555型集成定时器的组成及工作原理
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摘要: 1．555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所示。其功能见表1。定 ...
1．555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，应用广泛。外加电阻、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V0=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。
图1 555定时器内部框图
图2 555定时器引脚排列
表1 555定时器的功能表2．典型应用（1）构成单稳态触发器&&&&电路如图2所示，接通→电容C充电（至2/3Vcc）→RS触发器置0→V0=0，T导通，C放电，此时电路处于稳定状态。当2加入VI&1/3Vcc时，RS触发器置1，输出V0=1，使T 截止。电容C开始充电，按指数规律上升，当电容C充电到2/3Vcc时，A1翻转，使输出V0=0。此时T又重新导通，C很快放电，暂稳态结束，恢复稳态，为下一个触发脉冲的到来作好准备。其中输出V0脉冲的持续时间tw=1.1RC,一般取R=1kΩ--10MΩ，C&1000PF,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。
图3 单稳态触发器
图4 多谐振荡器
(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=0.7 C(R1+2R2) &&&&&&&&&&频率 f=1/T=1.44/(R1+2R2)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4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，V0从1→0;Vi下降到1/3Vcc时，V0又从0→1 。电路的电压传输特性如图5所示。回差电压：ΔV=1/3Vcc.
图5 施密特触发器
图6 电压传输特性
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555定时器的三种工作模式及用于触发相位控制
来源：互联网 作者：佚名日 14:40
[导读] 555定时器是一种集成电路芯片，常被用于定时器、脉冲发生器和震荡电路。555可被作为电路中的延时器件、触发器或起振元件。
　　555定时器是一种集成电路芯片，常被用于定时器、脉冲发生器和震荡电路。555可被作为电路中的延时器件、触发器或起振元件。
　　555定时器可工作在三种工作模式下：
　　单稳态模式：在此模式下，555功能为单次触发。应用范围包括定时器，脉冲丢失检测，反弹跳开关，轻触开关，分频器，电容测量，脉冲宽度调制（PWM）等。
　　无稳态模式：在此模式下，555以振荡器的方式工作。这一工作模式下的555芯片常被用于频闪灯、脉冲发生器、逻辑电路时钟、音调发生器、脉冲位置调制（PPM）等电路中。如果使用热敏电阻作为定时电阻，555可构成温度传感器，其输出信号的频率由温度决定。
　　双稳态模式（或称施密特触发器模式）：在DIS引脚空置且不外接电容的情况下，555的工作方式类似于一个RS触发器，可用于构成锁存开关。
　　在单稳态工作模式下，555定时器作为单次触发脉冲发生器工作。当触发输入电压降至VCC的1/3时开始输出脉冲。输出的脉宽取决于由定时电阻与电容组成的RC网络的时间常数。当电容电压升至VCC的2/3时输出脉冲停止。根据实际需要可通过改变RC网络的时间常数来调节脉宽。
　　用555定时器触发相位控制
　　555是一个单稳态触发器，输入一个低点位脉冲，则输出某一宽度的高电位方波脉冲，其方波脉冲宽度与R3C2有如下关系
　　tp = 1.1 R3C2
　　12V稳压管上端的波形（即555输入端2的波形）如下：
用555定时器触发相位控制
　　一旦555输出端有方波输出，晶闸管的触发极就通过晶体管G2接地，而不导通。方波消失后，触发极为高电位，晶闸管就处于导通状态。
　　将R3加大，会使tp增大，导通角变小，负载得到的功率变小。反之负载得到的功率变大。
　　看来， 应该出去晶体管G1，它在这里不起任何作用。电容器C1（47&F ）也应除去，否则555的输入2端不会有脉冲下降沿出现了。
　　建议：为了安全，控制电路应与主电路隔离。方法是加入一个适合控制电压的降压变压器，再用4个1N4001取代1N4007。
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电信与信息服务业务经营许可证：粤B2-555定时器功能与应用特点
555定时器功能与应用特点
摘要：实现了一种全集成可变带宽中频宽带低通滤波器，讨论分析了跨导放大器-电容(OTA&C)连续时间型滤波器的结构、设计和具体实现，使用外部可编程电路对所设计滤波器带宽进行控制，并利用ADS软件进行电路设计和仿真验证。仿真结果表明，该滤波器带宽的可调范围为1～26 MHz，阻带抑制率大于35 dB，带内波纹小于0．5 dB，采用1．8 V电源，TSMC 0．18&m CMOS工艺库仿真，功耗小于21 mW，频响曲线接近理想状态。关键词：Butte
&& &555定时器芯片是一种广泛应用的中规模集成电路，只要外围配以几个适当的阻容元件，就可以构成无稳态触发器、单稳态触发器以及双稳态触发器等应用电路，以此为基础可设计各种实用的电路形式。但555定时器内部结构相对复杂，功能难以记忆，导致其构成的3种基本应用电路比较难理解与区分。为此，就其各功能引腿进行归纳总结，得出一易于记忆的简化模型，同时对其构成的3种基本应用电路的本质特点与原理进行分析。1 555定时器功能特点1．1 简化的功能模型&&& 555芯片简化功能模型如图1所示，它包含了555的3个主要引腿：阀值TH(555的6腿)、触发(2)、输出Q(3)，功能上可视为1个&非门&，但此&非门&有2个输入端：&1&信号只从TH端输入，否则认为TH端&无信号&。&0&信号只从端输入，否则也认为端&无信号&。故当TH端有信号&1&时，输出Vo为&0&。当端有信号&0&时，输出Vo为&1&。当两输入端均&无信号&时，输出Vo不变。但两输入端不能同时有信号。可以这样理解：同时输入&0&与&1&，&非门&不知该输出哪端的&非&，实际上这时555内部的RS触发器处于非法状态，其输出与Q均为&1&。1．2 &1&、&0&对应的电平&&& 当5腿不用时(通过约0．01&F的电容接地)，引入6腿的电平必须&2／3电源电压才被识别为有信号&1&，引入2腿的电平必须&1／3电源电压才被识别为有信号&0&。当5腿引入电压UM时，U6&UM为&1&，U2&1／2UM为&0&。1．3 放电7腿&&& 555构成的电路，经常要在外围配以RC充、放电回路，充电过程一般从电源经RC到地，放电回路则为RC通过7腿到地。当输出Vo为&0&时，7腿相当于接&地&，放电回路接通。当输出Vo为&1&时，7腿悬空，放电回路断开。&&& 另外，7腿在芯片内部是三极管开路的C极，故将其通过1个电阻上拉至电源的正极，则7腿可作为另一输出端，其输出的波形与3腿一样。1．4 其余引腿&&& 555芯片共有8条引腿，另外3条中1腿为电源负(地)，8腿为电源的正，这和通常的芯片电源在对角线上不同；剩下的4腿为复位(R表示Reset复位，D表示直接)，当其为低电平时，555芯片输出为&0&，故该引腿一般直接接到电源的正极，否则可作为启动555电路工作的控制端。2 555定时器应用特点2．1 无稳态触发器&&& 无稳态触发器的特点：无外输入信号、外围有RC元件、且6、2端短接在一起。&&& 所谓无稳态触发器，也称为多谐振荡器，其输出必须能够在&0&、&1&之间来回跳变，形成矩形波，输出跳变的原因是因为RC回路反复的充、放电过程导致输入端不断变化。充、放电过程能自动切换反复进行的条件是：当输出为&1&，能启动充电回路工作使输入端电位不断抬高，高到逻辑&1&时，输出跳变为&0&；当输出为&0&，能启动放电回路工作使输入端电位不断降低，低到逻辑&0&时，输出跳变为&1&，555电路充、放电过程的切换可以通过放电7腿进行，也可以通过输出3腿进行，还可以同时通过二极管隔离。&&& 不同形式的多谐振荡器区别在于RC充、放电回路构成的不同。&&& 图2是最常用形式的多谐振荡器，充、放电过程通过7腿切换，当输出为&1&，7腿悬空，启动Ucc-R1-R2-C-地的充电回路，充电的过程使6、2端电位不断提高，高到2／3Ucc时，输出跳为&0&。当输出为&0&时，7腿对地短接，形成C-R2-7-地的放电回路，放电的过程使6、2端电位不断降低，低到1／3Ucc时，输出跳为&1&，充、放电过程不断反复进行。该电路由电源对RC充电，由7腿到地对RC放电，而7腿的悬空与对地短接恰好可以切换充、放电过程。&&& 充、放电回路可以通过二极管隔离，形成占空比易调的多谐振荡器，如图3所示，充电回路为：Ucc-R1-二极管-C-地，放电回路为C-R2-7-地。&&& 图4由输出3腿切换充、放电过程，输出为&1&，启动输出-R-C-地的充电回路。输出为&0&，形成C-R-输出-地的放电回路。&&& 图5将输出3腿与放电7腿同时连入RC电路，故输出为&1&时，启动充电回路：输出-R1-C-地。输出为&0&时，放电则通过3腿与7腿同时进行，因为它们都对地短接，即放电回路为：C-R1／／R2-3腿(7腿)-地。若在R1支路上串入1个二极管，且P极在上则放电回路只通过7腿进行。&&& 其他形式的多谐振荡器关键也是分析出充电与放电回路如何构成，并且必须满足以下逻辑：输出为&1&时，RC回路一定使输入6、2端电位抬高；反之，输出为&0&时，使6、2端电位降低。2．2 单稳态触发器&&& 单稳态触发器的特点：有一外输入信号、外围有RC元件、6、2端分开且分别与它们相连。&&& 所谓单稳态触发器，输出的&0&、&1&中只有一种状态是稳定的，外输入信号作为触发信号，当其有效时，输出进入暂态，此时的输出为暂态的根本原因在于：进入该状态一定会启动RC电路充、放电过程，这两个过程首先进行的一定使输出回到稳态，接着自动切换到另一过程使输入回到稳态时对应的状态：&无信号&，但输出不变。&&& 图6为一典型负脉冲触发、&0&态为稳态的单稳态触发器，7腿切换充、放电过程。当外输入信号有效(从2端引入，故有效的信号指&1／3Ucc：)，输出跳变为&1&，该态为暂态，因为输出为&1&，则7腿悬空，启动Ucc-R-C-地的充电过程，该过程使6端电压不断抬高，到达2／3Ucc后，输出自动回到&0&稳态，同时C通过7腿快速放电，使6端电位降低回到稳态对应的状态。&无信号&，此时2、6均处于&无信号&状态，根据555芯片的功能输出不变。&&& 图7也是&0&态为稳态的单稳态触发器，只是其RC充、放电由3腿切换。当2腿输入的负脉冲触发使电路进入&1&暂态时，启动RC充电使输出回到&0&稳态，然后RC通过3腿放电使输入6腿回到&无信号&状态，但与图6相比，使输入恢复&无信号&的时间较长，在此前2腿不能重新触发。若将一二极管与电阻R并联，且P极在下，可快速使输入回到&无信号&状态。&&& 图8外输入信号由6腿引入，RC电路连在2腿，构成正脉冲触发，&1&态为稳态的单稳态触发器。与图7一样由3腿切换充、放电过程，只是RC放电的过程使输出回到稳态，充电的过程使输入2腿回到&无信号&。与电阻R并联-P极在上的二极管，同样可快速使输入回到稳态。&&& 单稳态触发器的触发信号ui常经一微分电路后再输入555芯片，这样可以减小输入脉冲的宽度。&&& 图9中外围无外输入信号、有RC元件、且6、2端短接在一起，但它不是多谐振荡器，原因在于它外围的RC元件只能形成充电回路：Ucc-R-C-地，但3腿与7腿均未连入RC电路，不能形成放电回路。该电路实际上是上电触发的延时电路，属于单稳态触发器的一种，电路加电瞬间，电容两端电压不能跳变，6、2端为低电平，输出为&1&，该态为暂态，随着电源对RC的充电，输出会回到&0&稳态。图9电路不能重触发，若在电容两端并联一不锁定的开关，便可通过开关重触发。&&& 将图9的R与C互换，则电路中的暂态为&0&，稳态为&1&。2．3 双稳态触发器&&& 双稳态触发器的特点：外围没有RC元件。若6、2短接，并引入外输入信号为施密特触发器。若6、2分开并同时有输入信号，则为双限比较器；若6、2分开，若只有一端输入信号则为单端比较器。3 结束语&&& 555定时器在工业自动控制、定时、仿声、防盗报警等方面有着广泛的应用，但其本质电路结构离不开上述3种形式，依据所研究的555定时器功能与应用特点可以快速设计与分析555组成的各种应用电路。
型号/产品名
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深圳市捷顺科技实业股份有限公司导读：实验八555集成定时器及其应用，一、实验目的，1．熟悉555集成定时器的组成及工作原理，2．掌握用定时器构成单稳态电路、多谐振荡电路和施密特触发电路，3．了解555定时器的应用：构成变音信号发生器，二、实验原理及参考电路1．555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，555定时器原理图及引线排列如图8.1、图8.2所示，定时器内部由比较器、分压电路、R 实验八
555集成定时器及其应用 一、 实验目的 1．熟悉 555 集成定时器的组成及工作原理。 2．掌握用定时器构成单稳态电路、多谐振荡电路和施密特触发电路。 3．了解 555 定时器的应用：构成变音信号发生器。
4．学习用示波器对波形进行定量分析，测量波形的周期、脉宽和幅值等。 二、实验原理及参考电路
1．555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8.1、图8.2所示，其功能见表8.1。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。
555定时器内部框图
555定时器引脚排列 表8.1
555定时器的功能表
2．典型应用 （1）构成单稳态触发器 电路如图8.3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。
单稳态触发器
多谐振荡器 (2) 多谐振荡器 电路如图8.4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=0.7 C(R1+2R2)
频率 f=1/T=1.44/(R1+2R2)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8.5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8.6所示。 回差电压：ΔV=1/3Vcc.
施密特触发器
电压传输特性 三、实验仪器设备 1. TDS-1 数字电路实验系统 1台 2. 双踪示波器 1台； 函数信号发生器 1台；直流稳压电源 1台； 数字万用表 1块 。
3.集成定时器NE555 2片；电阻 100kΩ、10kΩ各2只；51kΩ、5.1kΩ、4.7kΩ各1只；电容 30μF、10μF、0.1μF、2200pF各1只；电位器 100kΩ1只；喇叭8Ω一只。 四、实验内容 1．用 555 定时器构成单稳态电路。按图8.3接线。当R1入信号vI的频率和脉宽，，以保证T?5.1k?，C?0.1?F时，合理选择输?tP0，使每一个正倒置脉冲起作用。加输入信号后，用示波器观察vI、vC以及vO的电压波形，比较它们的时序关系，绘出波形。 2．按图8.4所示电路组装占空系数可调的多谐振荡器。取R1?10k?，R2?100k?（电位器），C?10?F，调节电位器RP（R2），在示波器上观察输出波形占空系数的变化情况。并观察占空系数为1：2 、3：4时的输出波形。 3．在图 8.4中，若固定R1?5.1k?，R2?4.7k?，C?0.1?F时，用示波器观察并描绘vO和vC波形的幅值、周期以及tPH和tPL，标出vC各转折点的电平。 4．按图8.5所示电路组装施密特触发器。输入电压为R2用示波器观察并描绘vI??100k?的正弦波。和vO波形。注明周期和幅值，并在图上标出上限触发电平，下限触发电平。 5．用两片555定时器构成变音信号发声器，其电路如图8.7所示。它能按一定规律发出两种不同的声音。这种变音信号发生器是由两个多谐振荡器组成。一个振荡频率较低，另一个振荡频率受其控制。适当调整电路参数，可使声音达到满意的效果。 3
变音信号发生器 五、实验预习要求 1．复习555集成定时器的工作原理。 2．复习单稳触发器，多谐振荡器和施密特触发器的工作原理。 六、实验报告要求 1．整理实验数据，画出实验内容中所要求画的波形，按时间坐标对应标出波形的周期、脉宽和幅值等。 2．根据实验内容5，记录下你满意的变因信号发生器最后调试的电路参数。并说明你的变音发生器可以用于哪个地方。 3．总结555定时器的应用有哪些。 七、实验注意事项 1．单稳态电路的输入信号选择要特别注意。vI的周期T必须大于vO的脉宽tP0，并且低电平的宽度要小于vO的脉宽tP0。
2．所有需绘制的波形图均要按时间坐标对应描绘 , 而且要正确选择示波器的AC、DC输入方式，才能正确描绘出所有波形。在图中标出周期、脉宽以及幅值等。 八、思考题 1．实验内容2中，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？ 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。 九、实验提示
实验内容2输入脉冲应该是：窄负脉冲；幅度Vpp=4V；频率从100~600Hz之间。 4
包含总结汇报、党团工作、IT计算机、资格考试、计划方案、word文档、工作范文以及实验八 555集成定时器及其应用等内容。
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