555定时器的电路解析.pptx
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1、555定时器定时器一、结构框图(双极型)一、结构框图(双极型)555定时器的得名:内部有定时器的得名:内部有3个个5K欧姆的电阻欧姆的电阻分压器,故得名。分压器,故得名。555定时器可产生精确的时间延定时器可产生精确的时间延迟和振荡。迟和振荡。对于比较器对于比较器C1与与C2,其,其输入、输出有如下关系:输入、输出有如下关系:当当u+u-时,输出时,输出 uo为为高电平高电平1。当当u+u-时,输出时,输出 uo为为低电平低电平0。集电极开路的放电管集电极开路的放电管V、输出、输出UO=0时,时,V导通,输出导通,输出UO=1时,时,V截止。截止。相当于一个受控电子开关。相当于一个受控电子开关
2、。1 1、模拟功能部件、模拟功能部件 (1 1)、电阻分压器)、电阻分压器 V VCCCC经个经个K K欧姆的电阻分压后,提供基准电压:当不外接固定电压欧姆的电阻分压后,提供基准电压:当不外接固定电压C-VC-V时,时,U UR1R1=2/3V=2/3VDDDD,U,UR2R2=VDD/3/3;当外接固定电压;当外接固定电压U U时,时,U UR1R1=U,U=U,UR2R2=U/2/2 (2 2)、电压比较器)、电压比较器C1C1和和C2C21 1TH2/3VTH2/3VDDDD 、VDD/3/3时,输出时,输出u uo1o1=1=1,u uo2o2=0=0,Q=0 =Q=0 =。2TH 2
3、/3VDD、VDD/3时,输出时,输出uo1=0,uo2=1,Q=1 =0。3TH 2/3VDD、VDD/3时,时,uo1=0,uo2=0,Q、状态维持不变。状态维持不变。(3 3)为直接置为直接置0端,低电平有效。端,低电平有效。(4 4)集电极开路的放电管)集电极开路的放电管V V、输出、输出U UO O=0=0时,时,V V导通,输出导通,输出U UO O=1=1时,时,V V截止。截止。相当于一个受控电子开关。相当于一个受控电子开关。二、逻辑功能二、逻辑功能 1TH2/3VDD、VDD/3时,输出时,输出uo1=1,uo2=0,Q=0 =。2TH 2/3VDD、VDD/3时,输出时,输
4、出uo1=0,uo2=1,Q=1 =0。555定时器组成施密特触发器定时器组成施密特触发器二、工作原理二、工作原理(一)、上升过程(一)、上升过程 1、UI1/3VDD时,时,U01=1、U02=0、Q=1、=0、UO=UOH。2、1/3VDDUI2/3VDD时,时,由于由于 TH 2/3VDD、VDD/3时,时,Uo1=0、Uo2=0,基本,基本RS触发器保持原状态不变,触发器保持原状态不变,UO=UOH。一、电路结构一、电路结构 将定时器将定时器5G555的的TH输入端和输入端和 输入端连在一起,作为触发信号输入端连在一起,作为触发信号UI的输入端,的输入端,并从并从OUT端取出,便构成了
5、一个反相输出的施密特触发器。端取出,便构成了一个反相输出的施密特触发器。3、UI2/3VDD时,时,Uo1=0、Uo2=1、=0、Q=1,UO由由UOHUOL,即,即UO=0。当当UI上升到上升到2/3VCC时,电路的输出状态发生跃变。时,电路的输出状态发生跃变。4 4、U UI I再增大时,对电路的输出状态没有影响。再增大时,对电路的输出状态没有影响。(二)、下降过程(二)、下降过程 1、UI由高电平逐渐下降,且由高电平逐渐下降,且1/3VDDUI2/3VDD时,时,Uo1=0、Uo2=0。基本基本RS触发器保持原状态不变。即触发器保持原状态不变。即 =0、Q=1,输出,输出UO=UOL 2
6、、当输入、当输入UI1/3VCC时,时,Uo1=1、Uo2=0、Q=1、=0,输出,输出UO由由UOLUOH。当当UI下降到下降到1/3VCC时,电路输出状态又发生另一次跃变时,电路输出状态又发生另一次跃变 UOH UOL。(三)、回差电压(三)、回差电压 UT=UT+UT-=1/3VCC(四)、电压传输特性(四)、电压传输特性 电路具有反相输出特性电路具有反相输出特性施密特触发器的应用举例施密特触发器的应用举例1.波波形形变变换换将将缓缓慢慢变变化化的的输输入入信信号号(模模拟拟信信号号),转转换换成成为符合为符合TTL系统要求的脉冲波形(数字信号)。系统要求的脉冲波形(数字信号)。2.用作
7、整形电路用作整形电路把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲。输入输入输出输出VT+VT-3.用用于于脉脉冲冲鉴鉴幅幅从从一一系系列列幅幅度度不不同同的的脉脉冲冲信信号号中中,选出那些幅度大于选出那些幅度大于VT+的输入脉冲。的输入脉冲。工作特点:第一,它有稳态和暂稳态两个不同的工作状态;第二,在外加脉冲作用下,触发器能从稳态翻转到暂稳态;第三,在暂稳态维持一段时间后,将自动返回稳态,暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数,与外加触发信号无关。例:楼道的路灯。5.2 5.2 单稳态触发器单稳态触发器 用用555定时器组成单稳态触发器定时器组成单稳态触发器一、电路
8、结构一、电路结构(一)(一)电路组成及工作原理电路组成及工作原理(3)暂稳态的维持时间)暂稳态的维持时间 uI由由0开始增大(开始增大(uo=1),三极管),三极管V截止,截止,VDD经经R向向C充电,定时开始。时间常数充电,定时开始。时间常数1=RC.在在vDD上升到上升到2/3VDD之前,之前,R=0,S=0,uo=1。电路保持电路保持暂稳态不变。暂稳态不变。(1)稳态:稳态:uI为高电平,为高电平,VDD通过通过R对对C充电,使充电,使uC上升,当上升,当uC上廾到上廾到2/3 V VDDDD时,触发器置时,触发器置0,即,即Q=0,放电管,放电管V导通,电容通过放电管迅速放电。直到导通
9、,电容通过放电管迅速放电。直到uC=0。一旦放电管。一旦放电管V导通,导通,C被旁路,无法再充电,这时电路处于稳定状被旁路,无法再充电,这时电路处于稳定状态。这时时态。这时时uI=1,R=0,S=0,uo为低电平。为低电平。(2)触发翻转:当输入端加入负脉冲(宽度应)触发翻转:当输入端加入负脉冲(宽度应小于脉宽小于脉宽tpo),即即 端端1/3VDD则则S=1(R=0),),触发器翻转触发器翻转1态,输出态,输出uo为高电平。为高电平。Q=1,这时,这时uI=0,R=0,S=1,uo=1。单稳态触发器单稳态触发器有一个稳态和一个暂稳态;在触发脉冲作用下,由稳态翻转到有一个稳态和一个暂稳态;在触
10、发脉冲作用下,由稳态翻转到暂稳态;暂稳状态维持一段时间后,自动返回到稳态。暂稳态;暂稳状态维持一段时间后,自动返回到稳态。三三.单稳态触发器单稳态触发器(5)恢恢复复过过程程当当暂暂稳稳态态结结束束后后,C通通过过饱饱和和导导通通的的T放放电电,时时间间常常数数 2=RCESC,由于,由于RCES很小,所以放电很快。很小,所以放电很快。C放电完毕,恢复过程结束。放电完毕,恢复过程结束。(4)自动返回时间)自动返回时间当当uC上升至上升至2/3VDD时,时,uO变变0,V导通放电,定时结束,暂稳态导通放电,定时结束,暂稳态结束。结束。uI=1,R=1,S=0,uo=0。主要参数估算主要参数估算(
11、3)最高工作频率)最高工作频率fmax vI周期的最小值:周期的最小值:Tmin=tWtre 最高工作频率最高工作频率:TTW(1)输出脉冲宽度输出脉冲宽度Tw(2 2)恢复时间)恢复时间t tre re tre=(35)2 用集成门电路构成的单稳态触发器用集成门电路构成的单稳态触发器 1.电路组成及工作原理 暂稳态是靠RC电路的充放电过程来维持的。由于图示电路的RC电路接成微分电路形式,故该电路又称为微分型单稳态触发器。集成门电路构成的单稳态触发器 使电路迅速变为使电路迅速变为G G1 1导通、导通、G G2 2截止的状态,此时,电路截止的状态,此时,电路处于处于u uO1O1=U=UOLO
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