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1、第17讲定时器及其应用本讲稿第一页，共二十六页 概述概述矩形脉冲信号矩形脉冲信号的获取方法有的获取方法有两种：两种：产生产生:不用信号源，加上电源自激不用信号源，加上电源自激振荡，直接产生波形。振荡，直接产生波形。整形整形:输入信号源进行整形输入信号源进行整形.脉冲产生电路脉冲产生电路:多谐振荡器多谐振荡器脉冲整形（变换）电路脉冲整形（变换）电路:施密特触发器、施密特触发器、单稳态触发器单稳态触发器本讲稿第二页，共二十六页脉冲周期脉冲周期T脉冲幅度脉冲幅度Vm脉冲宽度脉冲宽度上升时间上升时间tr下降时间下降时间tf占空比：占空比：本讲稿第三页，共二十六页17-1 555定时器定时器 555 5
2、55定时器定时器是一种多用途的数字模拟混合集是一种多用途的数字模拟混合集成电路。该电路功能灵活、适用范围广，只要外围成电路。该电路功能灵活、适用范围广，只要外围电路稍作配置，即可构成电路稍作配置，即可构成单稳态触发器单稳态触发器、多谐振多谐振荡器荡器或或施密特触发器施密特触发器，因而可应用于定时、检，因而可应用于定时、检测、控制、报警等方面。测、控制、报警等方面。本讲稿第四页，共二十六页 集集成成555555定定时时器器因因为为其其内内部部有有3 3个个精精密密的的5K5K电电阻阻而而得得名名。后后来来国国内内外外许许多多公公司司和和厂厂家家都都相相继继生生产产出出双双极极型型和和CMOSCM
3、OS型型555555集集成成电电路路。虽虽然然CMOSCMOS型型3 3个个分分压压电电阻阻不不再再是是5K,5K,但仍然延用但仍然延用555555名称。名称。目目前前一一些些厂厂家家在在同同一一基基片片上上集集成成2 2个个555555单单元元，型型号号后加后加556556，同一基片上集成，同一基片上集成4 4个个555555单元，型号后加单元，型号后加558558。本讲稿第五页，共二十六页集成集成555555定时器具体元件简介定时器具体元件简介 555555定时器的封装一般有两种：定时器的封装一般有两种：八脚圆形封装八脚圆形封装 八脚双列直插式封装。八脚双列直插式封装。本讲稿第六页，共二十
4、六页17.1.1 555定时器的电路结构与功能定时器的电路结构与功能放电三极管放电三极管SR触发器触发器精密电阻精密电阻比较器比较器本讲稿第七页，共二十六页控制电压控制电压触发输入触发输入 复位端复位端输出输出放电端放电端阈值输入阈值输入 电源电源516V本讲稿第八页，共二十六页注意：工作中不使用注意：工作中不使用VCO时，一般都通时，一般都通过一个过一个0.01F的电容接地的电容接地(交流接地），交流接地），以旁路高频干扰。以旁路高频干扰。当当VCO悬空时，悬空时，VR1=2/3Vcc,VR2=1/3Vcc比较器比较器C1输出输出vC1=0,比较器比较器C2输出输出vC2=1，SR触发器触发
5、器置置0，TD导通，同时导通，同时vO为低为低电平。电平。01010比较器比较器C1输出输出vC1=1,比较器比较器C2输出输出vC2=1，SR触发发触发发器状态保持不变，器状态保持不变，TD和和vO均保持不变。均保持不变。1110101比较器比较器C1输出输出vC1=1,比较器比较器C2输出输出vC2=0，SR触发器触发器置置1，TD截止，同时截止，同时vO为高为高电平。电平。比较器比较器C1输出输出vC1=0,比较器比较器C2输出输出vC2=0，SR触发器触发器违反约束条件，输出为违反约束条件，输出为1，TD截止。截止。00101本讲稿第九页，共二十六页由电路框图和功能表可以得出如下结论：
6、由电路框图和功能表可以得出如下结论：1555定时器有两个阈值电压，分别是定时器有两个阈值电压，分别是 和和 。2输出端输出端3脚和放电端脚和放电端7脚的状态一致，输出低电平脚的状态一致，输出低电平对应放电管饱和，在对应放电管饱和，在7脚外接有上拉电阻时，脚外接有上拉电阻时，7脚脚为低电平。输出高电平对应放电管截止，在有上拉为低电平。输出高电平对应放电管截止，在有上拉电阻时，电阻时，7脚为高电平。脚为高电平。3.输出端状态的改变有滞回现象，回差电压为输出端状态的改变有滞回现象，回差电压为 。本讲稿第十页，共二十六页施施密密特特触触发发器器具具有有两两个个稳稳定定的的状状态态，是是一一种种能能够够
7、把把输输入入波波形形整整形形成成为为适适合合于于数数字字电电路路需需要要的的矩矩形形脉脉冲冲的的电电路。而且由于具有路。而且由于具有滞回特性滞回特性，所以抗干扰能力也很强。，所以抗干扰能力也很强。施施密密特特触触发发器器可可以以由由分分立立元元件件构构成成，也也可可以以由由门门电路及电路及555555定时器构成。定时器构成。施施密密特特触触发发器器在在脉脉冲冲的的产产生生和和整整形形电电路路中中应应用用很很广。广。17.2.1 施密特触发器概述施密特触发器概述17-217-2 555555定时器构成施密特触发器定时器构成施密特触发器本讲稿第十一页，共二十六页施密特触发器的电压传输特性。施密特触
8、发器的电压传输特性。由上图知其具有滞回电压传输特性，即输入电压的上升过由上图知其具有滞回电压传输特性，即输入电压的上升过程和下降过程的阈值电平不同。这是施密特触发器固有的特性。程和下降过程的阈值电平不同。这是施密特触发器固有的特性。本讲稿第十二页，共二十六页施密特触发器的逻辑符号本讲稿第十三页，共二十六页 17.1.2 555定时器组成施密特触发器定时器组成施密特触发器二六搭一二六搭一1、电路结构、电路结构本讲稿第十四页，共二十六页8 462153Vcc交流交流接地接地 图图中中6脚脚和和2脚脚端端直直接接连连在在一一起起作作为为触触发发电电平平输输入入端端。若若在在输输入入端端Ui加加三三角
9、角波波，则则可可在在输输出出端端得得到到如如后后图图所所示的矩形脉冲。示的矩形脉冲。本讲稿第十五页，共二十六页当当 时，电路发生翻转，时，电路发生翻转，RS触发器置触发器置 0，Uo从从UoH变为变为UoL，此，此时相应的时相应的Ui幅值幅值 称为上限阈值电压称为上限阈值电压UT+。Ui从从0开始升高，当开始升高，当 时，时，RS触发器置触发器置 1，故，故Uo=UoH；当当 时，时，RS=11，故，故Uo=UoH保持不变；保持不变；2、工作原理、工作原理uiuo2VCC/3ttVCC/3UT+本讲稿第十六页，共二十六页当当U i下降到下降到 时，时，RS触发器置触发器置 1，电路发生翻转，电
10、路发生翻转，Uo从从UoL变为变为UoH，此时相应的，此时相应的Ui幅值幅值 称为下限阈值电压称为下限阈值电压UT-。当当 时，时，Uo=UoL不变；当不变；当U i下降且下降且 时，由于时，由于RS=11，故，故Uo=UoL保持不变；保持不变；uiuo2VCC/3ttVCC/3UT+UT-本讲稿第十七页，共二十六页从从以以上上分分析析可可以以看看出出，电电路路在在Ui上上升升和和下下降降时时，输输出出电电压压Uo翻翻转转时时所所对对应应的的输输入入电电压压值值是是不不同同的的，一一个个为为UT+，另另一一个个为为UT-。这这是是施施密密特特电电路路所所具具有有的的滞滞后后特特性性，称称为为回
11、回差差。电电路路的的电电压压传传输输特特性性如如图所示。图所示。uouiUT-UT+电路的电压传输特性电路的电压传输特性（3）说明）说明回差电压回差电压只要改变只要改变UCC或电压控制端或电压控制端UCO(5脚脚)的电压值便可改变回差电的电压值便可改变回差电压。一般压。一般U越大，抗干扰能力越大，抗干扰能力越强，但灵敏度相应降低。越强，但灵敏度相应降低。本讲稿第十八页，共二十六页UT+=VCOUT-=1/2VCO回差电压回差电压:若在若在VCO端加有电压如图示则：端加有电压如图示则：本讲稿第十九页，共二十六页201、自动光控电路、自动光控电路无光照，无光照，R1大，大，V22Vcc/3，VOVOL，继电器失电。，继电器失电。17.2.3 施密特触发器的应用施密特触发器的应用本讲稿第二十页，共二十六页2.用于波形变换：用于波形变换：本讲稿第二十一页，共二十六页3.用用于于脉脉冲冲整整形：形：本讲稿第二十二页，共二十六页4.用用于于脉脉冲冲鉴鉴幅：幅：施密特触发器能施密特触发器能将幅度大于将幅度大于VT+的的脉冲选出。脉冲选出。本讲稿第二十三页，共二十六页5.用于构成多谐振荡器：用于构成多谐振荡器：本讲稿第二十四页，共二十六页6、用作脉冲展宽器、用作脉冲展宽器 uiuouCuiuoC本讲稿第二十五页，共二十六页 第17讲结 束本讲稿第二十六页，共二十六页