555集成定時器的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)及工作原理

1、555 集成定時器的內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)及工作原理 答：在數(shù)字系統(tǒng)中，為了使各部分在時間上協(xié)調(diào)動作，需要有一個統(tǒng)一的時間 基準(zhǔn)。用來產(chǎn)生時間基準(zhǔn)信號的電路稱為時基電路。 555 集成定時器就是其中的 一種。它是一種由模擬電路與數(shù)字電路組合而成的多功能的中規(guī)模集成組件， 只 要配少量的外部器件， 便可很方便的組成觸發(fā)器、 振蕩器等多種功能電路。 因此 其獲得迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。555集成定時器的工作原理如下：圖2-65a所示為其內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)圖。管腳排列 如圖2-65b所示。整個電路包括分壓器，比較器，基本 RS觸發(fā)器和放電開關(guān)四 個部分。（1）分壓器 由三個5kQ的電阻串聯(lián)組成分壓器，其上端接電源 VC

2、C（8端），下 端接地（1端），為兩個比較器A1、A2提供基準(zhǔn)電平。使比較器 A1的“+”端接 基準(zhǔn)電平2VCC/3（5端），比較器A2的“-”端接VCC/3。如果在控制端（5端） 外加控制電壓可以改變兩個比較器的基準(zhǔn)電平。不用外加控制電壓時，可用0.01卩F的電容使5端交流接地，以旁路高頻干擾。（2）比較器A1、A7是兩個比較器。其“ +”端是同相輸人端，“-”端是反相輸入 端。由于比較器的靈敏度很高， 當(dāng)同相輸入端電平略大于反相端時， 其輸出端為 高電平；反之，當(dāng)同相輸入端電平略小于反相輸人端電平時， 其輸出端為低電平。 因此，當(dāng)高電平觸發(fā)端（6端）的觸發(fā)電平大于2VCC/3時，比較器A1

3、的輸出為 低電平；反之輸出為高電平。當(dāng)?shù)碗娖接|發(fā)端 （2端）的觸發(fā)電平略小于 VCC3 時，比較器 A2 的輸出為低電平；反之，輸出為高電平?；綬S觸發(fā)器比較器A1和A2的輸出端就是基本RS觸發(fā)器的輸入端RD 和SD。因此，基本RS觸發(fā)器的狀態(tài)（3端的狀態(tài)）受6端和2端的輸入電平控制。 圖中的4端是低電平復(fù)位端。在4端施加低電平時，可以強(qiáng)制復(fù)位，使 Q=0。平 時，將4端接電源VCC的正極。（4）放電開關(guān)圖中晶體管 VT 構(gòu)成放電開關(guān)，使用時將其集電極接正電源，基極 接基本RS觸發(fā)器的Q端。當(dāng)Q=0時，VT截止；當(dāng)Q=1時，VT飽合導(dǎo)通?？?見晶體管 VT 作為放電開關(guān)，其通斷狀態(tài)由觸發(fā)器的

4、狀態(tài)決定。555 定時器555 定時器是一種多用途的數(shù)字 模擬混合集成電路，可以方便的構(gòu)成施密特觸發(fā)器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器。雙極型產(chǎn)品型號最后數(shù)碼為555，CMO型產(chǎn)品型號最后數(shù)碼為 7555555定時器的電路結(jié)構(gòu)與功能555定時器有兩個比較器 C1和C2各有一個輸入端連接到三個電阻 R組成的分壓器上，比較器 的輸岀接到RS觸發(fā)器上。此外還有輸岀級和放電管，輸出級的驅(qū)動電流可達(dá) 200mA電路圖如圖8.5.1(DISC.J圖8.5.1 555定時器比較器C1和C2的參考電壓分別為UR俐UR2根據(jù)C1和C2的另一個輸入端一一觸發(fā)輸入和閾值輸 入，可判斷岀RS觸發(fā)器的輸岀狀態(tài)。當(dāng)復(fù)位端為低電

5、平時，RS觸發(fā)器被強(qiáng)制復(fù)位。若無需復(fù)位操作, 復(fù)位端應(yīng)接高電平。由于三個電阻等值，所以當(dāng)沒有控制電壓輸入時,12加上血U-Ucc33當(dāng)控制電壓外接時，如外接,則為防止干擾，控制電壓端懸空時，應(yīng)接一濾波電容到地。555定時器的邏輯功能如圖8.5.1農(nóng)& 5.15駆定時器的功能我輸入輸出VnvGVo%狀態(tài)0XXft”通1>2Vcc/3>Vcc/3低I導(dǎo)通1<ZVcc/3>Vcc/3不交不變(1<2Vcc/3<Vcc/3高1>2Vcc/3<Vcc/3高截止、555定時器的應(yīng)用1 .用555定時器接成施密特觸發(fā)器圖6.5.2用555定時器接成的施

6、密特觸發(fā)器 01mF為濾波電容，提高VR1和VR2的穩(wěn)定性。C1與C2 的參考電壓不同，因而基本RS觸發(fā)器的置0信號和置1信號必然發(fā)生在輸入信號 VI的不同電平。回 差電壓 VT=VT VT-=VCC/3杜電帖連接壁& 5. 2 555電路構(gòu)咸施密特觸發(fā)器2.用555定時器接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器如圖8.5.3 , a為電路連接，b為各點(diǎn)波形。圖6.5.3中R2、C2為單穩(wěn)態(tài)定時電路；R1、C1為輸入微分電路；C3為濾波電容，典型值為0.01卩F。 無觸發(fā)時，u2>UA VCC通過R2對C2充電，當(dāng)u6>UB u0為低電平，C2通過放電管T放電，u0不 變，電路進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。觸發(fā)后，u

7、2v UA u0變?yōu)楦唠娖?，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)；由于放電管截止，C2又被充電，當(dāng)u6> UB u0翻回到低電平，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束。u0的輸岀脈寬為1電瑋連接b各點(diǎn)潦托tW等于電容電壓在充電過程中從 0上升至負(fù)脈沖觸發(fā)，輸岀脈沖的寬度等于暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間。即2VCC/3所需時間:3.用555定時器接成多諧振蕩器圖 8.5.6 用 555如=RCh G 二 RCin 32）工作原理多諧振蕩器只有兩個暫穩(wěn)態(tài)。假設(shè)當(dāng)電源接通后，電路處于某一暫穩(wěn)態(tài)，電容C上電壓UC略低于:, Uo輸岀高電平，V1截止，電源UCC通過R1、R2給電容C充電。隨著充電的進(jìn)行 UC逐1 2丄U匚 < 仝J漸增高，但只要二，

8、輸出電壓Uo就一直保持高電平不變，這就是第一個暫穩(wěn)22嘰-%態(tài)。當(dāng)電容C上的電壓UC略微超過一 時(即U6和U2均大于等于一 時)，RS觸發(fā)器置0 ,使輸岀電壓Uo從原來的高電平翻轉(zhuǎn)到低電平， 即Uo=0, V1導(dǎo)通飽和，此時電容C通過R2和V1放電。2 1隨著電容C放電，UC下降，但只要二二,Uo就一直保持低電平不變，這就是第二個暫穩(wěn)態(tài)。當(dāng)UC下降到略微低于時，RS觸發(fā)器置1，電路輸岀又變?yōu)閁o=1, V1截止，電容C再次充電，又重復(fù)上述過程，電路輸岀便得到周期性的矩形脈沖。其工作波形如圖圖8.5.6 (b)所示。3)振蕩周期T多諧振蕩器的振蕩周期為兩個暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間，T=T1+T2由圖圖8.5.6 (b)UC 的波形求得電容C的充電時間T1和放電時間T 2各為廠7 =(4 R2 X7 In 二 i尺 + In 2K =R.Cn()r-'- =R.CUi2，o-r；因而，振蕩周期 一一