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本帖最后由 MLXG 于 2021-9-28 11:21 编辑 * t! J8 Y! T4 m) S6 D) j! k+ U. V" r8 b
! U; G- y, i7 X* |8 V3 F5 ~
一、组成单稳态电路6 a. z; o# D) p( J# @3 A; g
1、基本介绍
1 @9 [' Y! |, I& y- ]( L555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件,因内部集成有三个5K电阻而得名。一般用双极型(TTL)工艺制作的称为555,用互补金属氧化物(CMOS)工艺制作的称为7555,除单定时器外,还有对应的双定时器556/7556。555定时器的电源电压范围宽,可在 4.5V~16V 工作,7555 可在3~18V工作,输出驱动电流约为200mA,因而其输出可与TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。
7 ^; d5 w, H/ p2 C" {8 n! z0 d-------------------------------------------------------2 ]7 h! h0 @& x3 c$ W( `1 ~# O
2、不可重触发电路介绍& z/ t. v) s$ @( X: N5 M; `
1)电路结构
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- j2 j( L' ~, Y. z- J4 K3 {图1:555内部结构+ m+ \/ A- W- Q( o5 w' T, A
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- A% J, X$ } Y1 K/ L& G
图2:单稳态触发器应用8 v: I( m7 }* H; l" I# p1 a
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% D+ ?* n- B6 K7 m- `& n3 F图3:基本RS触发器与真值表% {6 U& Y* z0 `# |( g. }& y8 b
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2)工作原理& U9 U( t2 a# t5 j3 o9 V
(1)稳定状态: W3 @: a9 Z g$ u& {, t0 a
①在电路刚上电无外触发时U1=UIH,由于电容C两端的电压不能突变,反相端的电压比同相端低,因此比较器C1输出高电平Uc1=1。而对于比较器C2,同相端默认高电平(负脉冲触发),比反相端电压1.6V高,因此比较器C2输出也为高电平Uc2=1。
/ ?7 J y/ Z( t# M2 U②由于Rd=1,Sd=1,RS触发器处于状态保持,555定时器处于复位状态(也可以对第4脚另加复位电路),此时Q=0,Q\=1。5 X8 _% w: I$ _* K; J" B' Q) x }
③另一方面触发器输出的高电平使三极管V饱和导通,此时第7脚DIS被拉为低电平(相当于电容C处于放电状态),这个引脚同时与比较器C1的反相端同电位,维持比较器C1输出为高电平。此时Uc1=0,Uo=0。3 e+ S( a1 ~! `' k0 r
--------------! O7 B5 B/ z+ ?; T: M: P
(2)触发器进入暂稳态/ _0 v( C+ E# F0 Z% r- J8 x& H
①有负电平触发脉冲时,比较器C2的同相端电压低于反相端电压而输出低电平Uc2=0。: @3 i' p, F. H( v& B/ o. ?) P
②由于Rd=1,Sd=0,基本RS触发器处于置位状态输出低电平,此时Q=1,Q\=0,一方面经反相器G3输出高电平。另一方面使三极管V截止,此时电源通过电阻R1对电容C充电,第6脚TH电位开始上升。$ ^+ t5 Z; G% ]: ?7 Q5 e1 S
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(3)自动返回稳定状态7 d( B i9 \$ U' p2 n% ?
C充电时,当Uc↑至Uc≥2/3Vcc时,Uc1=0,此时Q=0, Q\=1,输出Uo由高电平UoH跳变到低电平UoL。同时,三极管V导通,C经V迅速放完电,Uc=0。电路返回稳定状态,等待下一次触发。
2 B# L( J' C! a. G; K4 e3 F- Y& ~4 {--------------------------
4 ?- v1 A: j9 ?2 }2 \3)参数计算$ I9 C4 h6 h) ?8 p$ r
脉冲宽度Tw指暂稳态维持的时间,为电容C上的电压由0V充到2/3Vcc时所需时间,Tw=RC*ln3≈1.1RC。
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: I" ^: c) ~" Q. C/ V9 N( m/ s4)注意事项* G' P5 u: N7 U- m* h$ k7 X
单稳有一个从稳态到暂态的过程,易受电源线上的负向噪声脉冲干扰,因此可在其输入端加一个二极管。
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& T0 r# ?+ J' O" e1 \* ^3、可重触发电路介绍
- A) ^. s, Q1 n* q% g当 Vi 输入负向脉冲后,电路进入暂稳态,同时BJT T导通,电容C放电。输入脉冲撤出后,电容C充电,在 Vc未充到2/3 Vcc之前,电路处于暂稳态。如果在此期间又加入新的触发脉冲,BJT T又导通,电容C再次放电,输出仍然维持在暂稳态。只有在触发脉冲撤出后且在输出脉宽 tw 时间间隔内没有新的触发脉冲,电路才返回到稳定状态。这种电路可作为失落脉冲检出电路,对机器的转速或人体的心率进行监视,当机器转速降到一定限度或人体的心率不齐时就发出报警信号。
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4、555构成的单稳态触发器的四种电路0 O! W* C1 s% q4 U6 I! r- o# S3 q/ s
图(a)所示电路是典型的单稳模式电路。当外加负向脉冲经C1、R1微分电路加至555的2脚时,此脉冲(<1/3VDD)使555置位,3脚输出暂稳脉冲宽度td=1.1RC。! j3 a* r) u% |6 F. u0 D0 H- p
图(b)与图(a)类同,但它有两个输出端。C通过R至555内部灌电流放电,恢复时间比图(a)要长。
& Y# A3 @) r% W( c: d, L, s图(c)电路的2、6脚接法与图(a)、(b)不同,外加触发应为正向脉冲,幅值应大于号VDD,暂稳脉冲为负向,其宽度td=1.1RC,可同时输出两路。
+ @: ]# A7 P* P" U- S9 T图(d)与图(c)类同,但由于在充电回路中加进了导向二极管D,加快了充电速率,使工作频率大大提高。该电路可同时输出两路。
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1 K( r! }; H2 G( @- S5、555构成的单稳态电路作为脉冲宽度调制器 ; ~1 C4 J/ B* \5 S( I! x
当控制电压升高时,电路的阈值电压也升高,输出的脉冲宽度随之增加;而当控制电压降低时,电路的阈值电压也降低,单稳的输出脉宽则随之减小。因此,若控制电压如图b所示的三角波时,在单稳的输出端便得到一串随控制电压变化的脉冲宽度调制波。从Vic 与Vo 波形关系可看出,该电路可实现电压—频率转换。3 K* T% @) a6 H% B8 j/ d
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二、组成双稳态电路
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三、组成多谐振荡器
3 f4 }% S" w. R. {- g由555定时器和外接元件R1、R2、C构成多谐振荡器,2脚与6脚直接相连。电路没有稳态,仅存在两个暂稳态,电路亦不需要外接触发信 7 r; {# e ~2 w; _! f
号,利用电源通过R1、R2向C充电,以及C通过R2向放电端Dc放电,使电路产生振荡。电容C在2/3Vcc和1/3Vcc之间充电和放电,从而在输
- U8 [6 P' M* D% E7 y6 I* F7 s ~出端得到一系列的矩形波。
b( Z5 C5 w8 M* O2 C f
6 M; i! L) S* O6 r1 s
图6:多谐振荡器
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" j2 z# `+ P) `4 ~2 R: N0 l. l四、组成看门狗电路: }5 D5 t5 |! R% C
此电路用在电饭煲中,NE556由两个NE555组成。其中一个NE555和热敏电阻组成振荡电路,输出脉冲。另一个NE555组成看门狗,从单片机P21脚->C11->VT5->IC3 P2、P6,从IC3 P3->D18->单片机P9。
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图4.1.12 `$ K2 u( T& F( U
NE556内部原理框图:
" g1 b+ b9 C. f图4.1.2
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