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2010级暑期培训之555定时器 —— 09信息 陈 雷邮箱：mailto:710017257@710017257@电话：mailto:710017257华大学电气信息学院创新实验室提 纲一、必要预备知识回顾 二、555定时器的基本原理三、 555构成施密特触发器 四、 555构成单稳态触发器五、555构成多谐振荡器六、555定时器的典型应用一、必要预备知识回顾比较触发、门限电压与其各自参考点电压得到S、R值 比较器根据S、R决定输出高低电平并保持一段时间 锁存器外部电路，决定输出的频率、脉宽。 RC振荡比较器 差分式输入，开环，Av→ ∞ ，所以： VI1VI2：VOUT=+VCC； VI2VI1：VOUT=GND。 详见模电书P455。SR锁存器 S非为置“1”端，R非为置“0”端；低电平有效，即S非端为低电平时，Q端输出高电平；R非端为低电平时，Q端输出低电平。两端脚不能同时为有效的低电平。 即存在约束方程： S+R=1（或运算） 详见数电书P208。RC振荡 这里所说的震荡不是RC网络自行建立的震荡，而是依靠555对电容放电的控制而建立震荡。555的7号脚是放电引脚，由触发引脚和门限引脚的电平决定放电回路的导通与截至，相应地使电容放电与充电，从而形成震荡，后面在多谐震荡器部分会详细说明。二、555定时器的基本原理外部封装及引脚555定时器内部结构和原理外部封装及引脚555的引脚如图示，各引脚功能为： 引脚 功能定义1外接电源负端，常接地2低触发端3输出4直接清零端5控制电压端，常接0.01uF到地6高触发端（门限）7放电端8电源正端内部结构和原理555内部结构如下图所示：内部结构和原理 其内部在电源正负极之间集成有3个串联的5K的电阻，由串联分压可知：C1的正相输入端对地电压为2/3倍Vcc，C2的反相输入端对地电压为1/3倍Vcc。上述为5脚不外接基准电压的前提下的情况。若5脚外接外接基础电压VDD，则C2正相输入端对地电压为1/2VDD。内部结构和原理C1、C2为两个电压比较器，C1比较VR1和Vi1的电压， VR1Vi1时，VC1输出高电平； VR1Vi1时，VC1输出低电平。C2比较VR2和Vi2的电压，比较情况及结果同上。G1、G2构成SR锁存器，VC1电平即R(置0端)电平，VC2电平即S(置1端)电平，Q为输出。在555正常工作时，复位端4脚接高电平，复位无效。内部结构和原理 G3视为由4脚控制的反相器，对锁存器输出Q进行反相以控制三极管TD的导通、截至状态，从而控制外接的电容放、充电。G4再次反相，还原锁存器的输出作为整个555定时器的输出Vo。5脚在不使用外部基准电压时常经0.01uF左右的电容接地，滤除杂波。三、555构成施密特触发器First 概念介绍Second 原理讲解概念介绍 施密特触发器是指有如下两个特点的触发器：1、触发方式为电平触发，当输入电压达到一定值时，输出电压回发生跳变(因为内部集成有正反馈电路使输出电压波形的边沿很陡)。2、当输入电压增大和减小时拥有不同的阀值电压，增大的阀值电压为VT+，减少的阀值电压为VT-。其差值△VT称为回差电压，计算公式为：原理讲解 图为555构成施密特触发器的最简电路。 假设开始时输入电压在1/3Vcc到2/3Vcc之间，当输入电压上升达到2/3Vcc时，555的6脚触发，输出跳变为低电平；当输入电压下降到2/3 Vcc时，输出不发生变化；当输入电压下降到1/3Vcc时，2脚触发，输出跳变为高电平；当输入电压上升到1/3Vcc时，输出不发生变化。于是形成了回差电压△VT 。原理讲解施密特触发器典型功能有：波形变换 例如正弦波输入可得到方波输出，受回差电压影响，占空比不为50%。波形的整形和抗干扰 在容性系数较大的电路中，矩形波往往会被显著延时导致矩形系数下降，跳变沿不陡峭，发生变形。经过施密特整形后形成标准矩形波。另外原传输波原理讲解形在传输途中往往会被外界干扰，而施密特触发器是输入与正、负向阀值比较来决定输出，从而避免了干扰杂波对后续电路的影响，达到抗干扰效果。幅度鉴别 幅度鉴别的根本原理和上面的两个是基本一样的，都利用了施密特触发器的阀值电压控制输出的特点。以上这些应用中阀值电压的设置非常关键!四、 555构成单稳态触发器不可重复触发单稳电路 1可重复触发单稳电路 2不可重复触发单稳电路不可重复触发单稳电路 不可重复触发的根本原因是因为有回差电压(施密特触发器讲过)的存在，当触发端2脚为高电平即没有收到触发低脉冲时，输出为低电平，放电回路导通，电容两端电压Vc始终为0；收到触发低脉冲时，输出为高电平，放电回路截至，电容被充电，电压升高，在Vc升高到2/3Vcc之前，即使再有触发脉，由于6脚电