO vI2 TR' 3 + 2 C1 - Q VR2 vC2 G3 G2 G4 5kΩ vOD DISC TD 7 1 + C2 - × × 输 出 输 入 0 vI1 RD vI2 vO 1 T状态 1 1 1 C1输出 0,C2输出 1 C1输出 1,C2输出 1 低 导通 C1输出 1,C2输出 0 低 导通 不变 不变 C1输出 0,C2输出 0 高 截止 高 截止 上页 下页 返回

  5. 二、用555定时器接成的施密特触发器 1. 施密特触发器的特点 (1)输入信号从低电平上升的过程中电路状态转换时对应的输入电平,与输入信号从高电平下降过程中对应的输入转换电平不同。 (2)在电路状态转换时,通过电路内部的正反馈过程使输出电压波形的边沿变得很陡。 利用这两个特点不仅能将边沿变化缓慢的信号波形整形为边沿陡峭的矩形波,而且可以将叠加在矩形脉冲高、低电平上的噪声有效地消除。 上页 下页 返回

  6. VCC + C1 - 8 4 5kΩ VR1 VR1 G1 vC1 Q' 5 + vI vI1 C2 6 - 5kΩ vO 3 vI2 2 VR2 Q vC2 G3 G2 G4 5kΩ TD 0.01μF 7 1 2. 电路结构 将555定时器的两个输入端连在一起作为信号输入端,即可得到施密特触发器。 信号输入端 滤波电容,为提高VR1和VR2的稳定性 上页 下页 返回

  7. VCC vI 8 4 5kΩ VR1 G1 vC1 Q' + vI 5 C1 - 6 5kΩ vI1 3 vO O t + vI2 C2 2 - VR2 Q vC2 G3 G2 G4 5kΩ 0.01μF TD 7 vO 1 O t 3. 工作原理 vo由高电平变为低电平和由低电平变为高电平 所对应的vI值不同,就形成了施密特触发特性。 上页 下页 返回

  8. vI ΔUT O t vO O t 电压传输特性 回差电压 UT+ UT- 如果参考电压由外接电压VCO供给, UT+ = VCO UT- = 1/2VCO ΔUT = 1/2VCO 。 上页 下页 返回

  9. 4. 施密特触发器的应用 (1)用于波形变换 利用施密特触发器状态转换过程中的正反馈作用, 可把边沿变化缓慢的周期性信号变成边沿很陡的矩形脉冲信号。 (2)用于脉冲整形 在数字系统中,矩形脉冲经传输后往往发生波形畸变, 可通过施密特触发器整形获得比较理想的矩形脉冲波形。 (3)用于脉冲鉴幅 施密特触发器能将幅度大于VT+的脉冲选出,具有脉冲鉴幅能力。 上页 下页 返回

  10. 三、用555定时器接成的单稳态触发器 • 单稳态触发器的特点: • 有稳态和暂稳态两个不同的工作状态。 • 在触发脉冲作用下,能从稳态翻转到暂稳态, • 暂稳态维持一段时间后,自动返回到稳态, • 暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数, • 与触发脉冲的宽度和幅度无关。 • (触发脉冲应满足电路要求)。 上页 下页 返回

  11. 单稳态触发器在数字电路中的作用: • 定时(产生一定宽度的矩形波)。 • 整形(把不规则的波形变为规则的脉冲波形)。 • 延时(将输入信号延迟一定时间后输出)。 上页 下页 返回

  12. VCC 8 4 R 5kΩ G1 vC1 Q' 0.01μF + C1 5 - 6 5kΩ 3 vI + vO C2 2 - Q vC2 G3 G2 G4 5kΩ TD vC 7 C 1 1.电路结构 触发信号的输入端 没有触发信号时vI处于高电平,稳态时vc1=vc2=1、Q=0,vo=0。 上页 下页 返回

  13. VCC 8 4 R 5kΩ G1 vC1 Q' 0.01μF + C1 5 vC - 6 2/ 3VCC 5kΩ vI 3 vI + vO C2 2 - O Q vC2 t G3 G2 G4 vO 5kΩ O TD vC t 7 tw C 1 O t 2.工作原理 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。 上页 下页 返回

  14. VCC 8 4 R 5kΩ G1 vC1 Q' 0.01μF + C1 5 vC - 6 2/ 3VCC 5kΩ vI 3 vI + vO C2 2 - O Q vC2 t G3 G2 G4 vO 5kΩ O TD vC t 7 tw C 1 O t 触发脉冲的宽度要小于 tw 触发负脉冲应在vC上升到2/ 3VCC之前回到高电平。 上页 下页 返回

  15. VCC 8 4 R 5kΩ G1 vC1 Q' 0.01μF + C1 5 - 6 5kΩ 3 vI + vO C2 2 - Q vC2 G3 G2 G4 5kΩ TD vC 7 C 1 应用举例 上页 下页 返回

  16. 四、用555定时器接成的多谐振荡器 多谐振荡器是一种自激振荡器,接通电源以后, 不需要外加触发信号,便能自动产生矩形脉冲, 由于矩形脉冲中含有丰富的高次谐波分量, 所以习惯上把矩形波振荡器叫做多谐振荡器。 上页 下页 返回

  17. VCC 8 4 vC R1 5kΩ G1 vC1 0.01μF + Q' C1 5 - 6 O 5kΩ R2 t 3 vC + C2 2 vO - Q vC2 G4 G3 G2 5kΩ TD vO 7 C 1 tp1 tp2 O t 充电回路: VCC→ R1 → R2 → C →地。 放电回路: C → R2 →T →地。 上页 下页 返回

  18. vC O t tp1 tp2 vO O t 振荡周期和振荡频率 振荡周期 振荡频率 用CB555定时器组成的振荡器,最高工作频率可达500kHz。 占空比 上页 下页 返回

  19. VCC R1 R'1 8 4 7 2 D1 RP R'2 R2 6 555 3 vO D2 1 5 C 0.01μF 占空比可调的多谐振荡器 充电回路: VCC→ R‘1 → D1 → C →地。 放电回路: C → D2 → R‘2 →T →地。 占空比 上页 下页 返回

  20. VCC R21 R11 8 4 8 4 7 2 7 2 R12 R22 vO2 (Ⅰ) 6 6 (Ⅱ) 555 555 3 3 vO1 C2 C1 1 5 1 5 0.01μF 0.01μF 应用举例 (Ⅰ)、(Ⅱ)均为多谐振荡电路, 当vo1输出高电平时(Ⅱ) 振荡,vo2输出矩形脉冲, 当vo1输出低电平时(Ⅱ) 被置0,vo2输出低电平。 上页 返回