定时器及其应用

R2
6 555 3
2
Uo
Uo
0
t
C
15
T1
T2
0.0 1μ
0
t
(a)
(b)
图 2 用 555 (a) 电路图； (b) 波形图
基本功能：自动产生矩形脉冲信号。
用途：作脉冲信号源和电子自动开关等。
特点：多谐振荡器是只有两个暂稳态的无稳 态电路。两个暂稳态之间的转换，是由电路 内部电容的充、放电作用自动进行的，所以 它不需要外加触发信号，只要接通电源就能 自动产生矩形脉冲信号。
R2 )C
因而振荡周期 T T1 T2 0.7(R1 2R2 )C
3) 占空比可调的多谐振荡器
UCC
R1
RW
74 8
R2 C
V1
555 3
Uo
2 V261 50. 01μ源自图 3 占空比可调的多谐振荡器
电容C的充电路径为UCC→R1→V1→C→地，因而 T1=0.7R1C
电容C的放电路径为C→V2→R2→放电管V1→地，因 而T2=0.7R2C
间之和，T=T1+T2。由图 2(b)UC的波形及RC电路 过渡过程三要素法公式求得电容C的充电时间T1和
放电时间Ｔ2各为
T1 T2
(R1 R2 )C
0 R2C 1n
0
1n
UCC
1 3
UCC
2
3 1
3
UCC UCC
2 3
UCC
R2C 1n
UCC
2
(R1 R2 )C 0.7R2C
1n
2
0.7(R1
5~18V
3~18V
负载电流
可达200mA
可达4mA
一、555定时器的组成及逻辑功能 555定时器由电阻分压器、电压比较器、基本 RS触发器、放电管和缓冲器几部分组成。
UCO U6 (TH) U2 (TR)
放电端
UCC
RD
8
4
UR1 5 6
5k ＋ －C1
G1
R &Q
2 UR2
5k ＋ －C2
&
S
1)
多谐振荡器只有两个暂稳态。假设当电源接
通后，电路处于某一暂稳态，电容C上电压UC
略低于
2 3
U
CC，Uo输出高电平，V1截止，电源
UCC通过R1、R2 给电容C充电。随着充电的进
行UC逐渐增高，但只要
1U 3
CC UC
2 3
U
CC
，
输出
电压Uo就一直保持高电平不变，这就是第一个
暂稳态。
当大电于容等C于上的23 U电CC压时U)C，略R微S超触过发器23置U CC时0，(即使U输6出和电U2压均 Uo从原来的高电平翻转到低电平，即Uo=0，V1饱
555定时器的产品有双极型和CMOS型，无论哪种 类型均有单定时器或双定时器电路（即一个芯片内 有两个独立的555电路），但功能与引脚排列完全 相同。
双极型产品
CMOS产品
单555型号的最后几位数码
555
7555
双555型号的最后几位数码
556
7556
优点
驱动能力较大 低功耗、高输入阻抗
电源电压工作范围
和导通，此时电容C通过R2和V1放电。随着电容C
放电，UC下降，但只要
2
1
3 UCC UC 3UCC
， Uo
当UC下降到略微低于
1 3
U CC
时，RS触发器置
1，
电路输出又变为Uo=1，V1截止，电容C再次充电，
又重复上述过程，电路输出便得到周期性的矩形脉
冲。
2) 振荡周期T
多谐振荡器的振荡周期为两个暂稳态的持续时
5kΩ的电阻分压给出。控制电压输入端UCO
悬空时，U R1 =
2 3
UCC
，U R2
=
1 3
U
CC
即外若加U电C压O时外，接可固改定变电触压发，电则压U，R1调 U制C输O ,U出R2波形12U。CO
（3）基本RS触发器——其置0和置1端为低电平有 效触发。
RD为低电平有效的异步置 0 端，只要在RD端加入 低电平，则基本RS触发器就 置 0， 正常工作时， 必须使RD处于高电平。
状态也维持不变。
555定时器功能表
RD U6（TH） U2（ TR ） U0
V1
0
×
×
0 导通
1
＜
2 3
ＵCC
＜13 ＵCC
1
截止
1
＞ 23ＵCC
＞1
3
ＵCC
0
导通
1
＜
2 3
ＵCC
＞ 13ＵCC
不变 不变
二、555定时器的典型应用 1、多谐振荡器
UCC
UC
R1
84
2 3 UCC
UCC
7
1 3 UCC
555定时器是一种中规模模、数混合集成 电路，主要用于定时、检测，控制、报警等方 面。其结构简单，使用方便灵活，只要外部配 接少数几个阻容元件便可构成单稳态触发器、 多谐振荡器、施密特触发器及其它各种实用电 路。所以在脉冲波形的产生与变换、仪器仪表、 测量与控制等领域有着广泛的应用。
正因如此，自70年代初第一片定时器问 世后，国际上各主要电子器件公司也都相继生 产了各种555定时器。
（4）放电管T T是集电极开路的三极管。相当于 一个受控电子开关。输出为0时，T导通，输出为1 时，T截止。
（5）缓冲器
缓冲器由G3和G4构成，用于提高电路的负载 能力。
定时器的主要功能取决于两个比较器输出对RS触发 器和放电管V1状态的控制。
当U6
2 3
U
CC
,
U2
1 3 U CC
时，比较器C1输出为
Q
G2
&
G3
5k
V1
7
1
(a)
地
1
8
U2
2
7
555
1
3
Uo
Uo RD
3 4
6 5
G4
(b)
图 1 555定时器
UCC 放电端 U6 UCO
（1）电阻分压器——由三个5KΩ电阻组成，
故称555定时器。其作用是为电压比较器提供
参考电压。
（2）电压比较器——C1和C2的参考电压(电
压比较的基准)UR1和UR2由电源UCC经三个
振荡周期为 占空比为
T T1 T2 0.7(R1 R2 )C D T1 R1
T R1 R2
4) 多谐振荡器应用举例
报警电路
由555定时器和三极管构成的报警电路如图4所 示。其中555构成多谐振荡器，振荡频率fo＝ 1．43／［（RI＋2R2）C］，其输出信号经三 极管推动扬声器。PR为控制信号，当PR为高电 平时，多谐振荡器工作，反之，电路停振。
0，
C2输出为 1，基本RS触发器被置 0，V1导通，Uo输
出为低电平。
当
U6
2 3
UCC
,
U2
1 3
UCC
时，C1输出为 1，C2 输
出为 0，基本RS触发器被置 1，V1截止，Uo输出高
电平。
当
U6
2 3
UCC
,
U2
1 3 U CC
时，C1和C2输出均为1，
则基本RS触发器的状态保持不变，因而V1和Uo输出