1555時基電路的特性

1、555時基電路的特性555集成電路開始是作定時器運用 的，所以叫做555定時器或555時基電路。但后來經(jīng)過開發(fā)，它除了作定時延時控制外，還可用于調(diào)光、調(diào)溫、調(diào)壓、調(diào)速等多種控制及計量檢測。此外，還可以組成脈沖振蕩、單穩(wěn)、雙穩(wěn)和脈沖調(diào)制電路，用于交流信號源、電源變換、頻率變換、脈沖調(diào)制等。由于它工作可靠、運用方便、價錢低廉，當前被廣泛用于各種電子產(chǎn)品中，555集成電路內(nèi)部有幾十個元器件，有分壓器、比較器、基本R-S觸發(fā)器、放電管以及緩沖器等，電路比較龐雜，是模擬電路和數(shù)字電路的混合體，如圖1所示。圖1 555集成電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖555集成電路是8腳封裝，雙列直插型，如圖2(A)所示，按輸入輸出的排

2、列可看成如圖2(B)所示。其中6腳稱閾值端(TH)，是上比較器的輸入；2 腳稱觸發(fā)端(TR)，是下比較器的輸入；3腳是輸出端(Vo)，它有O和1兩種狀態(tài)，由輸入端所加的電平?jīng)Q定；7腳是放電端(DIS)，它是內(nèi)部放電管的輸出，有懸空和接地兩種狀態(tài)，也是由輸入端的狀態(tài)決定；4腳是復位端(MR)，加上低電日常可使輸出為低電平；5腳是控制電壓端(Vc),可用它改動上下觸發(fā)電平值；8腳是電源端，1腳是地端。圖2 555集成電路封裝圖咱們也可以把555電路等效成一個帶放電開關(guān)的R-S觸發(fā)器，如圖3(A)所示，這個特殊的觸發(fā)器有兩個輸入端：閾值端(TH)可看成是置零端R，要求高電平，觸發(fā)端(TR)可看成是置

3、位端S，要求低電平，有一個輸出端Vo，Vo可等效成觸發(fā)器的Q端，放電端(DIS)可看成是由內(nèi)部放電開關(guān)控制的一個接點，由觸發(fā)器的Q端控制：Q=1時DIS端接地，Q=0時DIS端懸空。另外還有復位端MR，控制電壓端Vc，電源端VDD和地端GND。這個特殊的觸發(fā)器有兩個特性：(1)兩個輸入端的觸發(fā)電平要求一高一低，置零端R即閾值端(TH)要求高電平，而置位端s即觸發(fā)端(TR)則要求低電乎;(2)兩個輸入端的觸發(fā)電平使輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn)的閾值電壓值也不一樣，當V c端不接控制電壓時，對TH(R)端來講，>2/3VDD是高電平1,<2/3VDD是低電平0：而對TR(S)端來講，>1 /3V

4、DD是高電平1，<1/3VDD是低電平0。假如在控制端(Vc)上控制電壓Vc時，這時上觸發(fā)電平就變成Vc值，下觸發(fā)電平就變成1 /2Vc值，可 見改動控制端的控制電壓值就可以改動上下觸發(fā)電平值。它的功能表見圖3(B)所示。圖3 555電路等效RS觸發(fā)器555集成電路有雙極型和CMOS型兩種。CMOS型的優(yōu)點是功耗低、電源電壓低、輸入阻抗高，但輸出功率較小，輸出驅(qū)動電流只有幾毫安。雙極型的優(yōu)點是輸出功率大，驅(qū)動電流達200毫安，其他指標則不如CMOS型的。555的運用 電路許多，只要改動 555集成電路的外部附加電路，就可以構(gòu)成幾百種運用 電路，大體上可分為555單穩(wěn)、555雙穩(wěn)及555無

5、穩(wěn)(即振蕩器)三類。2 555單穩(wěn)電路單穩(wěn)電路有一個穩(wěn)態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)，是運用 電容的充放電形成暫穩(wěn)態(tài)的，因此它的輸入端都帶有定時電阻和定時電容，多見的555單穩(wěn)電路有兩種：1)人工啟動型將555電路的6、2腳并接起來接在RC定時電路上，在定時電容CT，兩端接按鈕開關(guān)SB，就成為人工啟動型555單穩(wěn)電路，如圖4(a)所示，用等效觸發(fā)器替代555，并略去與單穩(wěn)工作無關(guān)的部分后見圖4(b)所示，下面剖析它的工作原理： 穩(wěn)態(tài)：接上電源后，電容CT很快充電到VDD，從圖4(b)看到，觸發(fā)器輸入R=1，S=1，從功能表看到輸出Vo=0，這是它的穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)：按下開關(guān)SB，CT上電荷很快放到零，相當于觸發(fā)器

6、輸入R=0，S=0，輸出立即翻轉(zhuǎn)成Vo=l，暫穩(wěn)態(tài)開始。開關(guān)放開后，電源又向CT充電，經(jīng)過時間TD后，CT上電壓上升到>2/3VDD時，輸出又翻轉(zhuǎn)成Vo=O，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束。TD就是單穩(wěn)電路的定時時間或延時時間，它和定時電阻RT 和定時電容CT的值相關(guān)：TD=1.1RTCT。圖4人工啟動型555單穩(wěn)電路2)脈沖啟動型將555電路的6、7腳并接起來接在定時電容CT上，用2腳作輸入就成為脈沖啟動型單穩(wěn)電路，如圖5(a)所示，電路的2腳日常接高電平，當輸入接低電平或輸入負脈沖時才啟動電路，用等效觸發(fā)器替代555后見圖5 6)所示，下面剖析它的工作原理：穩(wěn)態(tài)：接上電源后，R=1，S=1，輸出Vo=0

7、，DIS端接地，CT上的電壓為0即R=0，輸出仍保持Vo=0，這是它的穩(wěn)態(tài)。暫穩(wěn)態(tài)：輸入負脈沖后，輸入S=0，輸出立即翻轉(zhuǎn)成Vo=1，DIS端開路，電源通過RT向CT充電，暫穩(wěn)態(tài)開始。經(jīng)過時間TD后，CT上電壓上升到& gt;2/3VDD時，輸入又成為R=1，S=1，這時負脈沖已經(jīng)消散，輸出又翻轉(zhuǎn)成Vo=0，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束。這時內(nèi)部放電開關(guān)接通，DIS端接地，CT上電荷很快放到零，為下一次定時控打造準備。電路的定時時間TD=1.1RTCT。這兩種單穩(wěn)電路常用作定時延時控制。圖5脈沖啟動型單穩(wěn)電路3 555雙穩(wěn)電路多見的555雙穩(wěn)電路有兩種：1)R-S觸發(fā)器型雙穩(wěn)將555電路的6、2腳作為兩

8、個控制輸入端，7端不用，就成為一個R-S觸發(fā)器。留心兩個輸入端的觸發(fā)電平和閾值電壓不一樣，如圖6(a)所示，有時可能只有一個控制端，這時另外一個控制端要設法接死，根據(jù)電路要求可以把R端接到電源端，如圖6(b)所示，也可以把S接地，用R端作輸入。有兩個輸入端的雙穩(wěn)電路常用作電機調(diào)速、電源上下限告警等用途。有一個輸入端的雙穩(wěn)電路作為單端比較器用于各種檢測電路。圖6 555構(gòu)成R-S觸發(fā)器2)施密特觸發(fā)器型雙穩(wěn)將555電路的6、2腳并接起來接成只有一個輸入端的觸發(fā)器，如圖7(a)所示，這個觸發(fā)器輸出電壓和輸入電壓的聯(lián)系是一個長方形的回線形，如圖 7(b)所示，從曲線可知，當輸入V1=0時輸出Vo=1

9、，當輸入電壓從0上升到>2/3VDD后，Vo翻轉(zhuǎn)成0，當輸入電壓從最高值降低到& lt;1/3VDD后，Vo又翻轉(zhuǎn)成1。由于它的輸入有兩個不一樣的閾值電壓，所以，這種電路常用于電子開關(guān)，各種控制電路、波形的變換和整形，如圖8所示。圖7 555構(gòu)成施密特觸發(fā)器圖8波形的變換和整形4 555無穩(wěn)電路(振蕩器)由555定時器構(gòu)成的多諧振蕩器如圖9(a)所示，其工作波形見圖9(b)。接通電源后，電源VDD通過R1和R2對電容C充電，當UC<1/3VDD時，振蕩器輸出Vo=1，放電管截止。當Uc充電到2/3VDD后，振蕩器輸出Vo翻轉(zhuǎn)成0，此時放電管導通，使放電端(DIS)接地，電容C通過R2對地放電，使Uc降低。當Uc降低到1/3VDD后，振蕩器輸出Vo 又翻轉(zhuǎn)成1，此時放電管又截止，使放電端(DIS)不接地，電源VDD通過R1和R2又對電容C充電，又使Uc從1/3VDD上升到2/3VDD,觸發(fā)器又發(fā)生翻轉(zhuǎn)，如此周而復始，從而在輸出端Vo得到連