1、 555555定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路，只要定时器是一种应用极为广泛的中规模集成电路，只要外接少量的电阻、电容元件，可以很方便地构成单稳态触发外接少量的电阻、电容元件，可以很方便地构成单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器。因而在信号的产生与变换、器、多谐振荡器和施密特触发器。因而在信号的产生与变换、自动检测及控制、定时与报警等方面得到了广泛的应用。自动检测及控制、定时与报警等方面得到了广泛的应用。555555有单极性和双极性之分，双极性的电源电压范围为有单极性和双极性之分，双极性的电源电压范围为515V，输出电流可达输出电流可达200mA；单极性的电源电压为单极性的电源电压为
2、218V，但输出电流但输出电流仅为仅为1mA。555555定时器的型号有多种，典型的有定时器的型号有多种，典型的有NE555NE555、LM555LM555、CB555CB555、5G5555G555等。它们的内部结构和引脚排列序号都相同，因此在使用等。它们的内部结构和引脚排列序号都相同，因此在使用时可以相互替换。时可以相互替换。1414.1 1.1 1 555555定时器的内部结构定时器的内部结构8 8脚脚Ucc：电源端，可在电源端，可在518V范围内使用。范围内使用。1 1脚脚GND:接地端接地端2 2脚脚TR:低电平触发端低电平触发端1 15 53 32 26 67 78 84 4CB5
3、55CB555DISTHTRTRGNDCOouR RD DUcc3 3脚脚u0：输出端输出端，输出电流可达输出电流可达200mA，直接驱动继电器、发光二极管、扬声器、直接驱动继电器、发光二极管、扬声器、指示灯等，输出电压约低于电源电压指示灯等，输出电压约低于电源电压13V。4 4脚脚 RD：复位端复位端，若此端输入一负脉冲，而使触发器直接复位。若此端输入一负脉冲，而使触发器直接复位。不用时加以高电平。不用时加以高电平。5 5脚脚CO：电压控制端电压控制端，此端可外加一电压以改变比较器的参考此端可外加一电压以改变比较器的参考电压，不用是可悬空或通过电压，不用是可悬空或通过0.01F的电容接地的电
4、容接地6 6脚脚TH：高电平触发端高电平触发端7 7脚脚DIS：放电端，当触发器的放电端，当触发器的Q0时，时，VT导通，外接电容导通，外接电容C通通过此管放电。过此管放电。1414.1 1.2.2 555555定时器的引脚和工作原理定时器的引脚和工作原理555555的功能表如表的功能表如表14-114-1所示。所示。1)1)具有两个稳定状态具有两个稳定状态00态和态和1 1态。态。1414.2.2.1 1 施密特触发器的特点施密特触发器的特点2)2)电平触发，即输出端是高电平还是低电平取决于输入端的电平。电平触发，即输出端是高电平还是低电平取决于输入端的电平。3)3)具有两个阀值电压具有两个
5、阀值电压UUT+T+和和U UT T。当输入信号从小变大时，输出电压在正向阀值电压当输入信号从小变大时，输出电压在正向阀值电压U UT+T+翻转；当翻转；当输入信号从大变小时，输出电压在负向阀值电压输入信号从大变小时，输出电压在负向阀值电压U UT T翻转。翻转。凡是输出和输入信号具有如图凡是输出和输入信号具有如图14-2(a)所示的滞后电压传输特所示的滞后电压传输特性的电路称为反相施密特触发器。性的电路称为反相施密特触发器。输出状态与上述相反的同相施密特触发器电路，其电压传输特性输出状态与上述相反的同相施密特触发器电路，其电压传输特性如图如图14-2(b)所示。所示。回差电压：回差电压：T-
6、TT-UUU14.2.14.2.2 2电路组成及工作原理电路组成及工作原理 由由555555组成的反相施密特触发器电路如图组成的反相施密特触发器电路如图14-14-3 3所示，只需将所示，只需将6 6脚脚和和2 2脚接在一起作输入端，脚接在一起作输入端，3 3脚作输出端即可。脚作输出端即可。5 5脚悬空或接防干扰脚悬空或接防干扰电容时，正向阀值电压电容时，正向阀值电压U UT T2U2UCCCC/3/3，反向阀值电压，反向阀值电压U UT TU UCCCC/3/3 。5 5脚外接电源时脚外接电源时 ，U UT TU UCOCO，U UT TU UCOCO/3/31 1.波形变换和整形波形变换和
7、整形 利用施密特触发器可以将正弦波、利用施密特触发器可以将正弦波、三角波、锯齿波等规则或不规则的三角波、锯齿波等规则或不规则的波形变换为矩形波，如图波形变换为矩形波，如图14-14-4 4（a a）为整形波形为整形波形 。14.2.14.2.3 3 施密特触发器的应用施密特触发器的应用由于施密特触发器具有滞廻特性，和普通的门电路相比，具有由于施密特触发器具有滞廻特性，和普通的门电路相比，具有较好的抗干扰能力，只要干扰信号幅度小于回差电压，就能很好较好的抗干扰能力，只要干扰信号幅度小于回差电压，就能很好地将其抑制。除此之外，施密特触发器还可用于：地将其抑制。除此之外，施密特触发器还可用于：2.2
8、.幅度鉴别幅度鉴别 利用施密特触发器可以利用施密特触发器可以从一串幅度不等的脉冲中，从一串幅度不等的脉冲中，将幅度较大的脉冲鉴别出将幅度较大的脉冲鉴别出来来 ，图，图14-14-4 4（b b）为鉴幅波）为鉴幅波形。形。14.3.1 14.3.1 单稳态触发器的特点单稳态触发器的特点(1)(1)它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态；电路在没有外加触发它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态；电路在没有外加触发信号期间，处于一种稳定不变的状态，即稳态。信号期间，处于一种稳定不变的状态，即稳态。(2)(2)在外界触发脉冲的作用下，能从稳态翻转到暂稳态，在暂稳在外界触发脉冲的作用下，能从稳态翻转到暂稳态，在
9、暂稳态维持一段时间以后，再自动返回稳。态维持一段时间以后，再自动返回稳。(3)(3)暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触发脉冲的宽度和幅度无关。的宽度和幅度无关。14.3.2 14.3.2 由由555555构成的单稳态电路及工作原理构成的单稳态电路及工作原理设初态设初态uc(0)=0,uI=1。如果设稳态如果设稳态Q1，VT截止，截止，uc被充电，充电到被充电，充电到2/3UCC的时候，的时候，Q翻转为翻转为0。所以其不是稳态。所以其不是稳态。如果设稳态如果设稳态Q0，VT导通，导通，uc通过通过VT放电，很快放电到放电，很快放电到
10、0，Q保持保持0态不变。所以态不变。所以Q0是稳态。是稳态。当当 uI来了一个负脉冲时，由于来了一个负脉冲时，由于uc0，故，故Q马上翻转为马上翻转为1。因因Q1，VT截止，截止，uc被充电，充电到被充电，充电到2/3UCC的时候（这时的时候（这时uI回到了高电平），回到了高电平），Q翻转为翻转为0。这为暂态。这为暂态。其脉宽其脉宽tW可由暂态过程的三要可由暂态过程的三要素法得素法得代入参数代入参数)()(0)(lnwCCCCwtuuuuRCtRC.RCt113lnw14.3.3 14.3.3 单稳的应用单稳的应用 单稳态触发器可以用来定时、信号延时、改变脉冲宽度、脉单稳态触发器可以用来定时、
11、信号延时、改变脉冲宽度、脉冲整形等。冲整形等。1.1.脉宽的定时和动作的延时脉宽的定时和动作的延时 2.2.脉冲的整形脉冲的整形 对于一系列幅度和宽度都不规则的脉冲信号，只要这些脉冲的对于一系列幅度和宽度都不规则的脉冲信号，只要这些脉冲的幅度都大于单稳的触发电平，通过单稳后，可以得到幅度和宽幅度都大于单稳的触发电平，通过单稳后，可以得到幅度和宽度都相同的脉冲，达到整形的目的。度都相同的脉冲，达到整形的目的。例例14-1鱼缸水温自动加热电路如图鱼缸水温自动加热电路如图14-8所示，所示，是正温度系数热是正温度系数热敏电阻器。用敏电阻器。用555定时器构成的单稳态触发器，设定加热时间为定时器构成的
12、单稳态触发器，设定加热时间为11s，试分析该电路的工作原理以及给出，试分析该电路的工作原理以及给出 和和 的设计值。的设计值。可以选可以选1M电阻电阻R1 和和10F的电容的电容C1。sCRt111.111W 多谐振荡器是一种自激振荡器，在接通电源后，不需要外加触多谐振荡器是一种自激振荡器，在接通电源后，不需要外加触发信号，便能自动产生矩形波形。由于矩形波中含有高次谐波故发信号，便能自动产生矩形波形。由于矩形波中含有高次谐波故把矩形波振荡器叫做多谐振荡器。它具有如下特点：把矩形波振荡器叫做多谐振荡器。它具有如下特点：1）电路的高、低电平是自动切换的，不需要外界的触发信号。）电路的高、低电平是自
13、动切换的，不需要外界的触发信号。2）这类电路不存在稳定的状态，故又称为无稳态触发器。）这类电路不存在稳定的状态，故又称为无稳态触发器。14.4.1 14.4.1 多谐振荡器的特点多谐振荡器的特点 14.4.114.4.1由由555555构成的多谐振荡器电路组成及工作原理构成的多谐振荡器电路组成及工作原理 接通电源接通电源u uC C0 Q1 T截止截止UCC通过通过R1和和R2给给C充电充电 u uC C 22UCC/3 Q=0 T导通导通CC通过通过V和和R2放电放电u uC C UCC/3 Q1 T截止截止UCC通过通过R1和和R2给给C充电充电循环下去。循环下去。14.4.214.4.2
14、振荡频率的计算振荡频率的计算 CRRTf)2(69.01121振荡频率为振荡频率为CRR.CRRt)(6902ln)(2121wH CR.CRt22wL6902ln振荡周期为振荡周期为CRR.CRRttT)2(6902ln)2(2121wLwH为了改变占空比，可采用下图所示电路为了改变占空比，可采用下图所示电路1 15 53 32 26 67 78 84 4CB555CB555F01.0UccUccR R1 1C CR R2 2图14-4-3 改进的555定时器构成的多谐振荡器图14-4-3 改进的555定时器构成的多谐振荡器D D1 1D D2 2ou14.4.314.4.3应用应用1.1.模拟声响电路模拟声响电路2.2.电压频率转换器电压频率转换器Iu55578462153C图14-11 555构成的压控振荡器1ROuCCU2R 在外加电压控制端在外加电压控制端5加一个电压，就可改变施密特触发器加一个电压，就可改变施密特触发器的阈值电压，从而可改变振荡频率，也叫压控振荡器。的阈值电压，从而可改变振荡频率，也叫压控振荡器。
