第12章-555定时器.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,化学工业出版社,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,第,12,章,555,定时器,学习要点,集成,555,定时器,555,定时器构成的脉冲波形产生与整形电路,由三个阻值为,5k,的电阻组成的分压器、两个电压比较器,C,1,和,C,2,、基本,RS,触发器,G,1,和,G,2,、一个集电极开路输出的泄放三极管,T,等组成。,第,12,章,555,定时器,12.1,集成,555,定时器,12.1.1 555,定时器的结构,555,定时器的引线排列图,1,端：,GND,接地；,5,端：,V,co,控制电压；,6,端：,TH,阈值输入；,7,端：,DIS,放电端；,8,端：,Vcc,电源。,触发输入；,2,端：,3,端：,U,o,输出；,4,端：,复位；,12.1.2 555,定时器的功能,（,1,）,4,脚为复位输入端（,R,D,），当,R,D,为低电平时，不管其他输入端的状态如何，输出,v,o,为低电平。正常工作时，应将其接高电平。,（,2,）,5,脚为电压控制端，当其悬空时，比较器,C,1,和,C,2,的比较电压分别为,2/3,V,CC,和,1/3,V,CC,。,（,3,）,2,脚为触发输入端，,6,脚为阈值输入端，两端的电位高低控制比较器,C,1,和,C,2,的输出，从而控制,RS,触发器，决定输出状态。,Q,Uo,0,0,导通,1,2/3Vcc,1/3Vcc,0,1,0,0,导通,1,2/3Vcc,1/3Vcc,1,0,1,1,截止,1,1/3Vcc,1,1,保持,保持,保持,12.2 555,定时器构成的脉冲波形产生与整形电路,12.2.1 555,定时器构成的施密特触发器,施密特触发器的电压传输特性,当,0,u,i,1/3,Vcc,时,，,u,o,为高电平；,当,1/3,Vcc,u,i,2,/3,Vcc,时,，,u,o,保持为原来的高电平；,当,2/3,Vcc,u,i,Vcc,时，,u,o,为低电平；,当,1/3,Vcc,u,i,2,/3,Vcc,时,，,u,o,保持为原来的低电平。,上限电平与下限电平的差值成为回差电压,U,T,=,-,=2/3,Vcc,-1/3,Vcc,=1/3,Vcc,12.2.2 555,定时器构成的单稳态触发器,特点：,1.,有一个稳定状态和一个暂稳状态；,2.,在外来触发脉冲作用下，能够由稳态翻转到暂稳态；,3.,暂稳态维持一段时间后，将自动返回到稳态，而暂稳态时间的长短，与触发脉冲无关，仅取决于电路本身的参数。,1.,稳定状态,接通电源后,V,CC,经,R,向,C,充电，使,u,C,上升。,u,C,O,t,O,u,O,t,U,OL,U,OH,t,WO,O,t,U,IH,u,I,t,WI,V,CC,该电路,触发信号为负脉冲,，不加触发信号时，,u,I,=,U,IH,(,应,1/3,V,CC,),。,当,u,C,2/3,V,CC,时，满足,TR,=,u,I,1/3,V,CC,，,TH,=,u,I,2/3,V,CC,因此,u,O,为低电平，,V,导通，电容,C,经放电管,V,迅速放电完毕，,u,C,0 V,。,这时,TR,=,U,IH,1/3,V,CC,，,TH,=,u,C,0,2/3,V,CC,，,u,O,保持低电平不变。因此，,稳态时,u,C,0 V,，,u,O,为低电平。,充电,工作原理,导通,放电,V,u,C,O,t,O,u,O,t,U,OL,U,OH,t,WO,O,t,U,IH,u,I,t,WI,V,CC,0V,U,OL,U,IH,3.,自动返回稳定状态,2.,触发进入暂稳态,当输入,u,I,由高电平跃变为低电平,(,应,1/3,V,CC,),时，使,TR,=,U,IL,1/3,V,CC,而,TH,=,u,C,0 V 1/3,V,CC,),，因此,u,O,重新跃变为低电平。,同时，放电管导通，,C,经,V,迅速放电,u,C,0 V,，,放电完毕后，电路返回稳态。,输出脉冲宽度,t,W,即为暂稳态维持时间，主要取决于充放电元件,R,、,C,。,公式,t,W,1.1,RC,12.2.3 555,定时器构成的多谐振荡器,电路结构,当,u,C,下降到,TH,=,TR,=,u,C,1/3,V,CC,时，,u,O,重新跃变为高电平,，同时放电管,V,截止，,C,又被,充电，,u,C,上升,，电路又,返回到暂稳态,。,u,C,O,t,O,u,O,t,U,OL,U,OH,t,WH,t,WL,TH,=,TR,1/3,V,CC,工作原理,当,u,C,上升到,TH,=,TR,=,u,C,2/3,V,CC,时，,u,O,跃变为低电平，,同时放电管,V,导通，,C,经,R,2,和,V,放电，,u,C,下降,，电路进入,暂稳态,。,接通,V,CC,后,，开始时,TH,=,TR,=,u,C,0,，,u,O,为高电平，,放电管截止，,V,CC,经,R,1,、,R,2,向,C,充电，,u,C,上升,，这时,电路,处于暂稳态,。,电容,C,如此循环充电和放电，使电路产生振荡，输出矩形脉冲。,u,C,O,t,O,u,O,t,U,OL,U,OH,t,WH,t,WL,周期与占空比估算,t,WH,0.7(,R,1,+,R,2,),C,t,WL,0.7,R,2,C,T,=,t,WH,+,t,WL,0.7(,R,1,+2,R,2,),C,本章小结,施密特触发器和单稳态触发器是两种常用的整形电路，,可将输入的周期信号整形成符合要求的同周期矩形脉冲。,施密特触发器具有回差特性，它有两个稳态状态，有两个不同的触发电平。,施密特触发器,可将任意波形变换,成矩形脉冲，输出脉冲宽度取决于输入信号的波形和回差电压的大小。,施密特触发器还可用来进,行幅度鉴别、构成单稳态触发器和多谐振荡,器等。实用中，常选用集成施密特触发器,或 采用,555,定时器构成施密特触发器。,单稳态触发器有一个稳定状态和一个暂稳态。,其输出脉冲的宽度只取决于电路本身,R,、,C,定,时元件的数值，与输入信号没有关系。,输入信,号只起到触发电路进入暂稳态的作用。改变,R,、,C,定时元件的数值可调节输出脉冲的宽度。,单稳态触发器,可将输入的触发脉冲变换,为,宽度和幅度都符合要求的矩形脉冲，,因此，常,用于脉冲的定时、整形和展宽等。,实用中，常选用集成单稳态触发器或采用,555,定时器构成单稳态触发器。,在振荡频率稳定度要求很高的情况下，,可采用石英晶体振荡器。,多谐振荡器没有稳定状态，只有两个暂稳态。,暂稳态间的相互转换完全靠电路本身电容的充,电和放电自动完成。因此，多谐振荡器接通电,源后就能输出周期性的矩形脉冲。,改变,R,、,C,定时元件数值的大小，可调节振荡频率。,555,定时器是一种多用途的集成电路。只需外接,少量阻容元件便可构成施密特触发器、单稳态,触发器和多谐振荡器等。,此外，它还可组成其,它多种实用电路。由于,555,定时器使用方便、,灵活，有较强的负载能力和较高的触发灵敏度，,因此，在自动控制、仪器仪表、家用电器等许,多领域都有着广泛的应用。,除,555,单定时器外，还有双定时器,556,、,四定时器,558,等。,