555定时器电路及其功能

6.1 　555定时器电路及其功能

时间：2008-07-31 06:18:22 来源：作者：点击：331

　 555定时器是一种多用途的中规模集成电路器件，在外围配以少量阻容元件就可以构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器等电路，在脉冲产生和变换等技术领域有着广泛的应用。

一、555定时器的电路组成

555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的器件，内部电路结构如图6-1所示：

555定时器由三部分组成：

1. 电阻分压器和电压比较器：由三个等值电阻压花模具R和两个集成运放比较器C1、C2构成。电源电压Vcc经分压取得V+2、V-1作为比较器的输入参考电压，在无外加控制电压Vm时，V+2=1/3Vcc、V-1=2/3Vcc；外加控制电压Vm可改变参考电压值。比较器分别对阀值输入Vi1与V-1、触发输入Vi2与V+2进行比较，它们的结果决定比较器输出Vc1、Vc2的电位高低。
注意：不接外加控制时，控制端（5脚）不可悬空，需通过电容接地，以旁路高频干扰。

2. 基本RS触发器：由比较器输出电位Vc1、Vc2控制其状态。（4脚）为触发器复位端当=0时，触发器反相输出端=1，定时器输出Vo=0,同时，使TD导通。

3. 输出缓冲器和开关管：由反相放大器和集电极开路的三极管TD构成。反相放大器用以提高负载能力，起到隔离作用。

二、555定时器的逻辑功能

555定时器的逻辑功能取决于比较器C1、C2的工作状态。
在无外加控制电压Vm的情况下: 　
当Vi1>V-1、Vi2>V+2时，比较器输出Vc1=1、VC2=0,触发器置0，=1，Vo=0,TD导通。将Vo=0,Vo’对地导通的状态称定时器的0态。
　压片机模具当Vi1<V-1、Vi2<V+2时，比较器输出VC1=0、VC2=1，触发器置1，=0，Vo=1,TD截止。将Vo=1,Vo’对地断开的状态称定时器的1态。
当Vi1<V-1、Vi2>V+2时，比较器输出Vc1=0、VC2=0，触发器维持原状态不变

6.2　施密特触发器

时间：2008-07-31 06:19:14 来源：作者：点击：1096

　　施密特触发器也有两个稳定状态，但与一般触发器不同的是，施密特触发器采用电位触发方式，其状态由输入信号电位维持；对于负向递减和正向递增两种不同变化方向的输入信号，施密特触发器有不同的阀值电压。见图6-2：

解释：当输入信号Vi减小至低于负向阀值时，输出电压Vo翻转为高电平VoH；而输入信号Vi增大至高于正向阀值时，输出电压Vo才翻转为低电平VoL。这种滞后的电压传输特性称回差特性，其值-称为回差电压。　

一、用555定时器构成的施密特触发器

1.电路组成:
将555定时器的阀值输入端Vi1（6脚）、触发输入端Vi2（2脚）相连作为输入端Vi，由Vo（3脚）或Vo’（7脚）挂接上拉电阻Rl及电源VDD作为输出端，便构成了如图6-3所示的施密特触发器电路。

2.工作原理：　　如图所示，输入信号Vi，对应的输出信号为Vo，假设未接控制输入Vm 。

　①当Vi=0V时，即高攀1v 1hVi1<2/3Vcc、Vi2<1/3Vcc,此时Vo=1。以后Vi逐渐上升,只要不高于阀值电压(2/3Vcc),输出Vo维持1不变。

　②当Vi上升至高于阀值电压（2/3Vcc）时，则Vi1>2/3Vcc、Vi2>1/3Vcc，此时定时器状态翻转为0麦弗逊式独立悬架，输出Vo=0，此后Vi继续上升，然后下降，只要不低于触发电位（1/3Vcc），输出维持0不变。

　③当Vi继续下降，一旦低于触发电位（1/3Vcc）后，Vi1<2/3Vcc、Vi2<1/3Vcc，定时器状态翻转为1，输出Vo=1。

总结：未考虑外接控制输入Vm时，正负向阀值电压 =2/3Vcc、 =1/3Vcc，回差电压△V=1/3Vcc。若考虑Vm，则正负向阀值电压=Vm、=1/2Vm，回差电压△V=1/2Vm。由此，通过调节外加电压Vm可改变施密特触发器的回差电压特性，从而改变输出脉冲的宽度。

二、施密特触发器的应用举例

1.波形变换：

施密特触发器可用以将模拟信号波形转换成矩形波，如图6-4所示将正弦波信号同相转换成矩形波的例子，输出脉冲宽度tpo可通过回差电压加以调节。

2.波形整形

若数字信号在传输过程中受到干扰变成如图6-5（a)所示的不规则波形，

　
　可利用施密特触发器的回差特性将它整形成规则的矩形波。若负向阀值取为，则回差电压。整形后输出波形如图6-5(b)合约众筹所示。由于输入信号的干扰在输出中表现为三个矩形脉冲，这是错误的。若减小负向阀值取为监控摄像机支架，则回差电压。此时整形后输出波形如图6-5(c)所示，消去了干扰。

3.幅度鉴别：

施密特触发器的翻转取决于输入信号是否高于或低于，利用此特性可以构成幅度鉴别器，用以从一串脉冲中检出符合幅度要求的脉冲。如图6-6所示，当输入脉冲大于时，施密特触发器翻转，输出端有脉冲输出；当输入脉冲幅度小于时，施密特触发器不翻转，输出端没有脉冲输出。它可以鉴别出脉冲幅度高于的输入信号。

6.3　单稳态触发器

时间：2008-07-31 06:20:07 来源：作者：点击：397

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