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555定時器的結構及工作原理

職場 更新时间:2024-07-01 12:31:24

導語:555定時器的應用很廣泛,可以構成施密特觸發器,用于TTL系統的接口,整形電路或脈沖鑒幅等。也構成多諧振蕩器,組成信号産生電路。還 構成單穩态觸發器,用于定時延時整形及一些定時開關中。

555應用電路采用這3種方式中的1種或多種組合起來可以組成各種實用的電子電路,如定時器、分頻器、元件參數和電路檢測電路、玩具遊戲機電路、音響告警電路、電源交換電路、頻率變換電路、自動控制電路等。


555定時器的電路結構與工作原理

555定時器的結構及工作原理(這就是555定時器的電路結構和工作原理)1

555 定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的輸出電壓控制 RS 觸發器和放電管的狀态。在電源與地之間加上電壓,當 5 腳懸空時,則電壓比較器 C1 的同相輸入端的電壓為 2VCC /3,C2 的反相輸入端的電壓為VCC 若觸發輸入端 TR 的電壓小于VCC /3,則比較器 C2 的輸出為 0,可使 RS 觸發器置 1,使輸出端 OUT=1。如果阈值輸入端 TH 的電壓大于 2VCC/3,同時 TR 端的電壓大于VCC /3,則 C1 的輸出為 0,C2 的輸出為 1,可将 RS 觸發器置 0,使輸出為 0 電平。

它的各個引腳功能如下:

1腳:外接電源負端VSS或接地,一般情況下接地。

8腳:外接電源VCC,雙極型時基電路VCC的範圍是4.5 ~ 16V,CMOS型時基電路VCC的範圍為3 ~ 18V。一般用5V。

3腳:輸出端Vo

2腳:低觸發端

6腳:TH高觸發端

4腳:是直接清零端。當此端接低電平,則時基電路不工作,此時不論TR、TH處于何電平,時基電路輸出為“0”,該端不用時應接高電平。

5腳:VC為控制電壓端。若此端外接電壓,則可改變内部兩個比較器的基準電壓,當該端不用時,應将該端串入一隻0.01μF電容接地,以防引入幹擾。

7腳:放電端。該端與放電管集電極相連,用做定時器時電容的放電。

在1腳接地,5腳未外接電壓,兩個比較器A1、A2基準電壓分别為的情況下,555時基電路的功能表如下表所示。

555定時器的結構及工作原理(這就是555定時器的電路結構和工作原理)2

555定時器構成單穩态觸發器

555定時器的結構及工作原理(這就是555定時器的電路結構和工作原理)3

圖為由555定時器和外接定時元件R、C構成的單穩态觸發器。D為鉗位二極管,穩态時555電路輸入端處于電源電平,内部放電開關管T導通,輸出端Vo輸出低電平,當有一個外部負脈沖觸發信号加到Vi端。并使2端電位瞬時低于1/3VCC,低電平比較器動作,單穩态電路即開始一個穩态過程,電容C開始充電,Vc按指數規律增長。當Vc充電到2/3VCC時,高電平比較器動作,比較器A1翻轉,輸出Vo從高電平返回低電平,放電開關管T重新導通,電容C上的電荷很快經放電開關管放電,暫态結束,恢複穩定,為下個觸發脈沖的來到做好準備。波形圖見下圖。

555定時器的結構及工作原理(這就是555定時器的電路結構和工作原理)4

暫穩态的持續時間Tw(即為延時時間)決定于外接元件R、C的大小。

Tw=1.1RC

通過改變R、C的大小,可使延時時間在幾個微秒和幾十分鐘之間變化。當這種單穩态電路作為計時器時,可直接驅動小型繼電器,并可采用複位端接地的方法來終止暫态,重新計時。此外需用一個續流二極管與繼電器線圈并接,以防繼電器線圈反電勢損壞内部功率管。

555定時器接成多諧振蕩器

多諧振蕩器又稱為無穩态觸發器,它沒有穩定的輸出狀态,隻有兩個暫穩态。在電路處于某一暫穩态後,經過一段時間可以自行觸發翻轉到另一暫穩态。兩個暫穩态自行相互轉換而輸出一系列矩形波。多諧振蕩器可用作方波發生器。

555定時器的結構及工作原理(這就是555定時器的電路結構和工作原理)5

接通電源後,假定是高電平,則T截止,電容C充電。充電回路是VCC—R1—R2—

C—地,按指數規律上升,當上升到時(TH、端電平大于),輸出翻轉為低電平。是低電平,T導通,C放電,放電回路為C—R2—T—地,按指數規律下降,當下降到時(TH、端電平小于),輸出翻轉為高電平,放電管T截止,電容再次充電,如此周而複始,産生振蕩,經分析可得

輸出高電平時間 T=(R1 R2)Cln2

輸出低電平時間T=R2Cln2

振蕩周期 T=(R1 2R2)Cln2


結語:555 定時器把模拟電子中的放大功能和數字子的邏輯功能融合起來 ,定時精确 ,電源範圍寬直接推動負載.因此 ,作為一種價格低廉、性能優使用方便的中規模的集成電路 ,555 定時器已成數字電路中最常用的時基電路之一 ,必将在控制域得到更廣泛的應用。

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