第七章-555定時(shí)器課件

各公司生產(chǎn)的555定時(shí)器的邏輯功能與外引線排列都完全相同。

雙極型產(chǎn)品CMOS產(chǎn)品單555型號(hào)的最后幾位數(shù)碼5557555雙555型號(hào)的最后幾位數(shù)碼5567556優(yōu)點(diǎn)驅(qū)動(dòng)能力較大低功耗、高輸入阻抗電源電壓工作范圍5~16V3~18V負(fù)載電流可達(dá)200mA可達(dá)4mA555定時(shí)器的分類6.5.1555定時(shí)器

圖6-28555定時(shí)器(a)原理圖(b)外引線排列圖二.

構(gòu)成施密特觸發(fā)器

1.

構(gòu)成施密特觸發(fā)器圖6-29555定時(shí)器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器（a）電路（b）工作波形如果在UIC加上控制電壓，則可以改變電路的UT+和UT－。圖6.5.4用555定時(shí)器接成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器返回低電平觸發(fā)，TW為充電時(shí)間圖6-30555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（a）電路（b）工作波形工作原理：輸出脈沖的寬度tw≈1.1RC。當(dāng)觸發(fā)脈沖uI為高電平時(shí)，VCC通過R對(duì)C充電，當(dāng)TH=uC≥2/3VCC時(shí)，高觸發(fā)端TH有效置0；此時(shí)，放電管導(dǎo)通，C放電，TH=uC=0。穩(wěn)態(tài)為0狀態(tài)。圖6.5.6用555定時(shí)器接成的多諧振蕩器返回圖6-29555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器（a）電路（b）工作波形電容C充電τ充=(R1+R2)C電容C放電τ放=R2C振蕩器輸出脈沖uO的工作周期為：

T≈0.7(R1+2R2)C圖6.5.8用555定時(shí)器組成的

占空比可調(diào)的多諧振蕩器返回例.秒脈沖發(fā)生器

CMOS石英晶體多諧振蕩器產(chǎn)生f=32768Hz的基準(zhǔn)信號(hào)，經(jīng)T/觸發(fā)器構(gòu)成的15級(jí)異步計(jì)數(shù)器分頻后，便可得到穩(wěn)定度極高的秒信號(hào)。

這種秒脈沖發(fā)生器可做為各種計(jì)時(shí)系統(tǒng)的基準(zhǔn)信號(hào)源。例.簡(jiǎn)易溫控報(bào)警器

例.雙音門鈴。例.觸摸定時(shí)控制開關(guān)

555定時(shí)器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。只要用手觸摸一下金屬片P，由于人體感應(yīng)電壓相當(dāng)于在觸發(fā)輸入端（管腳2）加入一個(gè)負(fù)脈沖，555輸出端輸出高電平，燈泡（RL）發(fā)光，當(dāng)暫穩(wěn)態(tài)時(shí)間（tW）結(jié)束時(shí)，555輸出端恢復(fù)低電平，燈泡熄滅。該觸摸開關(guān)可用于夜間定時(shí)照明，定時(shí)時(shí)間可由RC參數(shù)調(diào)節(jié)。例.觸摸、聲控雙功能延時(shí)燈555和T1、R3、R2、C4組成單穩(wěn)定時(shí)電路，定時(shí)（即燈亮）時(shí)間約為1分鐘。當(dāng)擊掌聲傳至壓電陶瓷片時(shí)，HTD將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)T2、T1放大，觸發(fā)555，使555輸出高電平，觸發(fā)導(dǎo)通晶閘管SCR，電燈亮；同樣，若觸摸金屬片A時(shí)，人體感應(yīng)電信號(hào)經(jīng)R4、R5加至T1基極，也能使T1導(dǎo)通，觸發(fā)555，達(dá)到上述效果。例：圖為一心律失常報(bào)警電路，圖中vI是經(jīng)過放大后的心電信號(hào)，其幅值vIm=4V。

（1）對(duì)應(yīng)vI分別畫出圖中vo1、vo2、vo三點(diǎn)的電壓波形；

（2）說明電路的組成及工作原理。例：一過壓監(jiān)視電路如圖所示，試說明當(dāng)監(jiān)視電壓vx超過一定值時(shí)，發(fā)光二極管D將發(fā)出閃爍的信號(hào)。（提示：當(dāng)晶體管T飽和時(shí)，555的管腳1端可認(rèn)為處于地電位。）

例：間歇振蕩器例：報(bào)警器第9章數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換

模擬量：溫度、濕度、壓力、流量、速度等。從模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)換稱為模/數(shù)轉(zhuǎn)換（簡(jiǎn)稱A/D轉(zhuǎn)換），實(shí)現(xiàn)模/數(shù)轉(zhuǎn)換的電路叫做A/D轉(zhuǎn)換器（簡(jiǎn)稱ADC）；從數(shù)字信號(hào)到模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換稱為數(shù)/模轉(zhuǎn)換（簡(jiǎn)稱D/A轉(zhuǎn)換），實(shí)現(xiàn)數(shù)/模轉(zhuǎn)換的電路稱為D/A轉(zhuǎn)換器（簡(jiǎn)稱DAC）。

第7章數(shù)/模和模/數(shù)轉(zhuǎn)換

典型數(shù)字控制系統(tǒng)框圖9.2.1D/A轉(zhuǎn)換基本原理

數(shù)/模轉(zhuǎn)換就是將數(shù)字量轉(zhuǎn)換成與它成正比的模擬量。

9.2D/A轉(zhuǎn)換

數(shù)字量：(D3D2D1D0)2＝(D3×23＋D2×22＋D1×21＋D0×20)10(1101)2

＝(1×23＋1×22＋0×21＋1×20)10

模擬量：uo＝K(D3×23＋D2×22＋D1×21＋D0×20)10uo＝K(1×23＋1×22＋0×21＋1×20)10(K為比例系數(shù))

n位D/A轉(zhuǎn)換器方框圖

組成D/A轉(zhuǎn)換器的基本指導(dǎo)思想：將數(shù)字量按權(quán)展開相加，即得到與數(shù)字量成正比的模擬量。

D/A轉(zhuǎn)換器的種類很多,主要有：權(quán)電阻網(wǎng)絡(luò)DAC、

T形電阻網(wǎng)絡(luò)DAC倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)DAC、權(quán)電流DAC

倒T型電阻網(wǎng)絡(luò)D/A轉(zhuǎn)換器2.工作原理

由于集成運(yùn)算放大器的電流求和點(diǎn)Σ為虛地，所以每個(gè)2R電阻的上端都相當(dāng)于接地，從網(wǎng)絡(luò)的A、B、C點(diǎn)分別向右看的對(duì)地電阻都是2R。

因此流過四個(gè)2R電阻的電流分別為I/2、I/4、I/8、I/16。電流是流入地，還是流入運(yùn)算放大器，由輸入的數(shù)字量Di通過控制電子開關(guān)Si來決定。故流入運(yùn)算放大器的總電流為：

由于從UREF向網(wǎng)絡(luò)看進(jìn)去的等效電阻是R，因此從UREF流出的電流為：

故：

因此輸出電壓可表示為：

由此可見，輸出模擬電壓uO與輸入數(shù)字量D成正比，實(shí)現(xiàn)了數(shù)模轉(zhuǎn)換。

對(duì)于n位的倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)DAC，則：9.1.3權(quán)電流型D/A轉(zhuǎn)換器為進(jìn)一步提高D/A轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換精度，可采用權(quán)電流型D/A轉(zhuǎn)換器。圖示為一4位權(quán)電流D/A轉(zhuǎn)換器原理電路。這組恒流源從高位到低位電流的大小依次為I/2、I/4、I/8、I/16。9.1.4DAC的主要技術(shù)參數(shù)1.分辨率

分辨率是指輸出電壓的最小變化量與滿量程輸出電壓之比。輸出電壓的最小變化量就是對(duì)應(yīng)于輸入數(shù)字量最低位為1，其余各位均為0時(shí)的輸出電壓。滿量程輸出電壓就是對(duì)應(yīng)于輸入數(shù)字量全部為1時(shí)的輸出電壓。對(duì)于n位D/A轉(zhuǎn)換器，分辨率可表示為：

分辨率＝

位數(shù)越多，能夠分辨的最小輸出電壓變化量就越小，分辨率就越高。也可用位數(shù)n來表示分辨率。2.建立時(shí)間（轉(zhuǎn)換速度）

D/A轉(zhuǎn)換器從輸入數(shù)字量到轉(zhuǎn)換成穩(wěn)定的模擬輸出電壓所需要的時(shí)間稱為建立時(shí)間。不同的DAC其轉(zhuǎn)換速度也是不相同的，一般約在幾微秒到幾十微秒的范圍內(nèi)。

3.轉(zhuǎn)換精度

轉(zhuǎn)換精度是指電路實(shí)際輸出的模擬電壓值和理論輸出的模擬電壓值之差。通常用最大誤差與滿量程輸出電壓之比的百分?jǐn)?shù)表示。通常要求D/A轉(zhuǎn)換器的誤差小于ULSB/2。例如，某D/A轉(zhuǎn)換器滿量程輸出電壓為10V，如果誤差為1%，就意味著輸出電壓的最大誤差為±0.1V。百分?jǐn)?shù)越小，精度越高。轉(zhuǎn)換精度是一個(gè)綜合指標(biāo)，包括非線性誤差、線性誤差（比例系數(shù)誤差）、飄移誤差等。非線性誤差比例系數(shù)誤差返回9.1.5集成D/A轉(zhuǎn)換器及其應(yīng)用常用的集成DAC有AD7520、DAC0832、DAC0808、DAC1230、MC1408、AD7524等，這里僅對(duì)AD7520作簡(jiǎn)要介紹。

1.D/A轉(zhuǎn)換器AD7520

AD7520是10位的D/A轉(zhuǎn)換集成芯片，與微處理器完全兼容。該芯片以接口簡(jiǎn)單、轉(zhuǎn)換控制容易、通用性好、性能價(jià)格比高等特點(diǎn)得到廣泛的應(yīng)用。

圖9-3AD7520內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu)圖

該芯片只含倒T形電阻網(wǎng)絡(luò)、電流開關(guān)和反饋電阻，不含運(yùn)算放大器，輸出端為電流輸出。具體使用時(shí)需要外接集成運(yùn)算放大器和基準(zhǔn)電壓源。圖7-4AD7520外引腳圖

D0～D9：數(shù)據(jù)輸入端IOUT1：電流輸出端1IOUT2：電流輸出端2Rf：10KΩ反饋電阻引出端Vcc：電源輸入端UREF：基準(zhǔn)電壓輸入端GND：地。

分辨率：10位

線性誤差：±(1/2)LSB（LSB表示輸入數(shù)字量最低位），若用輸出電壓滿刻度范圍FSR的百分?jǐn)?shù)表示則為0.05%FSR。

轉(zhuǎn)換速度：500ns

溫度系數(shù)：0.001%/℃

AD7520的主要性能參數(shù)如下：

10位二進(jìn)制加法計(jì)數(shù)器從全“0”加到全“1”，電路的模擬輸出電壓uo由0V增加到最大值。如果計(jì)數(shù)脈沖不斷，則可在電路的輸出端得到周期性的鋸齒波。2.應(yīng)用舉例1