集成定时器应用举例

4.1　用555定时器构成多谐振荡器

（1）电路组成

用555定时器构成的多谐振荡器如图6.8（a）所示。其中电容C经R2、定时器555内部的三极管VT构成放电回路，而电容C的充电回路却由R1和R2串联组成。为了提高定时器的比较电路参考电压的稳定性，通常在5脚与地之间接有0.01μF的滤波电容，以消除干扰。

（2）工作原理

电源VCC刚接通时，电容C上的电压uc为零，电路输出uo为高电平，放电管VT截止，处于第1暂稳态。之后VCC经R1和R2对C充电，使uc不断上升，当uc上升到uc≥VCC时，电路翻转置0，输出uo变为低电平，此时，放电管VT由截止变为导通，进入第2暂稳态。C经R2和VT开始放电，使uc下降，当uc≤VCC时，电路又翻转置1，输出uo回到高电平，VT截止，回到第1暂稳态。然后，上述充、放电过程被再次重复，从而形成连续振荡。工作波形如图6.8（b）所示。

图6.8　用555构成的多谐振荡器及工作波形

（3）主要参数的计算

①输出高电平的脉宽tW1为C充电所需的时间tW1＝0.7（R1＋R2）C

②输出低电平的脉宽tW2为C放电所需的时间tW2＝0.7R2C

③振荡周期T＝tW1＋tW2＝0.7（R1＋2R2）C

①振荡频率

②空比

4.2　用555定时器构成单稳态触发器

（1）电路组成

用555构成的具有微分环节的单稳态触发器如图6.9（a）所示。R和C为定时元件，0.01µF电容为滤波电容。

（2）工作原理

①稳态

当输入信号ui为高电平时，接通电源后，VCC首先通过R对C充电，使uc上升，当u≥时，触发器置0，输出u为低电平，放电管VT导通，此后，C又通过VT放电，放电完毕后，uc和uo均为低电平不变，电路进入稳态。

②暂稳态

当触发脉冲ui的负窄脉冲触发后，由于ui＜VCC，触发器被置1，输出uo为高电平，放电管VT截止，电路进入暂稳态，定时开始。

图6.9　用555构成的单稳态触发器及工作波形

③暂稳态自动到恢复稳态

VCC通过R向C充电，电容C上的电压uc按指数规律上升，趋向VCC。当uc≥时，触发器置0，输出uo为低电平，放电管VT导通，定时结束。电容C经VT放电，uc下降到低电平，uo维持在低电平，电路恢复稳态。

当第二个触发信号到来时，重复上述工作过程。其工作波形如图6.9（b）所示。

（3）输出脉宽tW的计算：

输出脉宽tW等于电容C上的电压uc从零充到所需的时间。tW＝1.1RC。

可以看出，输出脉宽tW仅与定时元件R、C值有关，与输入信号无关。但为了保证电路正常工作，要求输入的触发信号的负脉冲宽度小于tW，且低电平小于。

4.3　用555定时器构成施密特触发器

（1）电路组成

将555定时器的2脚和6脚短接并作为信号输入端，则定时器就具有施密特触发器的功能，电路如图6.10（a）所示。

（2）工作原理

设在电路的输入端输入三角波。接通电源后，输入电压ui较低，使6脚电压＜，

2脚电压＜，触发器置1，输出uo为高电平，放电管VT截止。随输入电压ui的上升，当满足＜ui＜时，电路维持原态。当ui≥时，触发器置0，输出uo为低电平，放电管VT导通，电路状态翻转。可见，该施密特触发器的正向阀值电压UT＋＝。

当输入电压u＞，经过一段时间后，逐渐开始下降，当＜u＜时，电路仍维持不变的状态，输出uo为低电平。当ui≤时，触发器置1，输出uo变为高电平，放电管VT截止。可见，该电路负向阀值电压UT－＝，回差电压ΔU=。

图6.10　用555定时器构成施密特触发器及工作波形

在以后的时间里，随输入电压反复变化，输出电压重复以上过程。工作波形如图6.10（b）所示。