555定时器及其应用
14__555定时器及其应用
∞ u C2
＆ Q G2
＆ G3
1 G4
3
∆
1
uo
7 DIS V
反相施密特触发器
14图14-1-3
555构成的施密特触发器电路图 555构成的施密特触发器电路图
Q＝1 Q＝1 1 1 2 当u I < U CC → → u I ↑→ 当 U CC < u I < U CC时 → 保持 3 3 3 Q ＝0 Q ＝0 Q＝0 2 → 当u I > U CC → → u0为高电平 3 Q ＝1
14.1 555定时器的结构及工作原理 555定时器的结构及工作原理
14为双极性5 555单定时器内部逻辑电路图 图14-1-1为双极性5G555单定时器内部逻辑电路图 电路内部C 电路内部 1、 8 4 C2为比较器， 为比较器， 5 KΩ G1、G2与非 ∞u CO C1 ＆Q 5 UR1 C1 门组成基本 TH 6 G1 RS触发器， 触发器， 触发器 5 KΩ 集电极开路 ＆ ∞ u ＆ TR C2 的三极管V 的三极管 2 UR2 C2 Q G3 （又称为放 G2 电管） 电管）由Q控 控 5 KΩ 制其导通与 1 (DISC) 截止 145G555的电路图 图14-1-1 5G555的电路图
Ucc 8
5 KΩ
4
5 UR1 6
5 KΩ
∞
uI
2 UR2 C2
5 KΩ
∆ ∆
1
C1
uC1
＆Q G1
∞ u C2
＆ G2 Q
＆ G3
1 G4
3
uo
7 DIS V
Q＝1 1 当u I 脉冲下降沿到达（u I < U CC )时 → → V截止 3 Q＝0 Q = 0 2 → U CC 通过R给C充电 → uc ↑→ 当uc ≥ U CC时 → 3 Q＝1 → V导通 → C通过V放电 → uc = 0
555定时器
一、555定时器的电路结构及功能
4.5～16V
电压 控制端
CO TH
高电平 触发端 TR
低电平 触发端
+VCC 8
5kΩ
5
+ C1
－
6
5kΩ
2
+
－ C2
5kΩ
1
R 4
G1 Q
&
G2 &Q
复位端 低电平有效
G3
&
3 uO
7D T
放电端
+VCC 8
R
40
CO 5 TH 6
TR 2
5kΩ + C1 －
5kΩ + －
5kΩ C2
G1 Q
&
1
G2 &Q
1
①R=0时，Q=1，uo=0，T导通。
G3
0
&
3 uO
7D T
CO
TH
＞2VCC/3
TR
＞VCC/3
+VCC
R
8
4
5kΩ
5
+ C1 0
G1 Q
&
－ 6
1
5kΩ
2
+
1
G2 0
&Q
－ 5kΩ C2
G3 &
3
0
uO
7D T
1
①R=0时，Q=1，uo=0，T饱和导通。 ②R=1、UTH＞2VCC/3、UTR＞VCC/3时，C1=0、C2=1， Q=1、Q=0，uo=0，T饱和导通。
555集成定时 器及应用
概述
❖ 555定时器是一种中规模集成器件，利用它可 组成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振 荡器等电路。尽管555定时器产品的型号繁多， 但它们的电路结构、功能及外部引脚排列都 是基本相同的。可分为TTL型和CMOS型两 类。TTL单定时器型号的最后3位数字为555， 双定时器的为556；CMOS单定时器的最后3 位数字为7555，双定时器的为7556.
555集成定时器及其应用
或双定时器集成电路。双极型型号为555（单）和556（双），电
源电压使用范围为5～15V，输出电流可达200mA，可直接驱动继
电器、发光二极管、扬声器、指示灯等；单极型型号为7555（单）
和7556（双），电源电压使用范围为3～18V，但输出电流仅1mA。
2
1. 电路结构
3
2. 基本功能
表1.1所示是555定时器的功能表，它全面反映了555定时器的
基本功能，该表是后面分析555定时器各种应用电路的重要理论依据。
4
1.2 555集成定时器的应用
1. 555定时器构成单稳态触发器
单稳态触发器是一种常用的脉冲整形电路。与一般双稳态触发器的不 同点在于：它只有一个稳态，另外有一个暂稳态。暂稳态是一种不能 长久保持的状态，这时电路的电压和电流会随着电容器的充电与放电 发生变化，而稳态时它们是不变的。
在单稳态触发器中，没有外加信号的触发，电路始终处于稳态；
在外加触发信号作用下，电路能从稳态翻转到暂稳态，经过一段时间
后，又能自动返回到稳态。暂稳态持续时间的长短取决于电路自身参
数，与外触发信号无关。
5
2. 555定时器构成多谐振荡器 多谐振荡器又称矩形波发生器，由于矩形波中除基波外，包含了许多
1.1 555集成定时器
555集成定时器是一种模拟电路和数字电路广。只要在外部配上少量的阻
容元件，就可以很方便地构成单稳态触发器、多谐振荡器和施密特
触发器等电路，在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、电
子玩具等领域得到广泛应用。
555定时器根据内部器件类型可分为双极型和单极型，均有单
高次谐波，因此这类振荡器被称为多谐振荡器。多谐振荡器是一种无 稳态电路，在接通电源后，不需要外加触发信号，电路在两个暂稳态 之间作交替变化，产生矩形波输出。
555定时器及其应用
施密特触发器的输出波形如下：
ui
VCC2
VCC1
2VCC/3
R
uo2
48 7
555 3
uo1 0
1VCC/3 t
ui
6 2
1
5
uO
C5
0
t
图5-2-13 施密特触发器电路图
图5-2-14 施密特触发器的波形图
施密特触发器的主要用于对输入波形的整形。图5-2-14 表示的是将三角波整形为方波,其它形状的输入波形也可以 整形为方波。
态的翻转，而施密特触发器是靠外加电
压信号去控制电路状态的翻转。所以，
在施密特触发器中，外加信号的高电平
必须大于
2 3
VCC
，低电平必须小于1 3
VCC
，否
则电路不能翻转。
图5-2-13 施密特触发器电路图
由于施密特触发器无须放电端，所以利用放电端与输出端状态相
一致的特点，从放电端加一上拉电阻后，可以获得与3脚相同的输出。 但上拉电阻可以单独接另外一组电源，以获得与3脚输出不同的逻辑电 平。
+UCC R1
1
ui uc
>2/3 UCC
UCC 8
5KΩ 5 6 VA
5KΩ 2
VB
7 5KΩ
T
截止 (地)1
+C1+
01
01
+C2+
4 (复位端)
暂稳稳定状态
01 RD Q
SD Q 10
3u0
Q=1
Q=0
接通电源 +UCC ui (>1/3UCC)
R
. 0.01μ F . ui
uc
58 4
555定时器及其应用
B
3．用 555 定时器构成单稳态触发电路 1）按图连接好电路。当触发器脉冲宽度 ti 大于单稳态触发电路输出脉冲宽度 tw 时，应如图中所示接入 R1、 C1 微分 ，使 555 定时器 2 脚输入负脉冲为窄脉冲。
VCC 5V R1 100K Vi
ti
R 5.1K V2
4 2 3 6 8
C1 1000P
VO
555
1 5
VC C 0.1uF
7
C2
0.01uF
图 单稳态触发器电路 ，测出 VO 2）Vi 接连续脉冲 f = 512HZ，用示波器观察、记录 Vi、V2、VC 及 VO 的波形（以 Vi 为触发信号） 的脉冲宽度 tW，且与理论值相比较。 4.设计一个用 555 定时器构成的方波发生器，要求方波的周期为 1ms，占空比为 5%。
C
VDD
+5V
R1 Rp 100K R2
10K 4 7 D2 8
555
10K 6 2 1 5 C2
3
VO
D1 VC
占空比可调的方波发生器电路
C1 0.01uF
2）调节 RP，观察占空比的变化，用示波器观察VO 、VC 的波形。
0.01uF
3）在 RP 活动头分别移至两端的情况下，测出输出VO 的 T、tPH、tPL 计算出占空比。
VCC
D
RD
8
4
5
5K V1
+
VC TH
6
-
A1
R
&
Q
1 3
Q
5K
TL
2
C
V2 5K
+
& A2 S
Q D T
555定时器及其应用实验总结
555定时器及其应用实验总结一、引言本文主要讨论555定时器及其应用实验。
555定时器是一种集成电路，常用于脉冲、计时和振荡等电子电路中。
本文将从原理、使用方法、实验步骤和应用实例等方面进行深入探讨。
二、555定时器原理1.555定时器的基本结构和引脚功能–555定时器包含8个引脚，分别是VCC、GND、TRIG、OUT、RESET、CTRL、THRES和DISCH。
–VCC和GND分别为电源引脚，提供正负电源。
–TRIG为触发引脚，接收触发脉冲信号。
–OUT为输出引脚，输出555定时器的工作状态。
–RESET为复位引脚，用于将555定时器重置到初始状态。
–CTRL为控制引脚，用于控制555定时器的工作模式。
–THRES为阈值引脚，用于设置计时时间。
–DISCH为放电引脚，用于开始放电阶段。
2.555定时器的工作原理–555定时器基于比较器和RS触发器的结构，通过电容充放电实现定时功能。
–当TRIG引脚接收到触发脉冲信号时，555定时器会开始一个计时周期。
–在计时过程中，电容会逐渐充电，直到充电到阈值引脚设定的电压水平。
–一旦充电到达阈值，输出引脚会翻转状态，并且电容会被放电。
–放电过程会持续到电容放电到低电压水平，此时输出引脚再次翻转状态。
–定时周期不断重复，实现定时功能。
三、555定时器的使用方法1.基本工作模式–555定时器有3种基本工作模式，分别是单稳态、连续振荡和脉冲振荡模式。
–单稳态工作模式下，输出引脚会在接收到触发脉冲信号后保持一个稳定的状态。
–连续振荡工作模式下，输出引脚会周期性地翻转状态，产生一串方波信号。
–脉冲振荡工作模式下，输出引脚会周期性地输出脉冲信号。
2.555定时器的参数设置–设置阈值电压水平可以改变定时周期，从而改变输出信号的频率。
–改变电容和电阻的数值可以进一步调节定时周期。
–通过改变电源电压可以调节输出信号的幅度。
3.555定时器的电路接法–不同工作模式的555定时器电路接法有所差异。
555定时器及其应用实验报告
555定时器及其应用实验报告实验报告：555定时器及其应用一、实验目的1.了解555定时器的结构和工作原理；2.学会使用555定时器搭建基本的定时电路；3.掌握555定时器的应用。
二、实验材料1.电源；2.555定时器芯片；3.电阻、电容等元器件；4.示波器、万用表等实验仪器；5.连接线等实验辅助器材。
三、实验原理555定时器是一种广泛应用于定时电路中的集成电路。
它具有三个功能引脚：触发引脚(TRIG)、控制引脚(CON)和复位引脚(RES)。
在定时工作模式下，555定时器可通过选择不同的电阻和电容值，实现不同的定时效果。
四、实验步骤1.搭建555定时器的基本电路。
将555定时器芯片插入实验板上，并根据电路图连接相应的元器件和电源。
2.测量电路的参数。
使用万用表测量电路中各个元器件的电阻、电容值，并记录下来。
3.调试电路并观察现象。
根据实验板上的示波器，调整电路，观察波形的变化，并记录下观察到的现象。
五、实验结果与分析通过调试和观察，实验发现在555定时器基本电路中，当输入信号触发引脚(TRIG)的电压高于比较引脚(THRESH)的电压时，输出引脚会输出高电平信号，反之输出引脚则输出低电平信号。
通过调整电压和触发条件，可以实现不同的定时效果。
六、实验应用1.交通信号灯。
通过555定时器的输出信号控制灯光的切换，实现交通信号灯的闪烁效果，提醒行人和车辆注意交通状况。
2.蜂鸣器报警器。
通过555定时器的输出信号控制蜂鸣器的频率，实现报警器的报警效果，用于安防应用中。
3.继电器控制。
通过555定时器的输出信号控制继电器的通断，实现对电器设备的定时自动控制。
七、实验总结本实验通过对555定时器的学习和实验应用，深入理解了555定时器的结构、工作原理和应用场景。
通过实验，掌握了555定时器的基本使用方法，并在实验中成功搭建了基本的定时电路，同时也了解了其应用于交通信号灯、报警器和继电器控制等方面。
通过本次实验，对电子学的学习和实践经验也得到了提升。
555定时器的工作原理及其应用
555定时器的工作原理及其应用概述:555定时器是一种高度通用的集成电路(IC)，广泛用于电子电路中产生精确的定时信号。
它是由电子公司Signetics(现在是NXP半导体的一部分)于1971年推出的，从此成为电子领域最受欢迎的集成电路之一。
由于其简单、低成本和易于使用，555定时器通常用作定时器、振荡器和脉冲发生器。
它能够产生精确的定时信号，这使得它适用于广泛的应用，包括定时电路、频率产生和波形整形。
身体:1. 555定时器工作原理:555定时器是基于一个不稳定的多谐振荡器的原理，这是一个电路，产生连续输出波形，没有任何外部触发。
该集成电路由两个比较器、一个触发器、一个放电晶体管以及决定时序特性的电阻和电容组成。
555定时器的定时功能是通过外部电容的充放电来实现的。
1.1充电阶段:在充电阶段，电压源连接到定时器的VCC引脚，外部电容(C)通过串联电阻(R)充电。
内部触发器设置为高状态，导致放电晶体管关断。
结果，电容器以指数方式充电，时间常数由R和C的值决定。
1.2放电阶段:一旦电容器上的电压达到某个阈值(约为电源电压的2/3)，内部触发器将复位到低状态。
这触发放电晶体管打开，将电容器连接到地。
然后电容器通过放电晶体管和外部电阻呈指数级放电。
2. 555定时器的应用:555定时器是一种令人难以置信的通用IC，可用于各种电子电路。
555定时器的一些常见应用是:2.1时序电路:555定时器的主要应用之一是在定时电路中，它可以用作单稳定或不稳定的多谐振荡器。
在单稳定模式下，555定时器响应外部触发器产生一个特定持续时间的单脉冲。
这在延时电路、脉宽调制和脱杂电路等应用中非常有用。
在稳定模式下，555定时器产生具有特定频率和占空比的连续方波。
这通常用于时钟生成、分频和音调生成等应用。
2.2 PWM产生:555定时器还可用于产生脉宽调制(PWM)信号，广泛用于电机速度控制、LED调光和音频放大器等应用。
通过将555定时器配置为稳定模式并改变定时元件(电阻和电容)，可以调整输出波形的占空比，从而控制传递给负载的平均功率。
- 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)。
§6.3.3 555构成单稳态触发器--分析
VCC R 7 6 555 5 1 (a) 电路 0.01μ F 8 4 3
七六搭一，上R下C ， 2接输入信号
ui uo
0 t 2VCC/3 t tP (b) 工作波形 t
uc
0
ui
C
2
uo
0
输出脉冲宽度 tp。 tp≈1.1RC
0 1 0 0 1 1 0
§6.1.2 555构成多谐振荡器—分析
充电回路
§10.5.4 555定时器接成多谐振荡器
第一暂稳态
放电回路
TT+ T-
第二暂稳态
VCC U T 充电时间： T1 ( R1T R2 )C ln 1+2R2)C 振荡周期： =0.7( R VCC U T
( R1 R2 )C ln 2
6. 555定时器及应用
多谐振荡器、单稳态触发器、 施密特触发器
主要内容
555定时器
多谐振荡器
单稳触发器 施密特触发器
555定时器
时钟脉冲信号
作用：
控制时序逻辑电路中各触发器同步工 作。 时钟脉冲信号必须稳定、精确、规则。 一般使用矩形脉冲。
要求：
矩形时钟脉冲基本知识
上升时间tr 下降时间tf
1、报警器：
音频振荡电路：555多谐振荡器产生一定的音频 信号，通过控制555的4脚复位与否来控制扬声 器是否发声。
V
3AX31
RV2
施密特触发器
6.2 施密特触发器
施密特触发器是一种能将输入波形整形成数字电路所 需矩形波的电路。 • 性能特点： – ①具有两个稳定的状态0、1。 – ②工作时需要外加信号源，状态改变受外加信号控 制。 – ③具有滞回特性（即输入电压的上升过程和下降过 程的阈值电平不同）。所以抗干扰能力也很强。 • 可以用分立元件、门电路或555定时器构成。
SR锁存器
G3 & 3 uO
输出缓冲器
TR
放电三极管
8 ：VCC 电源端 555 定时器引脚图 双极型（TTL）：4.5～16V 单极型（CMOS）：3 ～15V 5：电压控制端，如不使用 CO端，一般 R +VCC 通过一个0.01μF 的电容接地。 4 8
6：高电平 触发输入端 CO
TH 5kΩ 5 6 2 + － 5kΩ + － 5kΩ 1 C2 G2 & Q T 7 C1 G1 & Q G3 & 3 uO
TR
G2 & Q T 7 D
U1
此时，U1=2/3Vcc, U2=1/3Vcc
输入 输出
RD
0 1
VTH
<2/3VCC
VTR
<1/3VCC
VO
0 1
放电管T 导通 截止
1
1
>2/3VCC
<2/3VCC
>1/3VCC
>1/3VCC
0
不变
导通
不变
+VCC 8 5kΩ CO TH 5 6 2 + － 5kΩ + － 5kΩ 1 C1
R=0时，Q=0，uo=0，T导通。 比较器C1输出UC1=1,比较器 C2输出UC2=1，RS锁存器状 态保持不变，T和vO均保持不 变。
1
T
输入
输出
RD
0 1
VTH
<2/3VCC
VTR
<1/3VCC
VO
0 1
放电管T 导通 截止
1
1
>2/3VCC
<2/3VCC
>1/3VCC
>1/3VCC
充电回路
充电时间：
VCC U T T1 RAC ln RAC ln 2 VCC U T
放电时间：
放电回路
0 UT T2 RB C ln RBC ln 2 0 UT
输出脉冲占空比:
RA q RA RB
§6.1.6 多谐振荡器的应用举例
1、秒脉冲发生器： 石英晶体：石英晶体多谐振荡器能够获得稳定 可靠的时钟信号，经分频得到秒脉冲信号。 555构成的多谐振荡器配以 适当的参数构成50HZ的脉 冲信号，再经计数器进行50 分频得到秒脉冲信号。
例：要求输出脉冲频率为1HZ，占空比为0.6
• 已知VCC=5V，电容 C=1μF，求R1、R2
1 1 f 1 T 0.7( R1 2 R2 )C
R1 R2 q 0.6 R1 2 R2
• 将C=1μF代入上面两式，得
R1=286kΩ
R2=572kΩ
§6.1.5 555构成多谐振荡器--占空比调节
R 4 0 G1 &
1
Q
G3 &
0
3 uO
555定时器功能表
1 0
1
0
0
TR
1
1
7
G2 & Q 1
C2 0 1
0
D
比较器C1输出UC1=1,比较器 C2输出UC2=0，RS锁存器置1， uO为1， T截止。 比较器C1输出UC1=0,比较器 C2输出UC2=1，RS锁存器Q置 0， uO为0 ， T导通。
习题3：P203
§6.2.3 555构成施密特触发器--仿真
8
U2
Q DC 3 7
A B C D
R
5
CV
2 vi
GND
VCC
4
TR
TH
6
1
555
C1
0.01u
§6.2.4 555构成施密特触发器—电压调节
UT+ =UCO
UT- =1/2UCO
1 U CO 2
回差电压: U T U T U T
0
不变
导通
不变
多谐振荡器
6.1 多谐振荡器
能产生矩形脉冲的自激振荡电路叫做多谐振荡器。 • 性能特点： – ①没有稳态，有两个暂稳态。 – ②工作不需要外加输入信号，只需要电源便自激振荡， 可以产生矩形脉冲。 – 产生的矩形脉冲含有丰富的高次谐波分量。 • 可由门电路、石英晶体、555定时器构成多谐振荡器。 • 要想得到频率稳定性高的时钟脉冲时，应采用石英晶体 多谐振荡器。
555定时器是一种多用途的数字－模拟混合 集成电路。该电路功能灵活、适用范围广，只 要在其外部配接少量阻容元件就可构成单稳态 触发器、多谐振荡器或施密特触发器。因而可 应用于定时、测量、控制、报警等方面。
555定时器名字由来
集成555定时器因为其内部有三个精密的5KΩ电 阻而得名。又名时基电路， 按照内部元件的不同，分为双极型（TTL)和单极 型(CMOS)。
§6.2.5 施密特触发器的应用举例
1、用于波形变换：
2、 用 于 脉 冲 整 形：
3、 用 于 脉 冲 鉴 幅：
施密特触发器能将幅度大于UT+的脉冲选出。
4、用于构成多谐振荡器：
6.3 单稳态触发器
单稳态触发器是一种能将输入波形整形成数字电路所 需矩形波的电路。
• 性能特点： – ①有一个稳态（0态或1态）和一个暂稳态。 – ②在无外界触发脉冲作用下，单稳态触发器保持稳态。 – ③在外界触发脉冲作用下，单稳态触发器由稳态翻转到 “暂稳态”。 – ④经过一断时间，单稳态触发器从暂稳态自动返回稳态。 • 暂稳态维持时间即脉冲宽度，取决于电路本身的参数R、C， 与触发脉冲无关。 • 可由门电路、555定时器等组成单稳态触发器，也有集成的 单稳态触发器。
4、消除噪声
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。因此，利用单稳态电路，将输出 脉宽调节到大于噪声宽度而小于信号宽度即可消除噪声。
§6.3.1 门电路构成单稳态触发器
1 0 1 0 1 0
1) 初始状态--稳态 没有触发器电平时，vI 为低电平，vO1为高电平， vO为低电平。
充电
1 0 1 0 1
2） 触发状态（暂稳态） 当vI正跳变时，vO1由高到 低，vI2为低电平。于是vO为 高电平。即使vI 触发信号撤 除，由于vO的作用，vO1仍可 为低电平。
0
0
VI下降沿到达,VO输出高电平，TD截止，VCC经R向C充电，
当 VC>=2/3VCC时，触发器翻转，VO输出低电平， TD导通，电容C经TD迅速放电。
§6.3.4 555构成单稳态触发器--仿真
8
U2
Q DC 3 7
R1
10k A B C D
R
5
CV
2 vi
GND
VCC
4
TR
TH
6
1
555C1§6.3.2 来自成单稳74121--不可重复触发
A1、A2两个下降沿 有效触发端
B上升沿有效触 发端
3个 输 入 端
稳态0
tW =0.7RextCext 习题6：P203
内置电阻2KΩ
Cext外接电容 （10pF~10μF）
Rext外接电阻 （1.4KΩ~40KΩ）
外接电阻 （下降沿触发）
内部电阻 （上升沿触发）
脉冲宽度要窄
充电
0 1 0 1 0
3） 自动翻转 暂稳态期间，电源经电阻R 和门G1对电容C充电，vI2升高， 经过tw时间后，vI2升到G2的 阈值电压vTH时，G2翻转， vO=0。暂稳态结束，回到稳 态。
tW=0.7RC
当vI的脉冲宽度很宽时，在单稳态触发器 的输入端加一个RC微分电路，否则，在电路 由暂稳态返回到稳态时，由于门G1被vI封住了， 会使vO的下降沿变缓而影响波形。
§6.1.1 555构成多谐振荡器—电路