電子技術(shù)基礎(chǔ) 課件 數(shù)電 16.5 555定時器及其應(yīng)用

16.5555定時器及其應(yīng)用16.5555定時器及其應(yīng)用555定時器是一種中規(guī)模集成電路，具有功能強、使用靈活、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點，目前在儀器、儀表和自動化控制裝置中應(yīng)用很廣。555定時器可以組成定時、延時和脈沖調(diào)制等各種電路。555定時器有TTL型和CMOS型兩類，它們的邏輯功能和外部引線排列完全相同16.5555定時器及其應(yīng)用16.5.1555定時器(1)TTL集成定時器NE555的電路結(jié)構(gòu)和符號THRDTRGNDOUTC–UVCCDIS電路結(jié)構(gòu)電路符號16.5555定時器及其應(yīng)用THRDTRGNDOUTC–UVCCDIS①接地端GND

⑧正電源端+VCC

④復(fù)位端/RD

⑥高觸發(fā)端TH②低觸發(fā)端/TR

⑦放電端DIS

③輸出端OUT

⑤電壓控制端C-U8個引出端：16.5555定時器及其應(yīng)用THRDTRGNDOUTC–UVCCDIS電路組成：①電阻分壓器②電壓比較器（A1和A2）③基本RS鎖存器④放電管T⑤輸出緩沖級16.5555定時器及其應(yīng)用THRDTRGNDOUTC–UVCCDISA1的同相輸入端接參考電壓VREF1=2VCC/3A2的反相輸入端接參考電壓VREF2=VCC/3如果電壓控制端（⑤端）懸空，則：分壓器由3個5k

的電阻組成，為兩個比較器提供參考電平。改變電壓控制端的電壓可以改變比較器的參考電壓16.5555定時器及其應(yīng)用THRDTRGNDOUTC–UVCCDIS

在高、低觸發(fā)端輸入電壓的作用下，A1和A2的輸出電壓uO1和uO2的數(shù)值不是高電平就是低電平，它們作為基本RS鎖存器的輸入信號。16.5555定時器及其應(yīng)用THRDTRGNDOUTC–UVCCDIS

基本RS鎖存器的輸出Q經(jīng)過一級與非門控制放電三極管，再經(jīng)過一級反相驅(qū)動門作為輸出信號。16.5555定時器及其應(yīng)用(2)555集成定時器的工作原理a.當時輸出為低電平比較器A1輸出為0，A2為1基本RS鎖存器被置0晶體管T導(dǎo)通16.5555定時器及其應(yīng)用輸出高電平b.當時A1輸出為1，A2

輸出為0基本RS鎖存器被置1T截止16.5555定時器及其應(yīng)用c.當時T和輸出狀態(tài)也維持不變A1和A2輸出均為1基本RS鎖存器的狀態(tài)保持不變16.5555定時器及其應(yīng)用THRDTRGNDOUTC–UVCCDIS(3)555定時器功能表16.5555定時器及其應(yīng)用16.5.2用555定時器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器THRDTRGNDOUTC–UVCCuI+VCCuO1.施密特觸發(fā)器的構(gòu)成16.5555定時器及其應(yīng)用THRDTRGNDOUTC–UVCCuI+VCCuO2.施密特觸發(fā)器的工作原理uItOVCC2/3VCC1/3VCC(1)輸入波形16.5555定時器及其應(yīng)用THRDTRGNDOUTC–UVCCuI+VCCuOtOuIuOtOVCC2/3VCC1/3VCC(1)輸入、輸出波形(2)工作過程a.uI從0開始升高，當時,uO=UoHb.(1/3)VCC<uI<(2/3)VCC時，輸出uO不變，仍為高電平16.5555定時器及其應(yīng)用THRDTRGNDOUTC–UVCCuI+VCCuOtOuIuOtOVCC2/3VCC1/3VCC(1)輸入、輸出波形c.當uI增大到略大于(2/3)VCC時，電路輸出uO變?yōu)榈碗娖絛.當uI由高于(2/3)VCC下降，達到TH端(⑥端)的觸發(fā)電平時，電路輸出不變16.5555定時器及其應(yīng)用THRDTRGNDOUTC–UVCCuI+VCCuOtOuIuOtOVCC2/3VCC1/3VCC(1)輸入、輸出波形d.當uI下降到略小于(1/3)VCC時，輸出uo躍變?yōu)楦唠娖?。三角波變換為矩形波16.5555定時器及其應(yīng)用VT+=UT=2VCC/3VT-=UTL=VCC/3

VT=VCC/33.電壓傳輸特性uIuOOUT+UT–

如果在C-V端施加直流電壓，則可調(diào)節(jié)滯回電壓

UT值。控制電壓越大，滯回電壓UT也越大?；夭畲螅娐返目垢蓴_能力強。16.5555定時器及其應(yīng)用555定時器構(gòu)成的施密特觸發(fā)器用作光控路燈開關(guān)應(yīng)用舉例圖中，RL是光敏電阻，有光照射時，阻值在幾十千歐左右，無光照射時，阻值在幾十兆歐左右。16.5555定時器及其應(yīng)用KA是繼電器，線圈中有電流流過時，繼電器吸合，否則不吸合D是續(xù)流二極管，起保護555的作用16.5555定時器及其應(yīng)用白天光照比較強，光敏電阻RL的阻值遠遠小于電阻RP，使得觸發(fā)器輸入端電平大于上限閾值電壓8V，定時器輸出低電平，線圈中沒有電流流過，繼電器不吸合，路燈L不亮。16.5555定時器及其應(yīng)用

隨著夜幕的降臨，光照逐漸減弱，光敏電阻RL的阻值逐漸增大，觸發(fā)器輸入端的電平也隨之降低。當觸發(fā)器輸入端的電平小于下限閾值電壓4V時，輸出變?yōu)楦唠娖?，線圈中有電流流過，繼電器吸合，路燈L點亮。實現(xiàn)了光控路燈開關(guān)的作用。16.5555定時器及其應(yīng)用【例】在圖示電路中，試求：(1)當VCC＝15V，UT+、UT-及ΔUT值。(2)當VCC＝10V，且在控制輸入（C-U）端外接控制電壓UCO＝6V時，UT+、UT-及UT各為多少。THRDTRGNDOUTC–UVCCuI+VCCuO【解】(1)當VCC＝15V時16.5555定時器及其應(yīng)用THRDTRGNDOUTC–UVCCuI+VCCuO(2)當外接控制電壓UCO=6V時16.5555定時器及其應(yīng)用16.5.3用555定時器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器THRDTRGNDOUTC–UVCCC+VCCuO555DISRuI1.電路組成16.5555定時器及其應(yīng)用THRDTRGNDOUTC–UVCCC+VCCuO555DISRuI2.工作原理(1)穩(wěn)態(tài)觸發(fā)信號uI處于高電平電路處于穩(wěn)態(tài)uO為低電平放電管T導(dǎo)通電容C兩端電壓uC=016.5555定時器及其應(yīng)用THRDTRGNDOUTC–UVCCC+VCCuO555DISRuI(2)暫穩(wěn)態(tài)外加觸發(fā)信號uI的下降沿到達時uO=1T截止，VCC開始通過電阻R向電容C充電uC按指數(shù)過規(guī)律不斷上升，uC(∞)=VCC16.5555定時器及其應(yīng)用THRDTRGNDOUTC–UVCCC+VCCuO555DISRuI(3)uI的觸發(fā)負脈沖消失后，u2回到高電平期間在uO一直保持高電平不變，電路維持在暫穩(wěn)態(tài)當uC上升到時uO=0，T導(dǎo)通16.5555定時器及其應(yīng)用THRDTRGNDOUTC–UVCCC+VCCuO555DISRuI(4)恢復(fù)期T導(dǎo)通后，電容C通過T迅速放電，使uC≈0，電路又恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)恢復(fù)期tR由下式?jīng)Q定：rd為放電管導(dǎo)通電阻，一般R>>rd，恢復(fù)期很短16.5555定時器及其應(yīng)用THRDTRGNDOUTC–UVCCC+VCCuO555DISRuI3.工作波形tW充電放電OuIuOtO2/3VCC1/3VCCuCOtt16.5555定時器及其應(yīng)用tW充電放電OuIuOtO2/3VCC1/3VCCuCOtt輸出脈沖寬度tW是暫穩(wěn)態(tài)時間4.輸出脈沖寬度tW根據(jù)電容C的充電過程可知：

16.5555定時器及其應(yīng)用THRDTRGNDOUTC–UVCCC+VCCuO555DISRuI圖示電路對輸入觸發(fā)脈沖的寬度有一定要求，它必須小于tW。若輸入觸發(fā)脈沖寬度大于tW時，應(yīng)在u2輸入端加微分電路。16.5555定時器及其應(yīng)用具有微分環(huán)節(jié)的單穩(wěn)態(tài)電路16.5555定時器及其應(yīng)用16.5.4555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器1.電路組成THRDTRGNDOUTC–UVCCC+VCCuO555DISR1uCR216.5555定時器及其應(yīng)用THRDTRGNDOUTC–UVCCC+VCCuO555DISR1uCR22.工作原理(1)設(shè)電源剛接通時電容器兩端電壓uC=0，uO輸出高電平，放電管截止，電源VCC通過R1、R2

給電容C充電，uC逐漸增高。16.5555定時器及其應(yīng)用THRDTRGNDOUTC–UVCCC+VCCuO555DISR1uCR2輸出電壓uO一直保持高電平不變，這就是第一個暫穩(wěn)態(tài)。當時(2)當uC略微超過(即u6和u2均大于等于)時uO從高電平翻轉(zhuǎn)到低電平，即uO=0，放電管導(dǎo)通飽和電容C通過R2和放電管放電16.5555定時器及其應(yīng)用THRDTRGNDOUTC–UVCCC+VCCuO555DISR1uCR2uO持低電平，這是第二個暫穩(wěn)態(tài)隨著電容C放電，uC下降當時T截止，電容C再次充電，又重復(fù)上述過程(3)當uC下降到略微低于時，電路輸出又變?yōu)閡O=1電路輸出周期性的矩形脈沖16.5555定時器及其應(yīng)用THRDTRGNDOUTC–UVCCC+VCCuO555DISR1uCR2T1OuO2/3VCC1/3VCCuCOttt1t2t3t4T23.工作波形16.5555定時器及其應(yīng)用THRDTRGNDOUTC–UVCCC+VCCuO555DISR1uCR2T1OuO2/3VCC1/3VCCuCOttt1t2t3t4T2T1、T2分別為電容C的充電時間和放電時間4.振蕩周期T的計算T=T1+T216.5555定時器及其應(yīng)用THRDTRGNDOUTC–UVCCC+VCCuO555DISR1uCR2T1OuO2/3VCC1/3VCCuCOttt1t2t3t4T2T1=(R1+R2)Cln2

0.7(R1+R2)C充電時間T116.5555定時器及其應(yīng)用THRDTRGNDOUTC–UVCCC+VCCuO555DISR1uCR2T1OuO2/3VCC1/3VCCuCOttt1t2t3t4T2T2=R2Cln2

0.7R2C放電時間T216.5555定時器及其應(yīng)用THRDTRGNDOUTC–UVCCC+VCCuO555DISR1uCR2T1OuO2/3VCC1/3VCCuCOttt1t2t3t4T2振蕩周期16.5555定時器及其應(yīng)用THRDTRGNDOUTC–UVCCC+VCCuO555DISR1uCR2振蕩頻率f可見，改變R1、R2和C值即可改變振蕩頻率。

也可通過改變5腳電壓u5來改變比較器的參考電壓，達到改變振蕩頻率的目的。16.5555定時器及其應(yīng)用T1OuO2/3VCC1/3VCCuCOttt1t2t3t4T2如果R1>>R2，則占空比接近于1，uC近似地為鋸齒波。占空比16.5555定時器及其應(yīng)用

調(diào)節(jié)可調(diào)電阻，改變