555定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極型（TTL）工藝制作的稱為 555，用 互補(bǔ)金屬氧化物（CMOS ）工藝制作的稱為 7555，除單定時(shí)器外，還有對(duì)應(yīng)的雙定時(shí)器 556/7556。555 定時(shí)器的電源電壓范圍寬，可在 4.5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流約為 200mA，因而其輸出可與 TTL、CMOS 或者模擬電路電平兼容。555定時(shí)器成本低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時(shí)器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測(cè)量及自動(dòng)控制等方面。

　　555定時(shí)器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

　　一、電路結(jié)構(gòu)

　　圖1 用555定時(shí)器組成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

　　1．外觸發(fā)（高觸發(fā)置0端 TH）置0→

　　通過(guò)電容C的充放電使低觸發(fā)置1端TR有效→自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)1得到負(fù)脈沖

　　2，外觸發(fā)器（低觸發(fā)置1端TR）置1→

　　通過(guò)電容C的充放電使高觸發(fā)置0端 TH有效→自動(dòng)返回穩(wěn)態(tài)0得到正脈沖。

　　UI=TR，V 的集電極通過(guò)電阻R接Vcc，通過(guò)電容C接地。R和C為定時(shí)元件。

　　二、工作原理

　　1． 穩(wěn)定狀態(tài)

　　無(wú)外觸發(fā)時(shí)，U1為高電平UIH，穩(wěn)態(tài)為0，UC1=0，UO=0。

　　通電后，Vcc經(jīng)電阻R對(duì)電容C充電，當(dāng)電容C上的電壓UC≧2/3Vcc時(shí)，Uc1=0，同時(shí)，UI》2/3Vcc，Uc2=1，Q=O， Q =1，輸出U0=0。三極管V導(dǎo)通，電容C經(jīng)V迅速放完電，UC≈0，UC1=1，這時(shí)基本RS觸發(fā)器的兩個(gè)輸入信號(hào)都為高電平1，保持0狀態(tài)不變。

　　2． 觸發(fā)器進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)

　　當(dāng)U1由UIH→小于1/3Vcc的低電平時(shí)，Uc2=0，此時(shí)Uc1=1，基本RS觸發(fā)器置1，Q=1，Q =0，輸出UO由低電平躍變到高電平UOH，同時(shí)三極管V截止，這時(shí)電源Vcc經(jīng)R對(duì)C充電，電路進(jìn)入暫穩(wěn)狀態(tài)。在暫穩(wěn)態(tài)期內(nèi)輸入電壓UI回到高電平，使UC2=1

　　3． 自動(dòng)返回穩(wěn)定狀態(tài)

　　C充電時(shí)，當(dāng)Uc↑（逐漸增大）到Uc≥2/3Vcc時(shí)，Uc1=0，此時(shí)Q=0， Q =1，輸出UO由高電平UoH躍到低電平UOL。同時(shí)，三極管V導(dǎo)通，C經(jīng)V迅速放完電，Uc=0。電路返回穩(wěn)定狀態(tài)。

　　三 參數(shù)計(jì)算

　　脈沖寬度tw指暫穩(wěn)態(tài)維持的時(shí)間，為電容C上的電壓由0V充到2/3Vcc時(shí)所需時(shí)間，可用下式估算

　　tw=RCln3≈1.1RC

　　由555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及工作波形如下圖所示。

　　電源接通瞬間，電路有一個(gè)穩(wěn)定的過(guò)程，即電源通過(guò)電阻R向電容C充電，當(dāng) Vc 上升到 2/3Vcc 時(shí)，觸發(fā)器復(fù)位， Vo 為低電平，放電BJT T導(dǎo)通，電容C放電，電路進(jìn)入穩(wěn)定狀態(tài)。若觸發(fā)輸入端施加觸發(fā)信號(hào)（ V1《1/3Vcc ），觸發(fā)器發(fā)生翻轉(zhuǎn)，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)， Vo 輸出高電平，且BJT T截止。此后電容C充電至 Vc=2/3 Vcc 時(shí)，電路又發(fā)生翻轉(zhuǎn)， Vo 為低電平，T導(dǎo)通，電容C放電，電路恢復(fù)至穩(wěn)定狀態(tài)。如果忽略T的飽和壓降，則 Vc 從零電平上升到 2/3 Vcc的時(shí)間，即為輸出電壓 Vo的脈寬 tw：tw=RCln3≈1.1RC

　　這種電路產(chǎn)生的脈沖寬度可從幾個(gè)微秒到數(shù)分鐘，精度可達(dá)0.1%。

　　通常R的取值在幾百歐姆之間，電容取值為幾百皮法到幾百微法。由圖6.28可知，如果在電路的暫穩(wěn)態(tài)持續(xù)時(shí)間內(nèi)，加入新的觸發(fā)脈沖，如圖6.29中的虛線所示，則該脈沖不起作用，電路為不可重復(fù)觸發(fā)單穩(wěn)。

　　由555定時(shí)器構(gòu)成的可重復(fù)單穩(wěn)電路如下圖所示。

　　當(dāng) Vi 輸入負(fù)向脈沖后，電路進(jìn)入暫穩(wěn)態(tài)，同時(shí)BJT T導(dǎo)通，電容C放電。輸入脈沖撤出后，電容C充電，在 Vc未沖到2/3 Vcc之前，電路處于暫穩(wěn)態(tài)。如果在此期間又加入新的觸發(fā)脈沖，BJT T又導(dǎo)通，電容C在此放電，輸出仍然維持在暫穩(wěn)態(tài)。只有在觸發(fā)脈沖撤出后且在輸出脈寬 tw 時(shí)間間隔內(nèi)沒(méi)有新的出發(fā)脈沖，電路才返回到穩(wěn)定狀態(tài)。這種電路可作為失落脈沖檢出電路，對(duì)機(jī)器的轉(zhuǎn)速或人體的心率進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)機(jī)器轉(zhuǎn)速降到一定限度或人體的心率不齊時(shí)就發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

　　如果在控制電壓端（5腳）施加一個(gè)變化電壓，又555構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)電路可作為脈沖寬度調(diào)制器，如圖4所示。

　　當(dāng)控制電壓升高時(shí)，電路的閾值電壓也升高，輸出的脈沖寬度隨之增加；而當(dāng)控制電壓降低時(shí)，電路的閾值電壓也降低，單穩(wěn)的輸出脈寬則隨之減小。因此，若控制電壓如圖b所示的三角波時(shí)，在單穩(wěn)的輸出端便得到一串隨控制電壓變化的脈沖寬度調(diào)制波。從 Vic 與Vo 波形關(guān)系可看出，該電路可實(shí)現(xiàn)電壓—頻率轉(zhuǎn)換。

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