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1、1555时基电路大量应用于电子控制、电子检测、仪器仪表、家用电器、音响报警、电子玩具等诸多方面。还可用作振荡器、脉冲发生器、延时发生器、定时器、方波发生器、单稳态触发振荡器、双稳态多谐振荡器、自由多谐振荡器、锯齿波发生器、脉宽调制器、脉位调制器等等。555时基电路的特点和封装第1页/共39页2下页下页返回返回555时基电路之所以得到这样广泛的应用，在于它具有如下几个特点：555在电路结构上是由模拟电路和数字电路组合而成，它将模拟功能与逻辑功能兼容为一体，能够产生精确的时间延迟和振荡。它拓宽了模拟集成的应用范围。该电路采用单电源。双极型555的电压范围为4.5V15V；而CMOS型的电源适应范围
2、更宽，为2V18V。这样，它就可以和模拟运算放大器和TTL或CMOS数字电路共用一个电源。上页上页第2页/共39页3 555可独立构成一个定时电路，且定时精度高，所以常被称为555定时器。555的最大输出电流可达200mA（双极型）,带负载能力强。可直接驱动小电机、喇叭、继电器等负载。二、555时基电路的封装和命名 （1）命名规则：所有双极型产品型号最后的3位数码都是555；所有CMOS产品型号最后的4位数码都是7555；所有双极型双定时器产品最后的3位数码都是556；所有CMOS双定时器产品最后的4位数码都是7556；双极型和CMOS型555定时器的功能和外部引脚的排列完全相同。第3页/共3
3、9页4（2）常见封装形式图6.2.1 555和556时基电路的封装示意图第4页/共39页5 一、双极型555时基电路的结构、功能与工作原理 （1）美国无线电公司生产的CA555时基电路 下图是美国无线电公司生产的CA555时基电路的内部等效电路图。第5页/共39页6图6.2.2 CA555时基电路的内部等效电路图双稳态触发器推挽式功率输出IO=200mAImax50mA2/3VCC1/3VCC第6页/共39页7 555电路可简化为下图6.2.3所示的等效功能电路。显然555电路内含两个比较器A1和A2、一个触发器、一个驱动器和一个放电晶体管。图6.2.3 CA555时基电路的等效功能电路图2/
4、3VCC1/3VCC置位复位触发器第7页/共39页8表1 CA555引出端真值表引脚引脚2()6(R)4()3(V0)7(Q)功能电平电平*0.3V低电平低电平低电平低电平强制复位电平电平1/3Vcc*1.4V高电平高电平悬空状态悬空状态置位电平电平1/3Vcc2/3Vcc1.4V保持电平保持电平保持保持保持电平电平1/3Vcc2/3Vcc1.4V低电平低电平低电平低电平复位 由表6.2.1可看出，、R、的输入不一定是逻辑电平，可以是模拟电平，因此，该集成电路兼有模拟和数字电路的特色。第8页/共39页9（2）国产双极型定时器CB555时基电路图6.2.4 CB555时基电路的等效功能电路图复位
5、触发置位触发强制复位控制电压放电端输出端置位复位触发器第9页/共39页10表6.2.2 CB555引出端真值表输 入输 出VI1VI2VOTD状态0 xx低导通12/3VCC1/3VCC低导通11/3VCC不变不变1 2/3VCC2/3VCC1/3VCC高截止第10页/共39页11CMOS型555时基电路在大多数应用场合，都可以直接代换标准的双极型的555。它与所有CMOS型电路一样，具有输入阻抗高、输入阻抗高、功耗极小、电源适应范围宽功耗极小、电源适应范围宽等一系列优点，特别适用于低功耗、长延时等场合。但它的输出驱动能力较低（最大负载电流4mA），不能直接驱动要求较大的电流的电感性负载。第1
6、1页/共39页12双极型双极型555555和和CMOSCMOS型型555555的性能比较的性能比较双极型555和CMOS型555的共同点：二者的功能大体相同，外形和管脚排列一致，在大多数应用场合可直接替换。均使用单一电源，适应电压范围大，可与TTL、HTL、CMOS型数字逻辑电路等共用电源。555的输出为全电源电平，可与TTL、HTL、CMOS型等电路直接接口。第12页/共39页13电源电压变化对振荡频率和定时精度的影响小。对定时精度的影响仅0.05/V，且温度稳定性好，温度漂移不高于50ppm/oC。双极型555与CMOS型555的差异：CMOS型555的功耗仅为双极型的几十分之一，静态电流
7、仅为300A左右，为微功耗电路.CMOS型555的电源电压可低至23V；各输入功能端电流均为pA(微微安)量级。CMOS型555的输出脉冲的上升沿和下降沿比双极型的要陡，转换时间短。第13页/共39页14CMOS型555在传输过渡时间里产生的尖峰电流小，仅为23mA；而双极型555的尖峰电流高达300400mA。CMOS型555的输人阻抗比双极型的要高出几个数量级，高达1010。CMOS型555的驱动能力差，输出电流仅为13mA，而双极型的输出驱动电流可达200mA.一般说来，在要求定时长、功耗小、负载轻的场合宜选用CMOS型555；而在负载重、要求驱动电流大、电压高的场合，宜选用双极型的55
8、5。第14页/共39页15下页下页返回返回上页上页一、用一、用555555定时器接成的单稳态触发器定时器接成的单稳态触发器1.1.电路结构电路结构触发信号的触发信号的输入端输入端没有触发信号时没有触发信号时v vI I处于高电平，稳态时处于高电平，稳态时v vc1c1=v vc2c2=1=1、QQ=0=0，v vo o=0=0。v vI Iv vC C0.010.01 F FC CR R5 56 62 27 7v vOO5 5k k 5 5k k 5 5k k T TD DGG2 2QQ QQ8 84 43 31 1+-C C1 1+-C C2 2GG1 1GG3 3GG4 4V VCCCC
9、v vC2C2v vC1C1第15页/共39页16下页下页返回返回上页上页2 2/3 3V VCCCC t tw wv vC COOt tv vI IOOt tv vOOOOt t2.2.工作原理工作原理通常通常t tww的范围为几微秒到几分钟。但随着的范围为几微秒到几分钟。但随着t tww的宽度增加它的精度和稳定度也将下的宽度增加它的精度和稳定度也将下降。降。v vI Iv vC C0.010.01 F FC CR R5 56 62 27 7v vOO5 5k k 5 5k k 5 5k k T TD DGG2 2QQ QQ8 84 43 31 1+-C C1 1+-C C2 2GG1 1G
10、G3 3GG4 4V VCCCC v vC2C2v vC1C1第16页/共39页17下页下页返回返回上页上页触发脉冲的宽度要小于触发脉冲的宽度要小于 t tww触发负脉冲应在触发负脉冲应在v vCC上升到上升到2 2/3 3V VCCCC之前回到高电平。之前回到高电平。2 2/3 3V VCCCC t tw wv vC COOt tv vI IOOt tv vOOOOt tv vI Iv vC C0.010.01 F FC CR R5 56 62 27 7v vOO5 5k k 5 5k k 5 5k k T TD DGG2 2QQ QQ8 84 43 31 1+-C C1 1+-C C2 2
11、GG1 1GG3 3GG4 4V VCCCC v vC2C2v vC1C1第17页/共39页18其中为触摸金属片（或导线）。无触发脉冲输入时，其中为触摸金属片（或导线）。无触发脉冲输入时，555555的输出的输出V V为为“”，发光二极管不亮。当用手触摸金属片时，相当于发光二极管不亮。当用手触摸金属片时，相当于端输入一负脉冲，端输入一负脉冲，555555的的内部比较器翻转，使输出内部比较器翻转，使输出V V变为高电平变为高电平“”，发光二极管亮，直至电容，发光二极管亮，直至电容上的电压充到上的电压充到V V2 2V V/为止。发光二极管亮的时间为止。发光二极管亮的时间T TWW1.11.11.
12、1s1.1s。用于触摸报警、触摸报时、触摸控制等。电路输出信号的高低电平与数字逻用于触摸报警、触摸报时、触摸控制等。电路输出信号的高低电平与数字逻辑电平兼容。图中，为高频滤波电容，以保持的基准电压稳定，辑电平兼容。图中，为高频滤波电容，以保持的基准电压稳定，一般取一般取。用来滤除电源电流跳变引入的高频干扰，一般取。用来滤除电源电流跳变引入的高频干扰，一般取 第18页/共39页19设输入信号为一列脉冲串，第一个负脉冲触发端后，输出设输入信号为一列脉冲串，第一个负脉冲触发端后，输出变为高电平，电容开始充电，如果变为高电平，电容开始充电，如果 ，由于未达到，由于未达到，将一直保持为高电平，截止。这段
13、时间内，将一直保持为高电平，截止。这段时间内，输入负脉冲不起作用。当达到时，输出很快输入负脉冲不起作用。当达到时，输出很快变为低电平，下一个负脉冲来到，输出又上跳为高电平，电容又变为低电平，下一个负脉冲来到，输出又上跳为高电平，电容又开始充电，如此周而复始。输出脉冲的延迟时间为：开始充电，如此周而复始。输出脉冲的延迟时间为：输出脉冲的周期为输出脉冲的周期为分频系数主要由延迟时间决定，由于时间常数可以取得分频系数主要由延迟时间决定，由于时间常数可以取得很大，故可获得很大的分频系数很大，故可获得很大的分频系数。第19页/共39页20第20页/共39页21下页下页返回返回上页上页二、用二、用5555
14、55定时器接成的多谐振荡器定时器接成的多谐振荡器v vOOOOt tv vC COOt tt tp2p2t tp1p1 充电回路：充电回路：V VCCCC R R1 1 R R2 2 C C 地。地。放电回路：放电回路：C C R R2 2 T T 地。地。v vC C0.010.01 F FC CR R1 15 56 62 27 7v vOO5k5k 5k5k 5k5k T TD DGG2 2QQ QQ8 84 43 31 1+-C C1 1+-C C2 2GG1 1GG3 3GG4 4V VCCCC v vC2C2v vC1C1R R2 2第21页/共39页22下页下页返回返回上页上页v
15、vOOOOt tv vC COOt tt tp1p1t tp2p2振荡周期和振荡频率振荡周期和振荡频率振荡周期振荡周期振荡频率振荡频率占空比占空比用用CB555CB555定时器组成的振荡器，最高工作频率可达定时器组成的振荡器，最高工作频率可达500kHz500kHz。第22页/共39页23下页下页返回返回上页上页占空比可调的多谐振荡器占空比可调的多谐振荡器R R 1 1R R 2 2 充电回路：充电回路：V VCCCC R R 1 1 D D1 1 C C 地。地。放电回路：放电回路：C C D D2 2 R R 2 2 T T 地。地。占空比占空比8 8 4 47 72 21 1 5 56
16、63 3555555R R2 2R R1 1R RP PD D2 2D D1 1C C0.010.01 F Fv vOOV VCCCC第23页/共39页24第24页/共39页25第25页/共39页26下页下页返回返回上页上页三、用三、用555555定时器接成的施密特触发器定时器接成的施密特触发器1.1.电路结构电路结构将将555555定时器的两个输入端连在一起作为信号输入端，定时器的两个输入端连在一起作为信号输入端，即可得到施密特触发器。即可得到施密特触发器。滤波电容，为滤波电容，为提高提高V VR1R1和和V VR2R2的稳定性的稳定性信号输入端信号输入端5 56 62 27 7v vI1I
17、1v vI2I2V VR2R2V VR1R10.010.01 F Fv vI Iv vOO5 5k k 5 5k k 5 5k k T TD DGG2 2QQ QQ8 84 43 31 1+-C C1 1+-C C2 2GG1 1GG3 3GG4 4V VCCCC v vC2C2v vC1C1V VR1R1第26页/共39页27下页下页返回返回上页上页2.2.工作原理工作原理v vOOOOt tv vI IOOt tv vo o由高电平变为低电平和由低电平变为由高电平变为低电平和由低电平变为高高电平电平 所对应的所对应的v vI I值不同，就形成了施密特触发特性。值不同，就形成了施密特触发特性
18、。5 56 62 27 7v vI1I1v vI2I2V VR2R2V VR1R10.010.01 F Fv vI Iv vOO5 5k k 5 5k k 5 5k k T TD DGG2 2QQ QQ8 84 43 31 1+-C C1 1+-C C2 2GG1 1GG3 3GG4 4V VCCCC v vC2C2v vC1C1第27页/共39页28下页下页返回返回上页上页v vI IOOt tv vOOOOt tU UT+T+U UT-T-U UT T如果参考电压由外接电压如果参考电压由外接电压V VCOCO供给，供给，U UT+T+=V VCO CO U UT-T-=1/2=1/2V V
19、CO CO U UT T=1/2=1/2V VCO CO。电压传输特性电压传输特性回差电压回差电压第28页/共39页29第29页/共39页30第30页/共39页31五、555定时器应用举例第31页/共39页321救护车铃声横拟电路图中，IC1555组成频率为1Hz的振荡电路，IC2555组成高频振荡器，其振荡频率被频率为1Hz的振荡器调制，即当IC1的脚输出高电平时，IC2振荡器的振荡频率低；当IC1的脚输出低电平时，IC2振荡器的振荡频率高，这样就导致扬声器中发出“滴-嘟、滴-嘟”的声响。第32页/共39页332高压产生电路 图中，IC555时基电路与电阻R1、R2和电容C1、C2组成无稳态
20、振荡电路，当电源接通后，电路产生高频振荡，直接推动功率放大管BG，经放大后的振荡电流由升压变压器B的升压，再经高压硅堆整流，即可得到35kV的直流高压，可用于负离子发生器及静电吸尘等方面。BG的25，BVCEO50V。B可选用229305cm（912英寸）电视机行输出变压器，高压包不动，低压包用05mm左右的高强度添包线，绕2530圈，也可直接使用摩托车上的点火线圈。D为15kV的高压硅堆。第33页/共39页343、玩具电子琴电路 IC555组成自激多谐振荡器，在脚与电源之间加入一组音调电阻R1R15，即是一架玩具电子琴。未按琴键K1K5时，时基电路555不振荡，扬声器不发声；按下某一琴键时，
21、扬声器依555的振荡频率，发出相应的声响。电阻R1R15的选择调整方法，是用一只60100k的电位器，先接入电路，从高音（或低音）开始，转动电位器，使扬声器发出一个起始的标准音阶，测出电位器的阻值，并换上相同阻值的固定电阻，这样即可确定各音阶所需的电阻阻值。第34页/共39页354、大功率循环彩灯控制电路 当时基电路IC1的脚输出高电平时，双向可控硅SCR1被触发导通，由它控制的一路灯泡点亮；与此同时，IC1脚输出的高电平经二极管D1、电阻R3对电容C3充电，当C3上的充电电压达到23电源电压时，IC2的、脚因处高电位而复位，则IC2的脚转为低电平，双向可控硅SCR2因失去触发电压而关断，它所
22、控制的一路灯泡熄灭；与此同时，因IC2的脚输出低电平，则IC3置位，脚输出高电平，使可控硅SCR3触发导通，它所控制的一路灯泡点亮，而IC3又控制IC1复位，使SCR1控制的灯泡熄灭，从而进行周而复始地循环，实现了彩灯变换。第35页/共39页365、单电源变双电源电路 时基电路555接成无稳态电路，3脚输出频率为20KHz、占空比为1：1的方波。3脚为高电平 时，C4被充电；低电平时，C3被充电。由于VD1、VD2的存在，C3、C4在电路中只充电不放电，充电最大值为EC，将B端接地，在A、C两端就得 到+/-EC的双电源。本电路输出电流超过50mA。第36页/共39页376、直流电机控速电路这
23、是一个占空比可调的脉冲振荡器。电机M是用它的输出脉冲驱动的，脉冲占空比越大，电机电驱电流就越小，转速减慢；脉冲占空比越小，电机电驱电流就越大，转速加快。因此调节电位器RP的数值可以调整电机的速度。如电极电驱电流不大于200mA时，可用CB555直接驱动；如电流大于200mA，应增加驱动 级和功放级。图中VD3是续流二极管。在功放管截止期间为电驱电流提供通路，既保证电驱电流的连续性，又防止电驱线圈的自感反电动势损坏功放管。电容C2和电阻R3是 补偿网络，它可使负载呈电阻性。整个电路的脉冲频率选在35千赫之间。频率太低电机会抖动，太高时因占空比范围小使电机调速范围减小。第37页/共39页38用555制作的D类放大器 由IC 555和R1、R2、C1等组成100KHz可控多谐振荡器，占空比为50%，控制端5脚输入音频信号，3脚便得到脉宽与输入信号幅值成正比的脉冲信号，经L、C3接调、滤波后推动扬声器。第38页/共39页39感谢您的观看！第39页/共39页