4.1555集成定时器 4.2.1555集成定时器功能特点及管脚介绍 常用的555定时器有TL定时器5G555和06定时器C7555等，其型号、封装形 式和引脚功能见表41所示。下面以50555为例进行分析. 555架成定时誉是一种模拟电路和数字电路相结合的中规槟集成电路，其电路和外 引线排列图如图4.7所示。 8+Ugc 5kn C1 5kn C2 8回回 5k0 5G555 2图 《a》电路 (6)外引线料列图 削475G555年成定时器 表4.1 5愁时系电醉的塑号、时提形式及引周功解 国内限号 客见国外号 单 CBS55、FLsS5.FX555 N图s5.CA555,1M555.SE555 11. C体.T4,X5M 96,A5,M34,9M 单 355.125,He09 X55s.里8555 DONS a1556、i34,6 Y355.4 Vie DXIS TH U ▣▣▣▣ 甘置是引界 CIND TR 14 SIH 罪翼 555定时器含有两个电爪比较器C1和 C2、一·个由“与丰”门组成的基本囵触发 器、一个放电品体管T以及由三个5k2的 电阻组成的分压器。比较器C1的态考电压 为2/3c,如在同相输入端：C2的参考 电压为1/3c,加在反相输入端。两者 均由分压器上取得。各外引线猫的功能是： 138
138 4.1 555 集成定时器 4.2.1 555 集成定时器功能特点及管脚介绍 常用的 555 定时器有 TTL 定时器 5G555 和 CMOS 定时器 CC7555 等，其型号、封装形 式和引脚功能见表 4.1 所示。下面以 5G555 为例进行分析。 555 集成定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成电路，其电路和外 引线排列图如图 4.7 所示。 555定时器含有两个电压比较器C1和 C2、一个由“与非”门组成的基本 RS 触发 器、 一个放电晶体管 T 以及由三个 5kΩ的 电阻组成的分压器。 比较器 C1 的参考电压 为 2/3 Ucc，加在同相输入端；C2 的参考 电压为 1/3 Ucc，加在反相输入端。两者 均由分压器上取得。 各外引线端的功能是： 表 4.1 图 4.7 5G555 集成定时器
2为低电平触发增，由此输入触发脉冲。当2蹭的输入电压高于1/3cc时，C2的 输出为“1"”：当输入电压低于1/3心c时，C2的物出为“0”，使基本囵触发器置“1” 6为高电平触发瑞，由此输入触发脉神。当输入电压低于2/3c时，C1的输出为 “1”:当输入电压高于2/3化c时，C1的输出为“0”。使触发器置“0"。 4为复位端，由比输入负球冲（或使其电位低于0.7）而使触发器直接复位（置“0门. 5为电长控制端，在此端可外加一电压以政变比较器的参考电压。不用时，经0.01 F的电容接“地，以防止干扰的引入。 7为放电端，当触发器的Q露为“1”时，放电品体管T导通，外接电容元件通过T 放电。 3为输出端，输出电流可达200A,因此可直接驱动继电器、发光二极管、扬声器、 指小示灯等。输出高电压约低于电源电压在1Y。 8为电源瑞，可在5一18W范国内使用， 1为接地漏。 4.2.2555集成定时器典型应用 555时基电路的应用大体可归钠为三种基本核式，即单稳态多谐振蒸器、无稳态多 话振荡器和双稳态多谐景满器。许多实标应用电路，都是由这三种基木模式通过外部元 件的配合演变而来的，月前，用555时基电路构成的各类实用电路可以说是比比皆是， 下面仪举三例，供读者参考。 olte 1.脉冲蚀发式单稳态电路 脉冲触发式单稳态电路如图4.8所乐。 R长e DIS 电路中把输入端TH和放电瑞DIS同时接在定 1H 时电容C:上，这样做的日的是使电容C,具有 2 U e IR 自动快速放电的功能，另外用触发输入端严 tGND 作为脉冲输入启动端，平时要求接高电平， 输入负脉神时才能使电路触发启动。 电源接通后。因为么平时为高电平，它 的输入瑞TR(S③为高电平，即51，它的 输出蹭被臀为0，即=0。此时，内部电路 的放电开关接通，DIS端接地，定时电容C, 图4%脉冲触发式单纪态电路 上的电压为零，T()输入瑞也为零，即0。 因此它的输出一直保持低电平，即心。这就是单稳电路的稳态。 当在触发输入瑞7R输入一个负脉冲时，而且脉冲的橱度低于1/3e时，则50， 使电路的输出端发生短转，由低电平转变为高电平，即1。与此同时，电路内部的 放电开关被打开。电源通过是向G充电，暂稳态开始。 经过一段时间t之后，C,上的充电电压上升到大于2/3伦c时，它的H输入清达 到高电平，使=1，于是电路又重新翻转回原来的稳态，即0。这时内部放电开关重 新接通，C上的电句快速放电到零，为下一一次触发甜转做好准各。t为暂稳态时间，可 139
139 2 为低电平触发端，由此输入触发脉冲。当 2 端的输入电压高于 1/3 Ucc 时，C2 的 输出为“l” ；当输入电压低于 1/3 Ucc 时，C2 的输出为“0” ，使基本 RS 触发器置“1” 。 6 为高电平触发端，由此输入触发脉冲。当输入电压低于 2/3 Ucc 时，C1 的输出为 “1” ；当输入电压高于 2/3 Ucc 时，C1 的输出为“0” ，使触发器置“0” 。 4 为复位端， 由此输入负脉冲(或使其电位低于 0． 7V)而使触发器直接复位 (置 “0” )。 5 为电压控制端，在此端可外加一电压以改变比较器的参考电压。不用时，经 0.01 μF 的电容接“地” ，以防止干扰的引入。 7 为放电端，当触发器的Q 端为“1”时，放电晶体管 T 导通，外接电容元件通过 T 放电。 3 为输出端，输出电流可达 200mA，因此可直接驱动继电器、发光二极管、扬声器、 指示灯等。输出高电压约低于电源电压 Ucc 1～3V。 8 为电源端，可在 5～18V 范围内使用。 1 为接地端。 4.2.2 555 集成定时器典型应用 555 时基电路的应用大体可归纳为三种基本模式，即单稳态多谐振荡器、无稳态多 谐振荡器和双稳态多谐振荡器。许多实际应用电路，都是由这三种基本模式通过外部元 件的配合演变而来的。目前，用 555 时基电路构成的各类实用电路可以说是比比皆是， 下面仅举三例，供读者参考。 1．脉冲触发式单稳态电路 脉冲触发式单稳态电路如图 4.8 所示。 电路中把输入端TH和放电端DIS同时接在定 时电容 CT上， 这样做的目的是使电容 CT具有 自动快速放电的功能。 另外用触发输入端TR 作为脉冲输入启动端，平时要求接高电平， 输入负脉冲时才能使电路触发启动。 电源接通后，因为 Ui平时为高电平，它 的输入端TR (S)为高电平，即S D=1。它的 输出端被置为 0，即 UO=0。此时，内部电路 的放电开关接通，DIS 端接地，定时电容 CT 上的电压为零， TH (R)输入端也为零， 即 R=0。 因此它的输出一直保持低电平，即 U0=0。这就是单稳电路的稳态。 当在触发输入端TR 输入一个负脉冲时，而且脉冲的幅度低于 1/3 Vcc 时，则S D=0， 使电路的输出端发生翻转，UO由低电平转变为高电平，即 UO=1。与此同时，电路内部的 放电开关被打开，电源通过 RT向 CT充电，暂稳态开始。 经过一段时间 tD之后，CT上的充电电压上升到大于 2/3 Vcc 时，它的 TH 输入端达 到高电平，使 R=1，于是电路又重新翻转回原来的稳态，即 U0=0。这时内部放电开关重 新接通，CT 上的电荷快速放电到零，为下一次触发翻转做好准备。tD 为暂稳态时间，可 图 4.8
由下式求出： T1.1RG 图4.9给出了脉冲触发式单稳态电路 的各点波形。从图中可以看出，在暂稳态 时间击内出现的触发脉冲是不起作用的。 2.555定时电路 单稳态触发器一般用于制冷装置控制 系统的定时器，下面介绍几个实用奥型电 路。 (1)开机延时输出高电平电路 图49单他态电赔效形西 该电路如图4.10所示。当开机接通电源后。由于电容C来不及充电，555的2、6 件处于高电平，3脚输出低电平。随着电容C充电，555的2、6脚电位开始下降，直到 2脚电位低于13化时，电路发生转，输出瑞由低电平变为高电平，并一直保持 下去。开机廷迟时间1,1微。二极管D是为电夏新电后电客C放电而设置的。这种 电路一最用来控韦制电源电路的证退接通。 (2开机延时输出低电平电路 该电路如图4.11所示。当电路接上电源后，由于电容C来不及充电，555的2、6 脚处于低电平，3抑物出高电平。随着电容C充电，555的2、6脚电位开始上升，直到 2脚电位升到23比知时，电路发生转，输出省出高电平变为低电平，并一直保持 下去。延迟时间1.1。这种电路多用来控制整机电路中的局部电路在开机工作一定 时间后断开电源而使其停止工作。 VD本 开机 D本 开机 阁4.0开杭虹好浓出舟电平电鼻 图4.1川开帆就时编岛概电平电所 3.由定时器构成的施密特触发器 电路如图4.12(a)所示，将555定时器的7即放电D蹭悬空，2、6脚并在一起接 输入信号M。 当((1/3)伦c时，输出高电平：当让>位/3)伦c时，输出低电平：当(1 /3)c(《(2/3)c时，0输出保持原米状态不变。可见，这种电路的输出不仅与 h的大小有关，而且还与h的变化方向有关：h由小变大时，≥(2/3)尾：时触发甜转： n由大变小时，≤(1/3)伦e才融转。形成输出对输入的滞后特性如图4.12省。 由于该市密特触发器两图值电压为(1/3》伦c和2/3》Cc,因面该电路存在(1 140
140 由下式求出： TD=1.1RTCT 图 4.9 给出了脉冲触发式单稳态电路 的各点波形。从图中可以看出，在暂稳态 时间 tD内出现的触发脉冲是不起作用的。 2．555 定时电路 单稳态触发器一般用于制冷装置控制 系统的定时器，下面介绍几个实用典型电 路。 (1)开机延时输出高电平电路 该电路如图 4.10 所示。当开机接通电源后，由于电容 C 来不及充电，555 的 2、6 脚处于高电平，3 脚输出低电平。随着电容 C 充电，555 的 2、6 脚电位开始下降，直到 2 脚电位低于 1/3 Vcc 时，电路发生翻转，输出端 U0由低电平变为高电平，并一直保持 下去。开机延迟时间 tw=1.1RC。二极管 VD 是为电源断电后电容 C 放电而设置的。这种 电路一般用来控制电源电路的延迟接通。 (2)开机延时输出低电平电路 该电路如图 4.11 所示。当电路接上电源后，由于电容 C 来不及充电，555 的 2、6 脚处于低电平，3 脚输出高电平。随着电容 C 充电，555 的 2、6 脚电位开始上升，直到 2 脚电位升到 2/3 Vcc 时，电路发生翻转，输出端 U0由高电平变为低电平，并一直保持 下去。延迟时间 tw=1.1RC。这种电路多用来控制整机电路中的局部电路在开机工作一定 时间后断开电源而使其停止工作。 3．由定时器构成的施密特触发器 电路如图 4.12（a）所示，将 555 定时器的 7 脚放电 D 端悬空，2、6 脚并在一起接 输入信号 uI。 当 uI(2／3) Vcc 时，u0输出低电平；当(1 ／3)Vcc<uI<(2／3)Vcc 时，u0 输出保持原来状态不变。可见，这种电路的输出不仅与 uI的大小有关， 而且还与 uI的变化方向有关：uI由小变大时，uI≥(2／3)Vcc 时触发翻转； uI由大变小时，uI≤(1／3)Vcc 才翻转。形成输出对输入的滞后特性如图 4.12b。 由于该施密特触发器两阈值电压为(1／3) Vcc 和(2／3) Vcc，因而该电路存在(1 图 4.9 图 4.10 图 4.11
/3)c的回差电压。能密特触发器的用途十分广"泛，在制怜装置中的典型应用是控制热 泵空调器的白动除霜，冰箱冷藏区的温度控制等。 4,2.3555集成定时器检测 555时基电路损坏后，必然 +Vcc 反应在各管脚间电阻值发生变化 84 上，所以用万用表电阻挡将各管 o 脚间电阻值测出，并对照止常阻 值如以比较，很容易判断器件是 30 否良好。测试时应注意，因55 时基电路体积较小，用手担住封 3ec ce 装亮体时，不能碰到管脚，否则 将对测量阻值产生彩响。根据一 a)电路图 b》传输特性 般使用经验，555时基电路损坏 图4.12焦特触发署 时，多数表现为输出级击穿，所以用万用表电阻挡应重点监满其1脚和3脚间的电阻值 是杏正常，从而作出正确的判断。表4.2是用500型万用表RX1k挡实测的E555型时 基电路的正常电阻值，可供测试时对照参考， 表41 其测NE5好5备警脚同电里值 红表笔 1 2 314 1 5 16 表笔2 地用值00005.82125.65m5614-1256.7-7.24-45@m51345 141
141 ／3)Vcc 的回差电压。 施密特触发器的用途十分广泛,在制冷装置中的典型应用是控制热 泵空调器的自动除霜，冰箱冷藏区的温度控制等。 4.2.3 555 集成定时器检测 555 时基电路损坏后，必然 反应在各管脚间电阻值发生变化 上，所以用万用表电阻挡将各管 脚间电阻值测出，并对照正常阻 值加以比较，很容易判断器件是 否良好。测试时应注意，因 555 时基电路体积较小，用手捏住封 装壳体时，不能碰到管脚，否则 将对测量阻值产生影响。根据一 般使用经验，555 时基电路损坏 时，多数表现为输出级击穿，所以用万用表电阻挡应重点监测其 1 脚和 3 脚间的电阻值 是否正常，从而作出正确的判断。表 4.2 是用 500 型万用表 R×lk 挡实测的 NE555 型时 基电路的正常电阻值，可供测试时对照参考。 表 4.2 图 4.12 施密特触发器