导语:555定时器的应用很广泛,可以构成施密特触发器,用于TTL系统的接口,整形电路或脉冲鉴幅等。也构成多谐振荡器,组成信号产生电路。还 构成单稳态触发器,用于定时延时整形及一些定时开关中。

555应用电路采用这3种方式中的1种或多种组合起来可以组成各种实用的电子电路,如定时器、分频器、元件参数和电路检测电路、玩具游戏机电路、音响告警电路、电源交换电路、频率变换电路、自动控制电路等。


555定时器的电路结构与工作原理

555定时器的结构及工作原理(这就是555定时器的电路结构和工作原理)(1)

555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压,当 5 脚悬空时,则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为 2VCC /3,C2 的反相输入端的电压为VCC 若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3,则比较器 C2 的输出为 0,可使 RS 触发器置 1,使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3,同时 TR 端的电压大于VCC /3,则 C1 的输出为 0,C2 的输出为 1,可将 RS 触发器置 0,使输出为 0 电平。

它的各个引脚功能如下:

1脚:外接电源负端VSS或接地,一般情况下接地。

8脚:外接电源VCC,双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V,CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。一般用5V。

3脚:输出端Vo

2脚:低触发端

6脚:TH高触发端

4脚:是直接清零端。当此端接低电平,则时基电路不工作,此时不论TR、TH处于何电平,时基电路输出为“0”,该端不用时应接高电平。

5脚:VC为控制电压端。若此端外接电压,则可改变内部两个比较器的基准电压,当该端不用时,应将该端串入一只0.01μF电容接地,以防引入干扰。

7脚:放电端。该端与放电管集电极相连,用做定时器时电容的放电。

在1脚接地,5脚未外接电压,两个比较器A1、A2基准电压分别为的情况下,555时基电路的功能表如下表所示。

555定时器的结构及工作原理(这就是555定时器的电路结构和工作原理)(2)

555定时器构成单稳态触发器

555定时器的结构及工作原理(这就是555定时器的电路结构和工作原理)(3)

图为由555定时器和外接定时元件R、C构成的单稳态触发器。D为钳位二极管,稳态时555电路输入端处于电源电平,内部放电开关管T导通,输出端Vo输出低电平,当有一个外部负脉冲触发信号加到Vi端。并使2端电位瞬时低于1/3VCC,低电平比较器动作,单稳态电路即开始一个稳态过程,电容C开始充电,Vc按指数规律增长。当Vc充电到2/3VCC时,高电平比较器动作,比较器A1翻转,输出Vo从高电平返回低电平,放电开关管T重新导通,电容C上的电荷很快经放电开关管放电,暂态结束,恢复稳定,为下个触发脉冲的来到做好准备。波形图见下图。

555定时器的结构及工作原理(这就是555定时器的电路结构和工作原理)(4)

暂稳态的持续时间Tw(即为延时时间)决定于外接元件R、C的大小。

Tw=1.1RC

通过改变R、C的大小,可使延时时间在几个微秒和几十分钟之间变化。当这种单稳态电路作为计时器时,可直接驱动小型继电器,并可采用复位端接地的方法来终止暂态,重新计时。此外需用一个续流二极管与继电器线圈并接,以防继电器线圈反电势损坏内部功率管。

555定时器接成多谐振荡器

多谐振荡器又称为无稳态触发器,它没有稳定的输出状态,只有两个暂稳态。在电路处于某一暂稳态后,经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态。两个暂稳态自行相互转换而输出一系列矩形波。多谐振荡器可用作方波发生器。

555定时器的结构及工作原理(这就是555定时器的电路结构和工作原理)(5)

接通电源后,假定是高电平,则T截止,电容C充电。充电回路是VCC—R1—R2—

C—地,按指数规律上升,当上升到时(TH、端电平大于),输出翻转为低电平。是低电平,T导通,C放电,放电回路为C—R2—T—地,按指数规律下降,当下降到时(TH、端电平小于),输出翻转为高电平,放电管T截止,电容再次充电,如此周而复始,产生振荡,经分析可得

输出高电平时间 T=(R1 R2)Cln2

输出低电平时间T=R2Cln2

振荡周期 T=(R1 2R2)Cln2


结语:555 定时器把模拟电子中的放大功能和数字子的逻辑功能融合起来 ,定时精确 ,电源范围宽直接推动负载.因此 ,作为一种价格低廉、性能优使用方便的中规模的集成电路 ,555 定时器已成数字电路中最常用的时基电路之一 ,必将在控制域得到更广泛的应用。

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