电子元件-555时基芯片

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一、组成单稳态电路
+ E+ `* W, b  c% b1、基本介绍
555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。
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. P. G4 ]0 h9 ^2、不可重触发电路介绍
1）电路结构

图1：555内部结构
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1 Q% g( l5 ], U" C图2：单稳态触发器应用
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1 @5 ^- C1 y  O  ~, w图3：基本RS触发器与真值表
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2）工作原理
（1）稳定状态
8 k2 p1 o0 N/ g①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。
②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。
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。
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8 q9 S8 P/ s/ {" I9 |1 n（2）触发器进入暂稳态
6 Q! \5 Y$ e0 \& |  p①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。
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。
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  b( \& n4 ^8 Y: j8 p6 Q2 W6 z4 q# J（3）自动返回稳定状态
7 P) a& a( Z( E( _3 {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。
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3）参数计算
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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  ?' ?. v) M& m. }) _5 q8 @; {4）注意事项
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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3、可重触发电路介绍

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
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。
4 J* V( U$ o3 f0 v9 G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。
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。
! n+ O! [8 Z3 b- }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。

& E- O# x" T9 c3 Y0 P) g, w% a$ z2 G-------------------------------------------------------
  S2 \! K; {( v6 [$ l3 F. c5、555构成的单稳态电路作为脉冲宽度调制器

" L1 l. r7 c7 `1 u- y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。
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二、组成双稳态电路

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# W8 D( c. g6 K6 G2 }( T$ U3 K三、组成多谐振荡器
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
8 `* w& [5 e) V+ F/ _+ _, R7 g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
' G3 U1 M5 T  ~$ h出端得到一系列的矩形波。

3 p! g* O# _  z2 j& x" [/ E: }图6：多谐振荡器
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7 y$ p- J& c% p( q3 O8 j四、组成看门狗电路
7 `& J! z/ {6 }6 G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。

图4.1.1
7 z& _$ }* w' U7 v  W0 r+ y# _- rNE556内部原理框图：

图4.1.2

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555定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V~16V 工作

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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

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