课题 :555 时基电路的基本知识

一、 555 时基集成电路简介

１、 555 时基电路的结构

VA

VB

输出端输出端

电压电压控制端 控制端 高电平高电平触发端触发端

低电平低电平触发端触发端

放电端放电端

复位端复位端UCC

分压器分压器 比较器比较器

RR--SS 触发器触发器

放电管放电管地

+ +C1

+ +C2

Q

QRD

SD

5KΩ

5KΩ

5KΩ

T

22

44

5

66

77

88

33

11

⑴ 、内部含有两个电压比较器 C １和 C ２，一个 RS 触发器，一个放电晶体管 T 和三个 5KΩ 电阻构成的分压器。

+ +C1

+ +C2

.

.

5KΩ

5KΩ

5KΩ

VA

VB

UCC

RD

SD

5

6

2

⑵ 、因为内部标准电压使用了三个 5KΩ 电阻分压，故取名555 电路。 ⑶ 、电阻分压器给比较器提供了两个基准电压

VA=2UCC/3 和 VB=UCC/3 ，如图

2/3 UCC

1/3 UCC

+ +C1

V+

V-

Vo

（ 2 ）两个电压比较器 C1 和 C2

电压比较器的功能： v+> v- ， vO=1

v+< v- ， vO=0

1/3 UCC

2/3 UCC

+ +C1

+ +C2

.

.

5KΩ

5KΩ

5KΩ

VA

VB

UCC

RD

SD

5

6

2

R

S Q QV6 V2

1

0

1

0

0

1

1

0

Q

QRD

SD

T输出输出

1 0

0 1

保持不允许

<2/3UCC

>2/3UCC

<2/3UCC

>2/3UCC

<1/3UCC

>1/3UCC

>1/3UCC

<1/3UCC

VV66 VV22

<2/3 <2/3 UUCCCC <1/3 <1/3 UUCCCC

>2/3 >2/3 UUCCCC >1/3 >1/3 UUCCCC

<2/3 <2/3 UUCCCC >1/3 >1/3 UUCCCC

QQ TT

11

00

保持保持

导通导通截止截止

保持保持

综上所述，综上所述， 555 功能表为：功能表为：

Q

QRD

SD

T输出输出

RRDD SSDD

11 00

1100

11 11

QQ TT

11

00

保持保持导通导通截止截止

保持保持

输出端输出端

电压电压控制端 控制端 高电平高电平触发端触发端

低电平低电平触发端触发端

放电端放电端

复位端复位端UCC

地

+ +C1

+ +C2

Q

QRD

SD

5KΩ

5KΩ

5KΩ

T

22

44

5

66

77

88

33

11

２、 555 时基集成电路的引脚排列

管脚 5 ：电压控制端，用 CO 表示。其作用是设定C1 负端及 C2 正端参考电压。在不接外加电压时，通常接一 0.01uF 的电容器到地，以消除外来的干扰，确保参考电平的稳定。

集成电路主要管脚管脚 6 ：阈值输入端，用 TH 表示。

TR管脚 2 ：触发输入端，用 表示。

管脚 7 ：放电端口，提供外接电容的放电通路，同时作为三极管集电极开路输出。

管脚 4: 复位端，低电平时 ,555 输出低电平。平时开路或接 VCC 。　

3 、 555 电路逻辑功能表

TR dR

CCV3

2CCV

3

1

CCV3

2

CCV3

1

CCV3

1

CCV3

2

触发输入 复位阈值电压TH 6脚

2 脚 4脚

输出OUT3脚

放电管VT

× × 0

< < 1

> > 1

< > 1

010原状态

导通截止导通原状态

４、 555 时基集成电路特点⑴ 、可以实现模拟和数字两项功能。⑵ 、可产生精确的时间延迟和振荡，内部有 3 个 5kΩ 的电 阻分压器，故称 555 。⑶ 、电源电压电流范围宽，双极型： 5 ～ 16V ； CMOS ： 3 ～ 18V 。⑷ 、可以提供与 TTL 及 CMOS 数字电路兼容的接口电平。⑸ 、可输出一定的功率，可驱动微电机、指示灯、扬声器等 ⑹ 、应用：脉冲波形的产生与变换、仪器与仪表、测量与控制、家用电气与电子玩具等领域。⑺ 、 TTL 单定时器型号的最后 3 位数字为 555 ，双定时器的为 556 ； CMOS 单定时器的最后 4 位数为 7555 ，双定时器的为 7556 。它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。

一、由 555 构成的多谐振荡器

１、多谐振荡器的特点⑴ 、多谐振荡器是一种无稳态触发器，接通电源后，不需外加触发信号，就能产生矩形波输出。由于矩形波中含有丰富的谐波，故称为多谐振荡器。⑵ 、多谐振荡器是一种常用的脉冲波形发生器，触发器和时序电路中的时钟脉冲一般是由多谐振荡器产生的。

２、 555 构成的多谐振荡器原理图

二、 555 时基集成电路的应用

工作原理：⑴ 、接通电源，电容 C两端电压较低， VT 截 止，电路输出高电平，处于第一暂稳态。 ⑵ 、随着 VCC 对 C 充电 ,当时，触发器置 0 ， VT 导通，输出变

为CCV

3

2Cu ＞

低电平，电路进入第二暂稳态。⑶ 、此时， C 开始放电，下降，当 ＜ ，触发器又被置 1 ， VT 截止，电路输出翻转为高电平，回到第一暂稳态。 VCC 又开始对 C 充电，重复以上过程。

Cu CCV3

1

UCC

+ +C1

+ +C2

QQRD

SD

.

.

.

5KΩ

5KΩ

5KΩ

VA

VB

T

1

32

4

56

7

8 ( 复位端 )

( 地 )

uO

由由 555555 定时器组成的多谐振荡器定时器组成的多谐振荡器接通电源

通电前通电前uuCC=0=0

0

1

11

0

0

>2/3 UCC

RD=1

SD=0

.

.

uC

R1

R2

.+

–

C 充电

C 放电

1

<1/3 UCC

485627 1

3

+UCC

uO

.

uC..

C

R1

R2

tW1 tW2

2/3UCC

1/3UCC

RD=1

SD=0Q=1

Q=0 T 截止

Q=0

Q=1 T 导通

RD=0SD=1

ttW1W1=(=(RR11++RR22))CC ln2=0.7( ln2=0.7(RR11++RR22))CCttW2W2 ==RR22CC ln2=0.7 ln2=0.7RR22CC

TT==ttW1W1++ttW2W2 =0.7(=0.7(RR11+2+2RR22))CC

接通电源

C 充电

C 放电uC

tO

uO

tO

㈠、 555 构成单稳态触发器

第一：它有一个稳定状态和一个暂稳状态 第二，在外来触发脉冲作用下，能够由稳定状态翻转到暂稳状态；第三，暂稳状态维持一段时间后，将自动返回到稳定状态，而暂稳状态时间的长短，与触发脉冲无关，仅决定于电路本身的参数。

１、单稳态触发器的特点

２、 555 构成的单稳态触发器原理图

4

3

5

1

3 、工作原理接通电源， VCC 对 C充电，使 uC 上升，当 uC> 时，比较器 C1 输出为 0 ，将触发器置 0 ， uo＝0 ，这时 =1 ，放电管 T 导通，C 通过 T 放电，电路进入稳态。

CCV3

2

Q

ui 到来时，因为 ，使 C2＝ 0 ，触发器置 1 ， uo 又由 0 变为 1 ，电路进入暂稳态。由于此时 =0 ，放电管 T 截止， VCC经R 对 C 充电。虽然此时触发脉冲已消失，比较器 C2 的输出变为 1 ，但充电继续进行，直到 uc 上升到 时，比较器 C1 输出为 0 ，将触发器置 0 ，电路输出 uo＝ 0 ， T 导通，C 放电，电路恢复到稳定状态。　

CCi Vu3

1

Q

CCV3

2

由由 555555 定时器组成的单稳态触发器定时器组成的单稳态触发器

( 地 )

uc

R1

+U+UCCCC

ui

UUCCCC

+ +C1

+ +C2

QQR

S

5KΩ

5KΩ

5KΩ

VA

VB

T

1

3

48 ( 复位端 )

uO

65

2

7

>2/3 UCC

1

0 1

0

Q=1

0

1 01

1

0

稳定状态稳定状态

Q=0

+UCC

485627 1

3

..

.0.01μ F

uC

C

uiuo

R

ui

tuC

tuO

t

(>1/3UCC)

Q=0

Q=1

T 导通， C通过 T 放电 ,uC 0

接通电源

R=0S=1 保

持“ 0” 态

R=1S=1

上升到 2/3 UCC

ui

tuC

tuO

t

暂稳态

tW

tW =RC ln3=1.1RC

+UCC

485627 1

3

..

.0.01μ F

uC

C

uiuO

2/3UCC

R=1S=0

Q=1

Q=0T 截止C 充电

R=0S=1

Q=0

Q=1

因此暂稳态的长短取决于 RC 时间常数

R

例例：：单稳态触发器构成单稳态触发器构成短时用照明灯

4 8

1

6

2

3

5

7uo

ui

UCC

S

R

C

ui

t

uo

ttp若若 SS 未按下未按下 , , 则则 uuii = 1 = 1

若若 SS 按下按下 , , 则 则 uuii = 0 = 0

uo

按一下

按钮 S

未按 0

KT 的线圈

不通电

KT 的触点

断开

灯

灭

1 通电 闭合 亮

灯亮的时间为：灯亮的时间为：ttp p = 1.1 = 1.1 R CR C

4 8

1

6

2

3

5

7uO

ui

UCC

CS

KT

KT

D1

D2

R

~

.

uC

.

+UCC

48762

1

3

C

R1

R2

5

.

例：例：多谐振荡器构成水位监控报警电路多谐振荡器构成水位监控报警电路

水位正常情况下，电容 C 被短接，扬声器不发音；水位下降到探测器以下时，多谐振荡器开始工作，扬声器发出报警。

+