集成定时器.doc

项目四 集成定时器
模块 脉冲发生、波形变换电路
授课
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××××
时间
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时 间
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授课章节

目的
和
要求
1. 了解脉冲产生电路；
2. 了解555定时器的工作原理；
3. 了解单稳态电路的工作原理及应用；
4. 了解多谐振荡电路的工作原理及应用；
重点
和
难点
555集成定时器的结构及功能;555集成定时器的应用（多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器）。

555集成定时器是一种电路结构简单、使用方便灵活、用途广泛的多功能中规模集成电路。
555集成定时器的主要应用：多谐振荡器、单稳态触发器、施密特触发器等。
555集成定时器的主要特点：电源电压范围宽、与TTL及CMOS兼容、可带一定功率的负载。
555集成定时器的型号：TTL单定时器为555，双定时器为556;CMOS单定时器为7555，双定时器为7556。

第一节 555集成定时器的电路结构及其功能
本节重点：555集成定时器的结构、引脚及功能。
一、电路组成
555集成定时器由五部分组成：基本RS触发器、比较器、分压器、三极管开关、输出缓冲器。其管脚和内部结构如下图所示：

1、基本RS触发器
由两个“与非”门组成。R为置“0”复位端，R＝0时，Q=0,Q=1，电路复位。
2、比较器
由两个集成运算放大器C1、C2构成两个电压比较器。V+≥V-时，输出高电平，V+≤V-时，输出低电平。
3、分压器
由三个5kΩ电阻串联构成（555因此得名），为比较器C1和C2提供参考电压，C1的正端V+=2Vcc/3，C2的负端V-=Vcc/3。
如果在电压控制端CO另加控制电压，则可改变比较器C1和C2的参考电压。若不使用CO端时，可通过一个0.01uF电容接地，以旁路高频干扰。
4、三极管开关
三极管VT用开关使用，受触发器的Q端控制，当Q=“0”时，VT截止，Q=“1”时，VT饱和导通。
5、输出缓冲器
由反相器G3构成，作用是提高定时器带负载能力和隔离负载对定时器的影响。
5G555定时器的八个引出端：
1.接地端 2.低触发端 3.输出端 4.复位端
5.电压控制端 6.高触发端 7.放电端 8.电源端

二、工作原理
下表为5G555定时器的功能表：

（1）复位：当R=0时，Q=1,输出OUT=0,VT饱和导通。
（2）置0：当R=1，TH>2Vcc/3,TR>Vcc/3时，C1输出低电平，C2输出高电平，Q=1，Q=0，OUT=0，VT饱和导通。
（3）置1：当R=1，TH<2Vcc/3,TR<Vcc/3时，C1输出高电平，C2输出低电平，Q=0，Q=1，OUT=1，VT截止。
（4）保持：当R=1，TH<2Vcc/3,TR>Vcc/3时，C1输出高电平，C2输出高电平，基本RS触发器保持原来状态不变，因此OUT、VT也保持原状态不变。

第二节 555定时器接成多谐振荡器

用555定时器构成的多谐振荡器如图 (a)所示，图 (b)为工作波形。

（a）555定时器构成多谐振荡器电路 (b) 555定时器构成多谐振荡器工作波形无
电路工作过程分析如下：
第一暂稳态：VCC经R1和R2对电容C充电，电容电压Vc按指数规律上升，充电时间常数时（R1+R2）C，内部放电管T截止，输出电压Vo为高电平。
自动翻转1：电容电压Vc上升至VC C时，内部放电管T由截止变为导通 ，C充电结束，输出电压Vo从高电平翻转为低电平，电路自动进入第二暂稳态。
第二暂稳态：内部放电管T饱和导通，C通过R2和T放电，Vc按指数规律下降，放电时间常数时R2C，输出电压Vo为低电平。
自动翻转2：电容电压Vc下降至VC C时，C放结束，输出电压Vo从低电平翻转为高电平。内部放电管T由导通变为截止，电路自动进入第一暂稳态。
第一暂稳态的脉冲宽度tp1:
tp1 » 0.7（R1+R2）C
tp2 » 0.7R2C
周期T：
T = tp1+ tp2 » 0.7（R1+2R2）C
占空比：
D =
VCC经R1和R2对C充电。当uc上升到2VCC/3时，uo=0，T导通，C通过R2和T放电，uc下降。当uc下降到VCC/3时，uo又由0变为1，T截止，VCC又经R1和R2对C充电。如此重复上述过程，在输出端uo产生了连续的矩形脉冲。