1、模塊七 555定時器及其運用 555定時器是一種多用途的中規模單片集成電路,它由美國Sginetics公司于1972年最早開發研制的，因輸入端設計有三個5k的電阻而得名。用它可以構成單穩態觸發器、多諧振蕩器和施密特觸發器等多種電路。它是將模擬功能和邏輯功能巧妙地結合在一同,具有功能強大、運用靈敏、運用范圍廣等優點,廣泛地用于工業控制、家用電器、電子玩具樂器、數字設備等方面,俗稱“萬能塊。 工程一 555集成定時器構造及根本原理 555集成定時器按內部器件類型可分雙極型TTL型和單極型CMOS型。 TTL型產品型號的最后3位數碼是555或556含有兩個555,CMOS型產品型號的最后4位數碼都是

2、7555或7556含有兩個7555,它們的邏輯功能和外部引線陳列完全一樣。555芯片和7555芯片是單定時器,556芯片和7556芯片是雙定時器。TTL型的定時器靜態功耗高,電源電壓運用范圍為515V；CMOS型的定時器靜態功耗較低,輸入阻抗高,電源電壓運用范圍為318V,且在大多數的運用場所可以直接代換TTL型的定時器。這里的定時器，指的是555電路。 555定時器可以說是模擬電路與數字電路結合的典范，其內部電路簡圖如圖7-1所示。 兩個比較器 C1和 C2各有一個輸入端銜接到三個電阻R組成的分壓器上，比較器的輸出接到RS觸發器上。此外還有輸出級和放電管。輸出級的驅動電流可達200mA。 比

3、較器C1和C2的參考電壓分別為UA=1/3VCC和UB=2/3VCC本章都用UA和UB表示，根據C1和C2的另一個輸入端觸發輸入和閾值輸入，可判別出RS觸發器的輸出形狀。當復位端為低電平常，RS觸發器被強迫復位。假設無需復位操作，復位端應接高電平。 555定時器的符號及外管腳分布圖如圖7-2所示。555定時器的根本功能見表7-1。 工程二 集成定時器運用舉例1. 用用555定時器構成單穩態觸發器定時器構成單穩態觸發器 1電路組成 用555構成的單穩態觸發器如圖7-3a所示。圖a中R、C為定時元件構成單穩態觸發器的定時電路；0.01F電容為濾波電容。 2任務原理 穩態 當未加觸發信號Ui為高電平

4、常,接通電源后,VCC首先經過R對C充電,使Uc上升,當UcUB時,觸發器置0,輸出U0為低電平,放電管T導通,以后,C又經過T放電,放電終了后, Uc和U0均為低電平不變,電路進入穩態。 暫穩態 當觸發脈沖Ui的負窄脈沖觸發后,由于UiUA,觸發器被置1,輸出U0為高電平,放電管T截止,電路進入暫穩態,定時開場。VCC經過R向C充電,電容C上的電壓Uc按指數規律上升,趨向VCC。當UcUB時,觸發器置0,輸出U0為低電平,放電管T導通,定時終了。電容C經T放電,Uc下降到低電平, U0維持在低電平,電路恢復穩態。 3輸出脈寬tW的計算: 輸出脈寬tW等于電容C上的電壓Uc從零充到2/3VCC

5、所需的時間。tW1.1RC 可以看出,輸出脈寬tW僅與定時元件R、C值有關,與輸入信號無關。但為了保證電路正常任務,要求輸入的觸發信號的負脈沖寬度小于tW,且電平小于1/3VCC。2. 用用555定時器構成施密特觸發器定時器構成施密特觸發器 1電路組成 無需添加任何元件，電路銜接如圖7-4 a所示。圖7-4 b是輸入為三角波時的輸出波形。圖中 Vth+和Vth-即為圖7-1中UB 與UA。經過改動5腳Vc的電壓，可改動兩個閾值。 2任務原理 設在電路的輸入端輸入三角波。接通電源后,輸入電壓Ui較低, UiUA ,UiUB 觸發器置1，輸出Uo為1，放電管T截止。隨輸入電壓Ui的上升，當滿足UA

6、UiUB時，電路維持原態。當UiUB 時，觸發器置0，輸出Uo為0，放電管T導通，電路形狀翻轉。 當輸入電壓UiUB，經過一段時間后,逐漸開場下降,當UAUiUB時，電路仍維持不變的形狀，輸出Uo為低電平。當UiUA時，觸發器置1，輸出Uo變為高電平，放電管T截止。 可見：該施密特觸發器的正向閾值電壓Vth+=UB，負向閾值電壓Vth- UA。 回差電壓：UUBUA 1/3VCC。在以后的時間里，隨輸入電壓反復變化，輸出電壓反復以上過程。3. 用用555定時器構成多諧觸發器定時器構成多諧觸發器 1電路組成 用555定時器構成的多諧振蕩器如圖7-5所示。其中電容C經R2、T構成放電回路,而電容C

7、的充電回路卻由R1和R2串聯組成。為了提高定時器的比較電路參考電壓的穩定性,通常在5腳與地之間接有0.01F的濾波電容,以消除干擾。 2任務原理 剛接通電源時,由于 電容C上的電壓Uc為0，電路輸出U0為高電平,放電管T截止，處于第1暫穩態。之后VCC經過R1、R2對C充電,使Uc上升,當UcUB時,觸發器置0,輸出U0為低電平, 此時,放電管T由截止變為導通,進入第2暫穩態。 C經R2和T開場放電,使Uc下降,當UcUA時,電路又翻轉置1,輸出U0回到高電平,T截止,回到第1暫穩態。之后上述充、放電過程被再次反復,從而構成延續振蕩。 3主要參數的計算 輸出高電平的脈寬tW1為C充電所需的時間

8、 tW10.7R1R2C 輸出低電平的脈寬tW2為C放電所需的時間 tW20.7R2C 振蕩周期 TtW1tW20.7R12R2C 4. 555定時器的運用實例定時器的運用實例 1555觸摸定時開關 集成電路IC1是一片555定時電路，在這里接成單穩態電路。平常由于觸摸片P端無感應電壓，電容C1經過555第7腳放電終了，第3腳輸出為低電平，繼電器KS釋放，電燈不亮。當需求開燈時，用手觸碰一下金屬片P，人體感應的雜波信號電壓由C2加至555的觸發端，使555的輸出由低變成高電平，繼電器KS吸合，電燈點亮。同時，555第7腳內部截止，電源便經過R1給C1充電，這就是定時的開場。 當電容C1上電壓上

9、升至電源電壓的2/3時，555第7腳道通使C1放電，使第3腳輸出由高電平變回到低電平，繼電器釋放，電燈熄滅，定時終了。 定時長短由R1、C1決議：T1=1.1R1*C1。按圖7-6中所標數值，定時時間約為4分鐘。D1可選用1N4148或1N4001。 2簡易催眠器 時基電路555構成一個極低頻振蕩器，輸出一個個短的脈沖，使揚聲器發出類似雨滴的聲音見附圖7-7。揚聲器采用2英寸、8歐姆小型動圈式。雨滴聲的速度可以經過100K 電位器來調理到適宜的程度。假設在電源端添加一簡單的定時開關，那么可以在運用者進入夢鄉后及時切斷電源。 3直流電機調速控制電路 這是一個占空比可調的脈沖振蕩器。電機M是用它的輸出脈沖驅動的，脈沖占空比越大，電機電驅電流就越小，轉速減慢；脈沖占空比越小，電機電驅電流就越大，轉速加快。因此調理電位器RP的數值可以調整電機的速度。如電極電驅電流不大于200mA時，可用555直接驅動；如電流大于200mA，應