555定时器施密特触发器
555定时器的基本特性和用法
555定时器的基本特性和用法【摘要】简要说明555 定时器的内部电路结构及功能，对555 定时器接成的施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器三种典型电路进行了详细的分析。
【关键词】555 定时器；施密特触发器；单稳态触发器；多谐振荡器；1 前言555 定时器是美国Signetics 公司1972 年研制的用于取代机械式定时器的中规模集成电路，因设计时输入端有三个5KΩ的电阻而得名。
555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的集成器件。
目前品种繁多，主要有TTL 和CMOS两大类型，它们的电路结构和工作原理基本相同。
TTL 型（以5G555 为代表）驱动能力较强，电源电压范围为5~16V，最大负载电流可达200mA；而CMOS 型（以CC7555 为代表）则具有功耗低、输入电阻高等优点，电源电压范围为3~18V，最大负载电流在20mA 以下。
产品型号尾数为555 的是TTL 型单定时器，双定时器为556；型号尾数为7555 的是CMOS 型单定时器，双定时器为7556。
555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以方便实现多谐振荡器、单稳态触发器和施密特触发器等脉冲产生与变换电路。
由于使用灵活，方便，所以555定时器在波形的产生与变化，测量与控制，家用电器，电子玩具等许多领域中得到了应用。
2 555定时器的电路结构与基本特性2.1电路组成图1是国产双极型定时器CB555的电路结构图。
它由比较器C1和C2，SR锁存器和集电极开路的放电三极管VT三部分组成。
为了提高电路的带负载能力，还在输出端设置了缓冲器G4。
①电阻分压器由3个阻值均为5kΩ的电阻串联构成分压器，为电压比较器C1和C2提供参考电压U R1、U R2。
②电压比较器C1和C2电压比较器C1和C2是两个结构完全相同的理想运算放大器。
当运算放大器的同相输入U+大于反相输入U-时，其输出为高电平1信号；而当U+小于U-时，其输出为低电平0信号。
图26555定时器构成的施密特触发器
图6.16 噪声消除电路
6.3 施 密 特 触 发 器
施密特触发器可以将缓慢变化的输入 波形整形为矩形脉冲，它具有下述特点： ①施密特触发器属于电平触发，对于 缓慢变化的信号仍然适用，当输入信号达 到某一定电压值时，输出电压会发生突变。 ②输入信号增加或减少时，电路有不 同的阈值电压。其电压传输特性如图 6.17 所示。
图6.15由两片74121集成单稳态触发器组成的多谐振荡器
4.噪声消除电路
利用单稳态触发器可以构成噪声消 除电路（或称脉宽鉴别电路）。通常噪 声多表现为尖脉冲，宽度较窄，而有用 的信号都具有一定的宽度。利用单稳电 路，将输出脉宽调节到大于噪声宽度而 小于信号脉宽，即可消除噪声。由单稳 态触发器组成的噪声消除电路及波形如 图6.16所示。
图6.26 555定时器构成的施密特触发器
2.用555定时器构成多谐振荡器
• （1） 电路组成
图6.27 用施密特触发器构成的多谐振荡器
• （2） 工作原理
T1=0.7(R1+R2)C
T2=0.7R2C
电路振荡周期为
T=T1+T2=0.7（R1+2R2）C
• （3） 占空比可调的多谐振荡器电路
单稳态触发器可以在外部触发信号作 用下，输出一个一定宽度、一定幅值的脉 冲波形。它具有以下特点。 ① 电路有一个稳态和一个暂稳态。 ② 没有触发信号时，电路始终处于 稳态，在外来触发信号作用下，电路由稳 态翻转到暂稳态。
③ 暂稳态是一个不能长久保持的状 态，由于电路中RC延时环节的作用，经 过一段时间后，电路会自动返回到稳态。 暂稳态持续的时间取决于电路中RC的参
反相器，如图6.4和图6.5所示。
第十章 555定时器及施密特、单稳、多谐
运放工作于非线性区的工作特点:
u + > u － ， u O =UOH u + < u － ， u O =UOL
i+= i－= 0
14
基本RS触发器的工作特点:
由与非门构成的SR锁存器的电路及符号
S 1端 ， 低 电 平 有 效 。 D 置位端或置
R 0端 ， 低 电 平 有 效 。 D 复位端或置
1
vo1 1
G2
vo vo
G v1I和G2为CMOS v反 o 相器，R1<R2
vI
vo
（a） 电路
1、vI=0时，G1=1,G2=0,vO=VOL=0 (为电路的第一稳态) 2、vI逐渐上升，达到vA=VTH时：
图6.2.1 用CMOS反相器构成的施密特触发器
vA
vO1
vO
vO
V DD
阈值电压VTH
1V 2 DD
则vO迅速的转换为VOH=VDD
（为电路的第二稳态）
0
1V 2 DD
V DD30 vI
VII↑ V =0
VT+
VTH
V VOH OL
VT 称 为 正 向 阈 值 电 压
R2 R2 v A VTH ( VT VOL ) VT R1 R 2 R1 R 2
所以
2 3
0
V CC
0
VCC
t
（1）vi=1时电路处于稳态,有Q=0 , vc=0, vo=0。
47
RD
1
0
SD
vc 0
通
0
止
1
0
1
（2）vi触发（0）时处于暂稳态,有vc充电, vo=1。
[电子工程] 同一项目的两种方案：555 vs 施密特触发器
![[电子工程] 同一项目的两种方案：555 vs 施密特触发器](https://img.taocdn.com/s3/m/1c90371c1711cc7931b716ee.png)
电子工程专辑“我们需要一个电路，能够在大约30秒的时间内产生几秒钟的紫外线LED光脉冲。
”某款具有荧光元件的便携式售后市场产品的制造商说。
这个设备要沉浸在紫外线下，这样在不使用时就会重新生成荧光。
接下来，他们给我看了一本翻旧了的555规格书，并建议我使用它。
我想起已故的模拟设计专家Bob Pease曾经说过，他最喜欢的使用555的电路是一张白纸。
有些人甚至认为555是玩具。
后来，我与另一位电子工程师讨论了这个应用，他告诉我使用555没问题。
对于这个应用，不需要高精度，因此我开始了设计。
设计规范要求低占空比，也就是说，通电时间除以总时间应小于50%。
我回想起了EDN设计实例文章“Design low-duty-cycle timer circuits”，这篇文章展示了如何设计低占空比的555电路。
此文假设输出在小于50%的短时间内为“高”电平。
但是，它的无源元件计算很复杂，并且它使用附加的二极管来缩小占空比。
Robert HeiderRobert Heider使用555实现低占空比的另一种方法，是从电源通过负载连接到输出引脚，而不是尝试驱动负载。
这种方法对这个设计可行。
因为目的是提供紫外线脉冲，所以电信号电平可以处于任何电平。
对于本文的无稳定设计，使用了1µF的电容值和10MΩ的最大电阻（图1）。
这似乎在设备的设计能力之内，因此可以合理地预期拟定的设计应该可以工作。
图1：555定时器测试电路配置为低占空比。
这个电路是在面包板上搭建和测试的。
它运行良好，客户对此也感到满意，但是作为一名大学老师，以及为了向Bob Pease致敬，我都想要使用Schmitt触发器来提供替代设计。
施密特触发器我想起了另一个设计实例“Solenoid-protection circuit limits duty cycle”，这篇文章使用运算放大器和RC网络作为施密特触发器来实现时间延迟，从而防止仪器过热。
我关注的应用需要一个无稳定的设计，如图2所示。
应用555定时器组成施密特触发器
课程设计任务书学生班级：学生姓名：学号设计名称：应用555定时器组成施密特触发器起止日期：指导教师：摘要施密特触发器是一种用途十分广泛的脉冲单元电路。
利用它所具有的电位触发特性，可以进行脉冲整形，把边沿不够规则的脉冲整形为边沿陡峭的矩形脉冲(图4)；通过它可以进行波形变换，把正弦波变换成矩形波；另一个重要用途就是进行信号幅度鉴别，只要信号幅度达到某一设定值，触发器就翻转，所以常称它为鉴幅器。
用施密特触发器还能组成多谐振荡器和单稳态触发器。
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。
为此，同学们通过书籍查阅了解到有多种方法可以组成施密特触发器，然后通过比较各种方案后，用555定时器组成施密特触发器，并通过去实验室实验和老师的指导了解到⑴施密特触发器有两个稳定状态，其维持和转换完全取决于输入电压的大小。
⑵电压传输特性特殊，有两个不同的阈值电压（正向阈值电压和负向阈值电压。
⑶状态翻转时有正反馈过程，从而输出边沿陡峭的矩形脉冲关键词：施密特触发器，555定时器，阈值电压。
目录一：绪论 (4)二：555定时器组成施密特触发器2.1设计任务、要求及目的 (5)2.2 555定时器 (5)2.3 设计施密特触发器的方案 (7)2.4 主要参数 (8)2.5 制作原理图 (8)2.6制作PCB版 (9)2.6.1 制作步骤2.6.2 制作过程中遇到的问题、原因及解决办法三：结论 (10)四：参考文献 (11)五：附录 (11)绪论在数字电路或系统中，常常需要各种脉冲波形，例如时钟脉冲、控制过程的定时信号等。
这些脉冲波形的获得通常有两种方法：一种是利用脉冲信号产生器直接产生；另一种则是通过对已有信号进行变换，使之满足系统的要求。
本次课程设计是利用后一种方法产生脉冲波形，主要是以中规模集成电路555定时器为典型电路构成施密特触发器。
555定时器的基本功能表
555定时器的基本功能如下：
555定时器是一种模拟-数字混合电路，由三个5KΩ电阻组成的分压器、两个N型MOS场效应管构成的比较器、RS触发器、两个NPN型三极管和一些电容构成。
555定时器引脚包括：GND（地）、TRIG（触发）、OUT（输出）、RST（复位）、ctrl（控制）、THR（阈值）和DIS（放电）。
555定时器有单稳态触发器电路，可以输出矩形波脉冲；也可构成施密特触发器电路，用于信号的整形；还可以组成多谐振荡器，输出不同频率的脉冲信号。
当触发端（TRIG）的输入电压大于2/3VCC时，555定时器的输出端（OUT）为低电平；当输入电压小于1/3VCC时，输出端为高电平。
555定时器的阈值端（THR）和放电端（DIS）可以用来控制定时器的动作。
555定时器的控制端（ctrl）可以用来改变阈值端和放电端的阈值。
综上所述，555定时器是一种功能强大的电子元件，广泛应用于各种电子设备和电路中。
第6章-555定时器
第二节 集成555定时器
一、555定时器的电路结构
由以下几部分组成： （1）三个阻值为5kΩ的电阻组
成的分压器。 （2）两个电压比较器C1和C2。
电压比较器的功能：
v+> v-，vO=1 v+< v-，vO=0
（3）基本RS触发器、 （4）放电三极管T及缓冲器G。
VC C 电 源
(8 )
RD 复 位
便的调节tW。
（2）恢复时间tre
vI
tre=（3～5）τ2 （3）最高工作频率fmax
4．利用施密特触发器构成多谐振荡器
R
R
VCC
1
vI
vo
8 47
C
6
3
2 555 5
C
1
0.01 F
二.单稳态触发器
特点: 1.有一个稳态和一个暂稳态； 2.在触发脉冲作用下，由稳态翻转到暂稳态； 3.暂稳状态维持一段时间后，自动返回到稳态。
（一）由555定时器构成的单稳态触发器
1. 电路组成及工作原理
7
vO 2
vI1 6
vI
v I2 2 55 5 3
vO1
1
R、VCC2构成另一输出端 vo2，其高电平可以通过 改变VCC2进行调节。
V C C（ 8 ） R D（ 4 ）
（ 5） 5kΩ
vI
v IC v I1
＋ －C 1
R
&
（ 6） 5kΩ
v I2 （ 2）
－ ＋C 2
S
&
vO 5kΩ
（ 7）
T
f 1 1.43 T (R12R2)C
（5）输出波形占空比q
qT1 R1R2 T R12R2
555定时器
tPL 0.7(R1 R2 )C
（11.10）
第二个暂稳态的脉冲宽度tPH，即电容两端的电压Uc
从Байду номын сангаас
2 3 VCC
下降到
1 3 VCC
所需时间：
tPH 0.7R2C
（11.11）
一个振荡周期时间为：
T t pL t pH 0.7(R1 2R2 )C
（11.12）
1.3 555定时器组成单稳态触发器
单稳态触发器有如下几个特点： （1）有一稳态，一个暂稳态； （2）有外来触发信号时，电路由稳态翻转为暂稳态；
（3）暂稳态是一个不长久状态，经过一段时间以后， 电路会自动返回到稳态。
单稳态触发器广泛应用于脉冲波形的变换和延时中。
用555定时器组成的单稳态触发器电路图如图11-28 所示。
Vcc
R
7
4 3
时器组成的单稳态触发器波形图如图11-29所示：
图11-29 555定时器组成的单稳态触发器的波形图
1.4 555定时器组成施密特触发器
施密特触发器的最大特点是能够把缓慢变化的输入信 号整形成边沿陡峭的矩形脉冲，同时，施密特触发器还 可利用其回差电压来提高电路的抗干扰能力，可对信号 进行整形、波形变换和幅度限制等功能。555定时器组成 施密特触发器的电路图11-30所示。
（3）当Vi降到
1 3
VCC
时，由于比较器C1＝1，C2=0,触发
器置1，uo 1 ，此后，Vi继续下降到0，但过程中 uo 1 状态
不会改变。
电工电子技术
电工电子技术
555定时器
1.1 555定时器的结构及工作原理 555定时器是一种功能强大且非常实用的模拟数字混
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1．课题名称：555施密特触发器电路
2．电路原理框图；
施密特触发器输出状态的转换取决于输入信号的变化过程，即输入信号从低电平上升的过程中，电路状态转换时，对应的输入电平V T+与输入信号从高电平下降过程中对应的输入转换电平V T-不同，其中V T+称为正向阔值电压，V T-称为负向阔值电压。
另外由于施密特触发器内部存在正反馈，所以输出电压波形的边沿很陡。
因此，利用施密特触发器不仅能将边沿变化缓慢的信号波形整形为边沿陡峭的矩形波，而且可以将叠加在矩形脉冲高、低电平上的噪声有效的消除。
由555定时器构成的施密特触发器为反向传输的施密特触发器，正向阔值电压和负向阔值电压分别为：
V T+=2/3Vcc V T-=1/3Vcc
3．调试的内容：
（1）调试电路的方法、技巧和注意事项。
（2）测试的数据和波形，并与计算结果比较及进行分析。