一集成555定时器课件.ppt

1、一一.集成集成555555定时器定时器电压比较器的功能：v+v-，vO=1 v+v-，vO=0由以下几部分组成：由以下几部分组成：（1）三个）三个5k电阻组电阻组成的分压器。成的分压器。（2）两个电压比较器）两个电压比较器 C1和和C2。C1v+vvOCC&1RSG5k5k5k12VRvvvCCDICI1I2O(2)(6)(5)(8)(4)(3)电源复位v阈值输入控制电压触发输入O(7)vT,放电端(1)（3）基本RS触发器，（4）放电三极管T及缓冲器G。CC&1RSG5k5k5k12VRvvvCCDICI1I2O(2)(6)(5)(8)(4)(3)电源复位v阈值输入控制电压触发输入O(7)v

2、T,放电端(1)12658437Ov,vI2I1vvICVCCvO555DR电路符号（二）工作原理（1）4脚为复位输入端（RD），当RD为低电平时，不管其他输入端的状态如何，输出vo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C1和C2的比较电压分别为2/3VCC 和1/3VCC。CC&1RSG5k5k5k12VRvvvCCDICI1I2O(2)(6)(5)(8)(4)(3)电源复位v阈值输入控制电压触发输入O(7)vT,放电端(1)1/3VCC2/3VCC（3）2脚为触发输入端，脚为触发输入端，6脚为阈值输入端，两端的电位高低控制脚为阈值输入端，两端的电位

3、高低控制比较器比较器C1和和C2的输出，从而控制的输出，从而控制RS触发器，决定输出状态。触发器，决定输出状态。CC&1RSG5k5k5k12VRvvvCCDICI1I2O(2)(6)(5)(8)(4)(3)电源复位v阈值输入控制电压触发输入O(7)vT,放电端(1)1/3VCC2/3VCC阈值输入阈值输入复位输出vI1vI2RDvo2/3VCC2/3VCC2/3VCC1/3VCC1/3VCC1/3VCC0111010不变功能表功能表二.施密特触发器施密特触发器具有回差电压特性，能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。（一）（一）用用555555定时器构成的施密特触发器定时器构成的

4、施密特触发器1.电路组成及工作原理1265VCCRDO5553Ov7vvI2I1vIC8412IvCCVVCC 2RvvItO1vt1/3VCC2/3VCCOVIV电路符号电路符号Cv5kS1(2)2/3V(7)(6)v&放电端I1(3)GV&vO 1CC(4)TC CCI2(8)5k5k2RC C(1)&11/3VVO 21RvIvCC22.电压滞回特电压滞回特性和主要参数性和主要参数 （2）主要静态参数 （a）上限阈值电压VT+VT+=2/3VCC。（b）下限阈值电压VT VT=1/3VCC。（3）回差电压VT VT=VT+VT=1/3VCC（1）电压滞回特性）电压滞回特性1/3VCCVo

5、Vi0传输特性传输特性VOHVOL2/3VCCvItO1vt1/3VCC2/3VCCVT+VT VTVT+VT VTOVIV电路符号电路符号Cv5kS1(2)2/3V(7)(6)v&放电端I1(3)GV&vO1CC(4)TCCCI2(8)5k5k2RCC(1)&11/3VVO21RvIvCC2O2vtO1vtVCC21265VCCRDO5553Ov7vvI2I1vIC8412IvCCVVCC 2RvvO1 2.TTL集成施密特触发器74LS14 12345678910111213141A1Y2A2Y3A3Y4A4Y5A5Y6A6YVVD DSSCC401061.CMOS集成施密特触发器集成施密

6、特触发器CC4010612345671A1Y2A2Y3A3YG N D8910111213144A4Y5A5Y6A6YVCC74LS14（三）施密特触发器的应用举例1.用作接口电路2.用作整形电路正正弦弦波波振振荡荡器器1VO输入输出VT+VT-3.用于脉冲鉴幅VIOV1ItVT-T+V0VOV0t0vctvo0t三.多谐振荡器（一）用555定时器构成的多谐振荡器1.电路组成及工作原理电路组成及工作原理26VCCRDO5 55 55 53vI2I1v84v7RRVCC12C150.01FC1vCP2/3VCC1/3VCC(6)放电端(2)5k1RT5k&C&1GSC25k(4)O(3)(7)v

7、(1)(8)CCVvvC1PRRCI22vI12/3V1/3VC CC C555组成多谐振荡器组成多谐振荡器2.振荡频率的估算振荡频率的估算（1）电容充电时间T1（2）电容放电时间T2（3）电路振荡周期T T=T1+T2=0.7(R1+2R2)C（5）输出波形占空比q)()()0()(ln111TvvvvTCCCC CRR)(7.021 CCCCCCCCVVVV3231ln1 CRT227.0 CRRTf)2(43.1121 212112RRRRTTq （4）电路振荡频率fTT1T20vctvo0t2/3VCC1/3VCC（二）占空比可调的多谐振荡器电路 可计算得：T1=0.7R1C T2=0

8、.7R2C 占空比：21121121117.07.07.0RRRCRCRCRTTTTTq26VCCRDO5553vI2I1v84v7VCCC150.01FC1vCDD121R2R（三）石英晶体多谐振荡器有两个谐振频率。当f=fs时，为串联谐振，石英晶体的电抗X=0；当f=fp时，为并联谐振，石英晶体的电抗无穷大。由晶体本身的特性决定：fs fp f0（晶体的标称频率）石英晶体的选频特性极好，f0十分稳定，其稳定度可达10-1010-11。1.石英晶体的选频特性石英晶体的选频特性uu石英晶体fX感性感性0fsfp容性容性2.石英晶体多谐振荡器石英晶体多谐振荡器（1）串联式振荡器 R1、R2：使两

9、个反相器都工作在转折区，成为具有高放大倍数的放大器。对于TTL门，常取R1=R2=0.72k，对于CMOS门，常取R1=R2=10100M；C1=C2是耦合电容。石英晶体工作在串联谐振频率f0下，只有频率为f0的信号才能通过，满足振荡条件。因此，电路的振荡频率=f0，与外接元件R、C无关，所以这种电路振荡频率的稳定度很高。111RG1R12G1C2Cov（2）并联式振荡器）并联式振荡器 RF是偏置电阻，保证在静态时使G1工作转折区，构成一个反相放大器。晶体工作在略大于fS与 fP之间，等效一电感，与C1、C2共同构成电容三点式振荡电路。电路的振荡频率=f0。反相器G2起整形缓冲作用，同时G2还

10、可以隔离负载对振荡电路工作的影响。CR1C112G21GF10M20pF5 50pFov四.单稳态触发器（1）无触发信号输入时电路工作在稳定状态 当vI=1时，电路工作在稳定状态，即vO=0，vC=0。（一）用555定时器组成单稳态触发器1.电路组成及工作原理电路组成及工作原理26VCCRDO5553vI2I1v84v7VCCC15vCvIRC0.011F26VCCRDO5553vI2I1v84v7VCCC15vCvIRC0.011F（2）vI下降沿触发 当vI下降沿到达时，vO由0跳变为1，电路由稳态转入暂稳态。2Ov3CCOtVOtCvOItv(3)vV1/3VCCSC C(8)&C&I2

11、C(7)I5k放电端5k(1)C2/3VGR5kvv1CR2v(6)C C1I1T&(2)v(4)O（3）暂稳态的维持时间26VCCRDO5553vI2I1v84v7VCCC15vCvIRC0.011F2Ov3CCOtVOtCvOItv（4）自动返回时间（5）恢复过程）恢复过程2Ov3CCOtVOtCvOItv2.主要参数估算主要参数估算(1)输出脉冲宽度Tw（用三要素法计算）reWttTf 11minmaxCRVVVtvvvvtCCCCCCWCCCCW1.1320ln)()()0()(ln11 （2）恢复时间tre tre=（35）2（3）最高工作频率fmax vI周期的最小值：Tmin=t

12、Wtre 最高工作频率:TTW（二）集成单稳态触发器74121AABvovoextCRintCextextRVCCGND10111491634512774121保持稳态0 10 10 10 10 1 0 1 01 1 下沿触发1 1 1 1 1上沿触发工作特征vO vO输 出0 0 A1 A1 B输 入74121功能表功能表集成单稳态触发器集成单稳态触发器7412174121的外部元件连接方法的外部元件连接方法:（b）使用内部电阻Rint且电路为上升沿触发的连接方式。AABovovextCintRextextCRCCVGND10111491634512774121CCVextR1vICext(

13、a)AABovovextCintRextextCRCCVGND10111491634512774121vICextCCV(b)（a a）使用外部电阻）使用外部电阻Rext且电路为下降沿触发的连接方式。且电路为下降沿触发的连接方式。74121的主要参数的主要参数 (1)输出脉冲宽度tW 使用外接电阻：tW 0.7RextC 使用内部电阻：tW 0.7RintC 74121内部电阻=2k，外接电阻Rext可在1.440k之间选择，外接电容C可在10pF10F之间选择，（2）输入触发脉冲最小周期Tmin Tmin=tWtre（3）周期性输入触发脉冲占空比q 定义：q=tW/T 最大占空比：qmax=

14、tW/Tmin所以，当R=2k时，最大占空比qmax为67%；当R=40k时，最大占空比qmax可达90%。（三）单稳态触发器的应用1.延时与定时（1）延时图中，v/O的下降沿比vI的下降沿滞后了时间tW。（2）定时当v/O=1时，与门打开，vO=vF。当v/O=0时，与门关闭，vO为低电平。与门打开的时间是单稳输出脉冲v/O的宽度tW。1&vIvO单稳与门vFOvvItWvOvFOv 2.整形整形 单稳态触发器能够把不规则的输入信号vI，整形成为幅度和宽度都相同的标准矩形脉冲vO。vO的幅度取决于单稳态电路输出的高、低电平，宽度tW决定于暂稳态时间。IvvOtW3.触摸定时控制开关触摸定时控

15、制开关 555定时器构成单稳态触发器。只要用手触摸一下金属片P，由于人体感应电压相当于在触发输入端（管脚2）加入一个负脉冲，555输出端输出高电平，灯泡（RL）发光，当暂稳态时间（tW）结束时，555输出端恢复低电平，灯泡熄灭。该触摸开关可用于夜间定时照明，定时时间可由RC参数调节。84762153555+VCCRLR100kC100C10.01(+6V)P本章小结1多谐振荡器是一种自激振荡电路，不需要外加输入信号，就可以自动地产生出矩形脉冲。用555定时器可以组成多谐振荡器，用石英晶体也定时器可以组成多谐振荡器。石英晶体振荡器的特点是fo的稳定性极好。2施密特触发器和单稳态触发器，虽然不能自动地产生矩形脉冲，但却可以把其它形状的信号变换成为矩形波，为数字系统提供标准的脉冲信号。3555定时器是一种用途很广的集成电路，除了能组成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器以外，还可以接成各种灵活多变的应用电路。4除了555定时器外，目前还有556（双定时器）和558（四定时器）等。