555时基电路的特点和应用电路分析

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发布时间 2009-03-05

  一、555时基电路的特点

  555集成电路开始是作定时器应用的,所以叫做555定时器或555时基电路。但后来经过开发,它除了作定时延时控制外,还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。此外,还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路,用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。由于它工作可靠、使用方便、价格低廉,目前被广泛用于各种电子产品中,555集成电路内部有几十个元器件,有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等,电路比较复杂,是模拟电路和数字电路的混合体,如图1所示。

555集成电路内部结构图

  555集成电路是8脚封装,双列直插型,如图2(A)所示,按输入输出的排列可看成如图2(B)所示。其中6脚称阈值端(TH),是上比较器的输入;2脚称触发端(TR),是下比较器的输入;3脚是输出端(Vo),它有O和1两种状态,由输入端所加的电平决定;7脚是放电端(DIS),它是内部放电管的输出,有悬空和接地两种状态,也是由输入端的状态决定;4脚是复位端(MR),加上低电平时可使输出为低电平;5脚是控制电压端(Vc),可用它改变上下触发电平值;8脚是电源端,1脚是地端。

555集成电路管脚排列和功能

图2 555集成电路管脚排列和功能

  我们也可以把555电路等效成一个带放电开关的R-S触发器,如图3(A)所示,这个特殊的触发器有两个输入端:阈值端(TH)可看成是置零端R,要求高电平,触发端(TR)可看成是置位端S,要求低电平,有一个输出端Vo,Vo可等效成触发器的Q端,放电端(DIS)可看成是由内部放电开关控制的一个接点,由触发器的Q端控制:Q=1时DIS端接地,Q=0时DIS端悬空。另外还有复位端MR,控制电压端Vc,电源端VDD和地端GND。这个特殊的触发器有两个特点:

  (1)两个输入端的触发电平要求一高一低,置零端R即阈值端(TH)要求高电平,而置位端s即触发端(TR)则要求低电乎;
  (2)两个输入端的触发电平使输出发生翻转的阈值电压值也不同,当V c端不接控制电压时,对TH(R)端来讲,>2/3VDD是高电平1,TR(S)端来讲,>1/3VDD是高电平1,

555电路等效R—S触发器

  555集成电路有双极型和CMOS型两种。CMOS型的优点是功耗低、电源电压低、输入阻抗高,但输出功率较小,输出驱动电流只有几毫安。双极型的优点是输出功率大,驱动电流达200毫安,其他指标则不如CMOS型的。

  555的应用电路很多,只要改变555集成电路的外部附加电路,就可以构成几百种应用电路,大体上可分为555单稳、555双稳及555无稳(即振荡器)三类。

  二、555单稳电路

  单稳电路有一个稳态和一个暂稳态,是利用电容的充放电形成暂稳态的,因此它的输入端都带有定时电阻和定时电容,常见的555单稳电路有两种:

  1)人工启动型
  将555电路的6、2脚并接起来接在RC定时电路上,在定时电容CT,两端接按钮开关SB,就成为人工启动型555单稳电路,如图4(a)所示,用等效触发器替代555,并略去与单稳工作无关的部分后见图4(b)所示,下面分析它的工作原理:
  稳态:接上电源后,电容CT很快充电到VDD,从图4(b)看到,触发器输入R=1,S=1,从功能表看到输出Vo=0,这是它的稳态。
  暂稳态:按下开关SB,CT上电荷很快放到零,相当于触发器输入R=0,S=0,输出立即翻转成Vo=l,暂稳态开始。开关放开后,电源又向CT充电,经过时间TD后,CT上电压上升到>2/3VDD时,输出又翻转成Vo=O,暂稳态结束。TD就是单稳电路的定时时间或延时时间,它和定时电阻RT和定时电容CT的值有关:TD=1.1RTCT。

555时基电路的特点和应用电路分析

图4 人工启动型555单稳电路

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