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一、555定时器的工作原理 555定时器是一种数字与模拟混合型的中规模集成电路,应用广泛。外加电阻、电容等元件可以构成多谐振荡器,单稳电路,施密特触发器等。 555定时器原理图及引线排列如图1、图2所示,其功能见表1。定时器内部由比较器、分压电路、RS触发器及放电三极管等组成。分压电路由三个5K的电阻构成,分别给A1和A2提供参考电平2/3Vcc和1/3Vcc。A1和A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号自6脚输入大于2/3Vcc时,触发器复位,3脚输出为低电平,放电管T导通;当输入信号自2脚输入并低于1/3Vcc时,触发器置位,3脚输出高电平,放电管截止。 4脚是复位端,当4脚接入低电平时,则Vo=0;正常工作时4接为高电平。 5脚为控制端,平时输入2/3Vcc作为比较器的参考电平,当5脚外接一个输入电压,即改变了比较器的参考电平,从而实现对输出的另一种控制。如果不在5脚外加电压通常接0.01μF电容到地,起滤波作用,以消除外来的干扰,确保参考电平的稳定。
表1 555定时器的功能表 二、典型应用 (1)构成单稳态触发器 电路如图3所示,接通电源→电容C充电(至2/3Vcc)→RS触发器置0→Vo=0,T导通,C放电,此时电路处于稳定状态。当2加入VI1000PF,只要满足VI的重复周期大于tp0,电路即可工作,实现较精确的定时。 (2)多谐振荡器 电路如图4所示,电路无稳态,仅存在两个暂稳态,亦不需外加触发信号,即可产生振荡(振荡过程自行分析)。电容C在1/3Vcc–2/3Vcc之间充电和放电,输出信号的振荡参数为: 周期T=0.7C(R1+2R2) 频率f=1/T=1.44/(R1+2R2)C Tpl=0.7R2C Tph=0.7(R1+R2)C 占空比D=(R1+R2)/(R1+2R2) 555电路要求R1与R2均应大于或等于1kΩ,使R1+R2应小于或等于3.3MΩ。 (3)密特触发器 电路如图5所示。Vs为正弦波,经D半波整流到555定时器的2脚和6脚,当Vi上升到2/3Vcc时,Vo从1→0;Vi下降到1/3Vcc时,V又从0→1。电路的电压传输特性如图6所示。 回差电压:ΔV=1/3Vcc。 总结555定时器的应用有哪些。 (1)单稳态触发器,用于定时延时整形及一些定时开关中; (2)多谐振荡器,组成信号产生电路; (3)施密特触发器,用于TTL系统的接口,整形电路或脉冲鉴幅等。 思考: 1、改变电容C的大小能够改变振荡器输出电压的周期和占空比系数吗? 改变电容C的大小能够改变振荡器输出电压的周期,但不能改变占空比系数 2、利用555定时器组成的施密特触发器实现三角波变成方波。 |
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