1、定時器工作原理及應用文檔編制序號：KK8UY-LL9IO69-TTO6M3-MTOL89-FTT688555定時器摘要：555定時器是一種多用途的數字一一模擬混合集成電路，利用 它能極方便地構成施密特觸發器、單穩態觸發器和多諧振蕩器。由于使用靈 活、方便，所以555定時器在波形的產生與交換、測量與控制、家用電器、 電子玩具等許多領域中都得到了廣泛應用。本文主要介紹了 555定時器的工 作原理及其在單穩態觸發器、多諧振蕩器方面的應用。關鍵詞：數字一一模擬混合集成電路；施密特觸發器；波形的產生與交 換555 TimerAbstract： 555 the timer is a general-pur

2、pose digital simulation hybrid integrated circuit, and use it to a very convenient to constitute schmidt flip-flop, single state trigger and harmonic oscillator. Due to the use of flexible, convenient, so 555 in the produce of the waveform timer and exchange, measurement and control, home appliances

3、, electronic toys in many areas have been widely applied.Key words： Digital-simulation hybrid integrated circuit； Schmitt toggle； Waveform generation and exchange 1概述555定時器的簡介555定時滯是一種多用途的數字一一模擬混合集成電路，利用它能極方 便地構成施密特觸發器、單穩態觸發器和多諧振蕩器。由于使用靈活、方 便，所以555定時器在波形的產生與交換、測量與控制、家用電器、電子玩 具等許多領域中都得到了廣泛應用。自從signet

4、ics公司于1972年推出這 種產品以后，國際上個主要的電子器件公司也都相繼的生產了各自的555定 時器產品。盡管產品型號繁多，但是所有雙極型產品型號最后的3位數碼都 是555,所有CMOS產品型號最后的4位數碼都是7555.而且,它們的功能和 外部引腳排列完全相同。555定時器的應用（1）構成施密特觸發器，用于TTL系統的接口，整形電路或脈沖鑒幅等；（2）構成多諧振蕩器，組成信號產生電路；（3）構成單穩態觸發器，用于定時延時整形及一些定時開關中。555應用電路采用這3種方式中的1種或多種組合起來可以組成各種 實用的電子電路，如定時器、分頻落、元件參數和電路檢測電路、玩具游 戲機電路、音響告警

5、電路、電源交換電路、頻率變換電路、自動控制電路 等。2 555定時器的電路結構與工作原理555定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的輸出電壓控 制RS觸發器和放電管的狀態。在電源與地之間加上電壓，當5腳懸空 時，則電壓比較器C1的同相輸入端的電壓為2VCC /3, C2的反相輸入 端的電壓為VCC若觸發輸入端TR的電壓小于VCC /3,則比較器C2的 輸出為0,可使RS觸發器置1,使輸出端0UT=lo如果閾值輸入端TH的電壓大于2VCC/3,同時TR端的電壓大于VCC /3,則C1的輸出為0, C2的輸出為1,可將RS觸發器置0,使輸出為0電平。它的各個引腳功能如下：1腳：外接電源負端

6、VSS或接地，一般情況下接地。8腳：外接電源VCC,雙極型時基電路VCC的范圍是16V, CMOS型 時基電路VCC的范圍為3 18VO 一般用5Vo3腳：輸出端V。2腳：低觸發端6腳：TH高觸發端4腳：是直接清零端。當此端接低電平，則時基電路不工作，此時不 論TR、TH處于何電平，時基電路輸出為“0”，該端不用時應接高電平。5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內部兩個比較器 的基準電壓，當該端不用時，應將該端串入一只nF電容接地，以防引入 干擾。7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放 電。在1腳接地，5腳未外接電壓，兩個比較器Al、A2基準電壓分別為的 情況下

7、，555時基電路的功能表如表1示。表1清零端高觸發端TH低觸發端Q放電管T功能0XX0導通直接清零101X保持上一 狀態保持上一狀 態110X保持上一 狀態保持上一狀 態101011 0導通截止置1清零3、555定時器與觸發器的聯系、555定時器構成單穩態觸發器2CK13+5VR】100KQCiVi5.1KQ0.0 lufVc亍工555OUTVoCYGND47Uf 0.0lufCo圖2上圖為由555定時器和外接定時元件R、C構成的單穩態觸發器。D 為鉗位二極管，穩態時555電路輸入端處于電源電平，內部放電開關管T 導通，輸出端V。輸出低電平，當有一個外部負脈沖觸發信號加到Vi端。 并使2端電位

8、瞬時低于1/3VCC,低電平比較器動作，單穩態電路即開始 一個穩態過程，電容C開始充電，Vc按指數規律增長。當Vc充電到 2/3VCC時，高電平比較器動作，比較器A1翻轉，輸出V。從高電平返回 低電平，放電開關管T重新導通，電容C上的電荷很快經放電開關管放 電，暫態結束，恢復穩定，為下個觸發脈沖的來到作好準備。波形圖見圖 3oVi 02 4vc¥ I 2i-圖3單穩態觸發器波形圖暫穩態的持續時間Tw （即為延時時間）決定于外接元件R、C的大 小。Tw二通過改變R、C的大小，可使延時時間在幾個微秒和幾十分鐘之間變 化。當這種單穩態電路作為計時器時，可直接驅動小型繼電器，并可采用 復位端

9、接地的方法來終止暫態，重新計時。此外需用一個續流二極管與繼 電器線圈并接，以防繼電器線圈反電勢損壞內部功率管。555定時器接成多諧振蕩器多諧振蕩器又稱為無穩態觸發器，它沒有穩定的輸出狀態，只有兩個 暫穩態。在電路處于某一暫穩態后，經過一段時間可以自行觸發翻轉到另 一暫穩態。兩個暫穩態自行相互轉換而輸出一系列矩形波。多諧振蕩器可 用作方波發生器。多諧振蕩器電路(b)工作波形3圖4多諧振蕩器和工作波形接通電源后，假定是高電平，則T截止，電容C充電。充電回路是 VCCRI-R2C一地，按指數規律上升，當上升到時(TH、端電平大于)，輸出翻 轉為低電平。是低電平，T導通，C放電，放電回路為C-R2-T

10、地，按 指數規律下降，當下降到時(TH、端電平小于)，輸出翻轉為高電平，放 電管T截止，電容再次充電，如此周而復始，產生振蕩，經分析可得輸出高電平時間T=(Rl+R2)Cln2輸出低電平時間T=R2Cln2振蕩周期 T=(Rl+2R2)Cln24 555定時器在現實生活中的應用實例圖5門控燈開關該控制電路的核心是555定時器和D型觸發器。555定時器接成單穩 態觸發器,去除觸點跳動對電路工作的影響,D型觸發器接成觸發器形式, 利用其輸出去控制可控硅開通和關閉，從而控制電燈的亮滅。平時當房門關 閉時,安裝在門扇邊緣的小磁鐵正好靠在干贊管旁邊,干簧管的兩常開觸點受 外磁力作用吸合,單穩態電路因輸入

11、脈沖為高電平而處于待觸發狀態,此時雙 穩態電路的輸出為低電平,可控硅因無觸發電流而阻斷，燈不亮。當有人推門 時,小磁鐵會隨門扇離開干貨管一次,干簧管的常開觸點會因暫時失去外磁力 作用而靠自身彈力張開、吸合一次。實際上，由于干簧管的觸點的抖動，要重 復兒次這種張開、吸合的過程.單穩態觸發器的CP端能夠在干費管的1觸 點第一次張開時獲得一負脈沖觸發信號，使單穩態觸發器翻轉為暫穩態,其輸 出由低電平變為高電平此時，電容器C經R充電,復位端R電位上升，當上 升到復位電平2/3V時,單穩態觸發器復位,Q恢復為低電平。單穩態電路的時間常數T= C，它有效地將干贊管的具有抖動信號現象 的脈沖信號展寬為單個脈

12、沖，此正脈沖同時加至觸發器器的CP2端，其 輸出由低電平變為高電平,可控硅的控制極獲得正向觸發電流而導通，電燈通 電發光.當進來的人離開時，隨著門的再一次打開、關閉，干簧管重復同樣的 動作，單穩態觸發器同樣輸出一正脈沖信號,于是觸發器再次翻轉為低電 平，可控硅失去觸發電流并在交流電過零時關斷，電燈自動熄滅。光敏電阻R 和可調電阻R構成光控電路。在白天，光敏電阻受自然光照射阻值很 小，觸發器的置“0”端R電位1/2V ,無論此門被開閉多少次，DD電 路強制置“0”，Q始終為底電平，電燈不會發光;夜晚，因自然光照減弱，觸發器的置“0”端R電位Q/2V ,強制復位自動解除。實際應用時,將開關盒安裝在門框頂上，小磁鐵則正對著盒內底側部放置 的干簧管固定在門扇頂沿上。仔細調整小磁鐵和干簧管的相對位置,使干黃 管能夠隨門扇的開閉而可靠地動作。然后，根據“火線接開關地線進燈頭，接通開關和燈頭”的照明燈接線原 則，將開關盒內樁頭外引線不分順序串入電燈火線回路即可。最后,用小螺絲刀將R調至阻值最小的位