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1、555定时器原理555定时器是数模结合的集成电路，它的内部结构由三个串联的5k电阻、 两个比较器、一个RS触发器、一个反向器和放电开关管T组成。三个串联电阻 接电源VCC,每个电阻上的压降是1/3VCC。上面的比较器的同相端接2/3VCC, 下面的比较器反相端接1/3VCC,这两个电压要记住，经常要用到的。%DISTHRCTRL555定时器内部线路图6脚是高触发端，2脚是低触发段。RS触发器是由2个与非门的输入端和输 出端交叉反馈连接，RS触发是双稳态触发器，有。态和1态。3脚是输出端，7 脚是放电端，如果输出低电位，RS触发器Q端置1,开关管放电，7脚拉低成 低电位；如果7脚接上拉电阻，则7
2、脚电位与输出端3脚相同。GNDTRIGOUTRESET555定时器引脚图设计一个驱动发光二极管的定时器电路，要求每接收到负脉冲时，发光管持 续点亮2秒后熄灭。实验原理：由555定时器构成单稳态触发器，由单稳态触发器的功能可知，当输入为一 个负脉冲时，可以输出一个单稳态脉宽/，且=L1RC。所以想要使发光二极管 接收到负脉冲时，持续点亮2S,即要使=2S。所以，需选定合适的R、C值。选定R、C时，先选定C的值为lOOuF,然后确定R的值为18.2k。仿真电路如图：实验结果及分析:波形图为：5秒时：OlOOuF, R=45.5kQ。 若是1秒或者是5秒。只需改变R与 C的大小，使得脉冲宽度T=L1
3、RC分别为1或是5即可。1秒时:C=100uF,R=9.1kQ按图 2-10-7 连接电路，取 Rl=lkQ, R2= 10kQ9C 1 =0.1 02=0.01 |iF,观察、 记录、%的同步波形，测出的周期并与估算值进行比较。改变参数 Rl=15kQ, R2=10kQCl=0.033piF,C2=0.l|iF,用示波器观察并测量输出端波形的 频率。经与理论估算值比较，算出频率的相对误差值。实验原理555定时器构成多谐振荡器。当加电后，G通过对&充电，充电刑台时所以七，当%上升到：%4限时，%保持高电平。一旦% =%=%之：%则混换为低电平，T揭1通，款电。当再次时,/保持低电平。一旦% =
4、%=%：%暗1翻转到高电平，弓截止，电源展又通过对号充电。如此循环往复形成多谐振荡器。电路输出脉冲的振荡周期T市0.7 (&+2RJ品2.仿真电路如图：Rl=lkQ, R2=10kQ,Cl=0.1|iF,C2=0.01|iF 时.：F-JLT555 VIRTUALff I 一 Am 4 I 4 * Rl=15kQ, R2= 1 OkQ,C 1 =0.033(iF5C2=0. 1 |1F 时：VCCxsci,5vR115kQVCCA13TRICONGNDG4nF：TlOUnF-k555 VIRTUAL3 .实验结果及分析：波形图如下：Rl = lkQ, R2= 1 OkQ,C 1 =0.1(iF
5、9C2=0.0 1 |1F 时:理论值：T = (A +=0.7-Q+10)x105 x 01x10 = 7.7 xlOSq _7 7T=81.054ms,相对误差：a = 一- = 0 05%实际值：7-7Rl=15kQ, R2=10kQ,Cl=0.033|iF,C2=0.l|iF 时:理 论值：T = ,(4 + 2KDG = 07. Q5+5) xlO5 x 0033xlO = 462x105,吁任T=99.086ms,相对误差：*著 =114%实际值：4.62用NE556时基电路功能实现救护车警铃电路，应用电路参考图如2-10-10 所示。用555定时器的两个时基电路构成低频对高频调制
6、的救护车警铃电路。设 计电路如图：引唧名称功能1GND （地）接地，作为低电平（0V）2TRIG触发当此引却电压降至1/3 Sc （或由控制选决定的阈值电压）时础姬出高电平。3OUT融）$岫高电平士近或低电平.4RST （复位）当此引即接高电平时定时器工作，当此引脚接地时芯片复位，输出低电平SCTRL控制）控制芯片的酬8电压（当此管弊空时出认两阖值电压为1/3与2/3 VCC）.6THR （曲值）当此型脚电反升至2/3 Ucc （或由控制魏决定的闵值电压时溜出端给出低电平。7DIS （放电）二内接血1,用于给电容放电8好九V”（供电）提供高电平并给芯片供电。555定时器引脚功能表单稳态模式在单
7、稳态工作模式下，555定时器作为单次触发脉冲发生器工作。当触发输 入电压降至VCC的1/3时开始输出脉冲。输出的脉宽取决于由定时电阻与电容 组成的RC网络的时间常数。当电容电压升至VCC的2/3时输出脉冲停止。根 据实际需要可通过改变RC网络的时间常数来调节脉宽。输出脉宽t,即电容电压充至VCC的2/3所需要的时间由下式给出：t= HCln右 L1HC虽然一般认为当电容电压充至VCC的2/3时电容通过0C门瞬间放电，但 是实际上放电完毕仍需要一段时间，这一段时间被称为“弛豫时间:在实际应用 中，触发源的周期必须要大于弛豫时间与脉宽之和（实际上在工程应用中是远大 于）。双稳态模式双稳态工作模式下
8、的555芯片类似基本RS触发器。在这一模式下，触发引 脚（引脚2）和复位引脚（引脚4）通过上拉电阻接至高电平，阈值引脚（引脚6）被直 接接地，控制引脚（引脚5）通过小电容（0.01到0.1）接地，放电引脚（引脚7）浮空。 所以当引脚2输入高电压时输出置位，当引脚4接地时输出复位。无稳态模式无稳态工作模式下555定时器可输出连续的特定频率的方波。电阻R1接在 VCC与放电引脚（引脚7）之间,另一个电阻（R2）接在引脚7与触发引脚（引脚2） 之间，引脚2与阈值引脚（引脚6）短接。工作时电容通过R1与R2充电至2/3VCC, 然后输出电压翻转，电容通过R2放电至1/3VCC,之后电容重新充电，输出电
9、 压再次翻转。无稳态模式下555定时器输出波形的频率由Rk R2与C决定：f= 1ii(2).C.(7?1+27?2)zjRESET %DISTHR OUTTRIGGND CTRLRESET %DISTHR OUTTRIGGND CTRL31rL FicGNDo-愉出高电平时间由下式给出：high = ln(2) . (Hi + R2) - C输出低电平时间由下式给出：low = ln(2) R2 CV2ccRi的额定功率要大于Ei.对于双极型555而言，若使用很小的R1会造成OC门在放电时达到饱和， 使输出波形的低电平时间远大于上面计算的结果。为获得占空比小于50%的矩形 波，可以通过给R2
10、并联一个二极管实现。这一二极管在充电时导通，短路R2, 使得电源仅通过R1为电容充电；而在放电时截止，以达到减小充电时间降低占 空比的效果。四种555定时器方波电路01占空比可调的方波发生器CB555定时器的工作原理表如下：RdUnUuRdSdQT0XXXXX低电平电压（0）导通1ylUcc5 UccO10低电平电压（0）导通123 Ucc3 Ucc11保持保持CB555定时器工作原理表vdd 5 15Vt Hr5利用CB555定时器设计方波电路原理图占空比可调的方波信号发生器分析如上图所示，电路只要一加上电压VDD, 振荡器便起振。刚通电时，由于C上的电压不能突变，即2脚电位的起始电平 为低
11、电位，使555置位，3脚呈高电平。C通过AR、D1对其充电，充电时间 CRtA7.0-充。压充到阈值电平2/3VDD时，555复位，3脚转呈低电平，此时C 通过DI、RB、555内部的放电管放电，放电时间CRtB7.0-放。则振荡周期为放 充 ttTo占空比：。=4一 T R/ + Rb频率：f = - X t (3品卜02 555定时器的方波发生器这是一个无线电信号线路和电视的最有用的方波发生器项目。方波是最适合 用于测试信号的中频(IF)地带，将通过中频变压器没有任何衰减，不管是什么电 路的调谐频率。555TImer是配置非稳态运行，这意味着它将触发本身作为一个多谐振荡器 自由运行。计时元
12、件电阻RI、R2和电容器(C1C6)的值已在下图标出；六个电 容器分别产生六种频率，即 1Hz、10Hz、100Hz、1kHz、10kHz、lOOkHzoFrequencySelect1Hz 10Hz 100Hz 1kHz 10kHz 100kHzJTbu pu pbonyi)n 下n 下OOp87L|4probeOUTON261-103秒信号的发生电路秒信号发生电路由集成电路555定时器与RC组成的多谐振荡器构成。需要 的芯片有集成电路555定时器，还有电阻和电容。下图为其电路图：-Vcc振荡电路是数字钟的核心部分，它的频率和稳定性直接关系到表的精度。因 此选择555定时器构成的多谐振荡器，
13、其中电容C1为47微法，C2为0.01微法, 两个电阻Rl=R2=10K欧姆。此时在电路的输出端就得到了一个周期性的矩形波, 其振荡频率为：f=1.43/(Rl+2R2)C由公式代入RI, R2和C的值得，f=lHz,即其输出频率为1Hz的矩形波信 号。04 555定时器实现波形发生器555定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器C1的同相输入端 的电压为2VCC/3, C2的反相输入端的电压为VCC/30若触发输入端TR的电压 小于VCC/3,则比较器C2的输出为0,可使RS触发器置1,使输出端O
14、UT=1。 如果阈值输入端TH的电压大于2VCC/3,同时TR端的电压大于VCC/3,则C1 的输出为0, C2的输出为1,可将RS触发器置0,使输出为低电平。LMS56CN多谐振荡器原理图THR和TRI分别为基准电压为2VCC/3和VCC/3的两个比较器；当初始电 容C1两端的电压值小于VCC/3时，输出端输出高电平，则在输出端和C1之间 产生电位差，于是通过二极管D1给电容充电，在C1两端电压小于2VCC/3时 输出端一直输出高电平；当电容两端电压由充电上升到2VCC/3时，555定时器 输出端输出低电平，此时电容C1两端的电压高于输出端，于是电容放电，直到 电容两端电压降到VCC/3,输
15、出端电压变为高电平，于是产生稳定的方波。其中占空比和方波的频率由两个电位器来调节。充电的时间由电流的大小决 定，即由充放电的电路中的电阻大小所决定，故可通过调节充电和放电电路中的 电阻的大小来调节方波的占空比和频率。(1)积分电路通过运算放大器构成的反相积分器。通过积分电路可将方波滤成三角波。(2) RC低通滤波通过对电容C4的充电和放电，可将规则三角波滤成规则的正弦波。R550kQ,C4 .47nF555定时器的原理及三种应用电路详解实验目的掌握555定时器的电路结构、工作原理。熟悉555定时器的功能及应用。实验箱一个；双踪示波器一台；稳压电源一台；函数发生器一台。CB555定时器；100QlOOkQ电阻；0.01IOOjiF电容；IkQ和5kQ电位器;发光二极管或蜂鸣器。实验内容按图2-10-3连接施密特触发器电路，分别输入正弦波、锯齿波信号，观察 并记录输出输入波形。实验原理当输入电压匕;匕)寸，匕为高电平。当:展时，力保持高电平。当匕为低电平。唯大变小时，即/ M q时，吃保持低电平。一旦 弓%则匕又回到高电平。仿真电路如图:实验结果：输入正弦波:输入锯齿波: