【数字电子技术 Digital Electronic Technology 9】—— 脉冲波形的产生和整形电路(2)555定时器以及它的应用

1.555定时器的原理剖析:

我们先来看看555定时器的内部电路图:

【数字电子技术 Digital Electronic Technology 9】—— 脉冲波形的产生和整形电路(2)555定时器以及它的应用

其中我们要说明的是:上图中的C1,C2C_1, C_2是比较器,就是它会比较同相输入端“+”和反相输入端”-“的电压,如果“+”输入端的电压高于“-”输入端的电压,那么比较器输出高电平;反之,如果“-”端的电压高于“+"端的电压,那么输出低电平。

从上图,我们可以知道,比较器C1C_1两端的输入电压分别为:vI1v_{I1}vR1v_{R1}C2C_2两端的输入电压分别为:vR2v_{R2}vI2v_{I2}

VCOV_{CO}不接外电源的时候,vR1,vR2v_{R1}, v_{R2}就是电阻的分压,因此vR1=23VCCv_{R1} = \frac{2}{3}V_{CC}vR2=13VCCv_{R2} = \frac{1}{3}V_{CC}.
注意:如果VCOV_{CO}接了外部电源v0v_0,那么vR1=v0v_{R1} = v_0vR2=12v0v_{R2} = \frac{1}{2}v_0
下面我们就分别来讨论当vI1,vI2v_{I1}, v_{I2}取到不同的值的时候的输出情况:

vI1v_{I1} vI2v_{I2} VC1V_{C1}( R ) VC2V_{C2}( S ) vov_o
>23VCC\frac{2}{3}V_{CC} >13VCC>\frac{1}{3}V_{CC} 1 0 0
>23VCC\frac{2}{3}V_{CC} <13VCC<\frac{1}{3}V_{CC} 1 1 1
<23VCC\frac{2}{3}V_{CC} >13VCC>\frac{1}{3}V_{CC} 0 0 不变
<23VCC\frac{2}{3}V_{CC} <13VCC<\frac{1}{3}V_{CC} 0 1 1

下面给出555定时器的逻辑图形符号和特性表:
【数字电子技术 Digital Electronic Technology 9】—— 脉冲波形的产生和整形电路(2)555定时器以及它的应用

2.用555定时器接成施密特触发电路:

【数字电子技术 Digital Electronic Technology 9】—— 脉冲波形的产生和整形电路(2)555定时器以及它的应用
【应试技巧:555定时器如果把2,6连在一起共同作为输入端的话,就是施密特触发电路】
既然是连结成了施密特触发电路,那么无非就是要你求几个参数:VT+,VTV_T^+, V_T^-VT△V_T
这并不难,还是一样的:如果VCOV_{CO}也就是5脚没有接外电源,那么则VT+=23VCCV_T^+ = \frac{2}{3}V_{CC}VT=13VCCV_T^- = \frac{1}{3}V_{CC},VT=13VCC△V_T = \frac{1}{3}V_{CC};如果5脚接了外电源v0v_0,则VT+=v0V_T^+ = v_0VT=12v0V_T^- = \frac{1}{2}v_0

3.用555定时器接成单稳态电路:

【数字电子技术 Digital Electronic Technology 9】—— 脉冲波形的产生和整形电路(2)555定时器以及它的应用
【应试技巧】:如果只有2作为输入端,那么就是单稳态电路。既然是单稳态电路,无非就是计算twt_w
还记得我们在上一篇博文中强调的公式吗?T=RClnVC()VC(0)VC()VC(TH) T = RCln\frac{V_C(∞) - V_C(0)}{V_C(∞) - V_C(TH)}
我们可以看到,C是通过R和VCCV_{CC}这条回路进行充电的,因此,VC()V_C(∞) = VCCV_{CC}VC(0)V_C(0) = 0,对于VC(TH)V_C(TH),我们得分析一下:对C1C_1, vR1=23VCCv_{R1} = \frac{2}{3}V_{CC},假设C从t开始从0开始充电,一开始的一段时间里面vI1v_{I1}是小于vR1v_{R1}的,C1C_1输出为低电平,当电压慢慢增大,到刚刚好等于 vR1=23VCCv_{R1} = \frac{2}{3}V_{CC},再增大一点点,VC1V_{C1}立刻就跳变为高电平了,因此充电的阈值电压VC(TH)=23VCCV_C(TH) = \frac{2}{3}V_{CC}

这样,三个参数都知道了,twt_w便手到擒来

4.555定时器接成多谐震荡电路:

【数字电子技术 Digital Electronic Technology 9】—— 脉冲波形的产生和整形电路(2)555定时器以及它的应用
【应试技巧】:2,6脚连接在一起,没有输入的,就是多谐震荡电路
我们注意一下多谐震荡的波形:

【数字电子技术 Digital Electronic Technology 9】—— 脉冲波形的产生和整形电路(2)555定时器以及它的应用

我们无非就是计算T,充电时间T1T_1,放电时间T2T_2
对于充电,是通过电源VCCV_{CC}R1R_1R2R_2的回路充电的VC()V_C(∞) = VCCV_{CC}然后VC(0)V_C(0) = 13VCC\frac{1}{3}V_{CC} (这里要特别注意!!);VC(TH)V_C(TH) = 23VCC\frac{2}{3}V_{CC},那么充电时间T1T_1可以表示为:T1=(R1+R2)ClnVCC13VCCVCC23VCC=(R1+R2)Cln2 T_1 = (R_1 + R_2)Cln\frac{V_{CC} - \frac{1}{3}V_{CC}}{V_{CC} - \frac{2}{3}V_{CC}} = (R_1+R_2)Cln2

下面到了放电,我们知道放电放到尽头就是0嘛,因此,VC()V_C(∞) = 0;VC(0)V_C(0) = 23VCC\frac{2}{3}V_{CC}(特别注意!!)VC(TH)=13VCCV_C(TH) = \frac{1}{3}V_{CC},而放电的话是经过电阻R2R_2放电的,因此放电时间T2T_2可以表示为:T2=R2Cln023VCC013VCC=R2Cln2 T_2 = R_2Cln\frac{0-\frac{2}{3}V_{CC}}{0 - \frac{1}{3}V_{CC}} = R_2Cln2