电路基础与集成电子技术与习题解答-蔡惟铮 第14章 触发器和定时器 14.3 555定时器

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1、14.3.1555定时器的工作原理14.3.2单稳态触发器14.3.3多谐振荡器14.3.4施密特触发器14.3555定时器第14章触发器和时序逻辑电路2010.03555定时器主要由比较器、触发器、反相器和由三个5k电阻组成的分压器等部分构成，电路如图所示。555定时器是一种用途广泛的模拟数字混合集成电路。它可以构成单稳态触发器、多谐振荡器、压控振荡器等多种应用电路。14.3.1555定时器的工作原理第14章触发器和时序逻辑电路2010.03电阻分压器比较器触发器反相器图14.3.1555定时器电路框图放电管第14章触发

2、器和时序逻辑电路2010.03GND图14.3.1555定时器电路框图图555定时器符号图地低触发端高触发端放电端电源端清零端输出端电压控制端555定时器是一种用途广泛的模拟数字混合集成电路。它可以构成单稳态触发器、多谐振荡器、压控振荡器等多种应用电路。第14章触发器和时序逻辑电路2010.03真值表的第一行00110导通清零0保持保持0010110真值表的第二行从第二行到第三行导通0真值表的第四行10010101截止从第四行返回第三行00保持保持1截止回差现象９-6第14章触发器和时序逻辑电路2010.03⑤CV⑥TH②T

3、L④R③OUT⑦DIS直流LLL通悬空＞2VCC/3＞VCC/3HLL通交流＜2VCC/3＞VCC/3HLH通断接地＜2VCC/3＜VCC/3HHH断从555定时器的功能表可以看出几个特点：1.有两个阈值电平，分别是电源电压的1/3和2/3；2.输出从低到高，从高到低有回差；3.输出端和放电端的状态一致，要通都通，要断都断；4.输出与两触发端是反相关系。表９-6555定时器功能表第14章触发器和时序逻辑电路2010.03双稳态触发器、单稳态触发器和多谐振荡器的区别：双稳单稳多谐触发信号输出14.3.2555定时器构成单稳

4、态触发器第14章触发器和时序逻辑电路2010.03555定时器构成的单稳态电路如图14.3.2所示。初始状态下，没有触发，ui是高电平，所以输出是低电平。当ui加上触发低电平时，输出将跳变到高电平，放电管关断。放电管关断，电源将经过R向C充电，uC按指数规律上升。此时，ui已经撤消，变为高电平，所以当uC充电到上限阈值电平（VCC2/3）时，输出将跳变为低电平。完成一次单稳过程。图14.3.2单稳态触发器电路图⑤CV⑥TH②TL④R③OUT⑦DIS直流LLL通悬空＞2VCC/3＞VCC/3HLL通交流＜2VCC/3＞VC

5、C/3HLH通断接地＜2VCC/3＜VCC/3HHH断14.3.2单稳态触发器第14章触发器和时序逻辑电路2010.03单稳态触发器暂稳态时间的计算：根据uC的波形，由过渡过程公式即可计算出暂稳态时间tw，tw电容C从0V充电到2VCC/3的时间，根据三要素方程：注意:触发输入信号的逻辑电平，在无触发时是高电平，必须大于2VCC/3,低电平必须小于1VCC/3，否则触发无效。为此需要确定三要素：uC(0)=0V、uC(∞)=VCC、=RC，当t=tw时，uC(tw)=2VCC/3代入公式。于是可解出第14章触发器和时序逻辑

6、电路2010.03这里要注意R的取值不能太小，若R太小，当放电管导通时，灌入放电管的电流太大，会损坏放电管。图14.3.3是555定时器单稳态触发器的示波器波形图，从图中可以看出触发脉冲的低电平和高电平的位置，波形图右侧的一个小箭头为0电位。图14.3.3555定时器单稳态触发器的示波器波形图0电位0电位第14章触发器和时序逻辑电路2010.0314.3.3多谐振荡器555定时器构成多谐振荡器构成的多谐振荡器如图14.3.4所示。它是将两个触发端合并在一起，放电端接于两电阻之间。利用电容器的充放电来代替外加触发信号，所以，电

7、容器上的电压信号应该在两个阈值之间按指数规律转换。充电回路是RA、RB和C，此时相当输入是低电平，输出是高电平；图14.3.4多谐振荡器电路图第14章触发器和时序逻辑电路2010.0300uOtt2VCC/3tw1uC1VCC/3tw2图14.3.5多谐振荡器波形图多谐振荡器的有关波形如下其工作波形如图14.3.5所示：电容器之所以能够放电，是由于有放电端7脚的作用，因7脚的状态与输出端一致，7脚为低电平电容器即放电。当电容器充电达到时，即输入达到高电平时，电路的状态发生翻转，输出为低电平，电容器开始放电。当电容器放电达到时

8、，电路的状态又开始翻转,如此不断循环。第14章触发器和时序逻辑电路2010.03多谐振荡器参数的计算tuctuoOOtw2输出波形的振荡周期可用过渡过程公式计算：tw1：uC(0)=VCC/3V、uC(∞)=VCC、1=(RA+RB)C、当t=tw1时，uC(tw1)=2VCC/3代入三