单稳态电路图定稿版.docx

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单稳态电路图定稿版

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单稳态电路图

555单稳态电路图

第1种（图1）是人工启动单稳，又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元，并分别以1.1.1和1.1.2为代号。

他们的输入端的形式，也就是电路的结构特点是：

“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。

　　第2种（图2）是脉冲启动型单稳，也可以分为2个不同的单元。

他们的输入特点都是“RT-7.6-CT”，都是从2端输入。

1.2.1电路的2端不带任何元件，具有最简单的形式；1.2.2电路则带有一个RC微分电路。

　　第3种（图3）是压控振荡器。

单稳型压控振荡器电路有很多，都比较复杂。

为简单起见，我们只把它分为2个不同单元。

不带任何辅助器件的电路为1.3.1；使用晶体管、运放放大器等辅助器件的电路为1.3.2。

图中列出了2个常用电路。

1　555时基电路的特性

　　555集成电路开始是作定时器运用的，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、运用方便、价钱低廉，当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，电路比较庞杂，是模拟电路和数字电路的混合体，如图1所示。

　　图1555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），加上低电日常可使输出为低电平；5脚是控制电压端（Vc）,可用它改动上下触发电平值；8脚是电源端，1脚是地端。

　　图2555集成电路封装图

　　咱们也可以把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性：

（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一样，当Vc端不接控制电压时，对TH（R）端来讲，>2/3VDD是高电平1,<2/3VDD是低电平0：

而对TR（S）端来讲，>1/3VDD是高电平1，<1/3VDD是低电平0。

假如在控制端（Vc）上控制电压Vc时，这时上触发电平就变成Vc值，下触发电平就变成1/2Vc值，可　见改动控制端的控制电压值就可以改动上下触发电平值。

它的功能表见图3（B）所示。

　　图3555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的运用电路许多，只要改动555集成电路的外部附加电路，就可以构成几百种运用电路，大体上可分为555单稳、555双稳及555无稳（即振荡器）三类。

　　2　555单稳电路

　　单稳电路有一个稳态和一个暂稳态，是运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，多见的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，下面剖析它的工作原理：

　　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的值相关：

TD=1.1RTCT。

　　图4人工启动型555单稳电路

　　2）脉冲启动型

　　将555电路的6、7脚并接起来接在定时电容CT上，用2脚作输入就成为脉冲启动型单稳电路，如图5（a）所示，电路的2脚日常接高电平，当输入接低电平或输入负脉冲时才启动电路，用等效触发器替代555后见图56）所示，下面剖析它的工作原理：

　　稳态：

接上电源后，R=1，S=1，输出Vo=0，DIS端接地，CT上的电压为0即R=0，输出仍保持Vo=0，这是它的稳态。

　　暂稳态：

输入负脉冲后，输入S=0，输出立即翻转成Vo=1，DIS端开路，电源通过RT向CT充电，暂稳态开始。

经过时间TD后，CT上电压上升到>2/3VDD时，输入又成为R=1，S=1，这时负脉冲已经消散，输出又翻转成Vo=0，暂稳态结束。

这时内部放电开关接通，DIS端接地，CT上电荷很快放到零，为下一次定时控打造准备。

电路的定时时间TD=1.1RTCT。

　　这两种单稳电路常用作定时延时控制。

　　图5脉冲启动型单稳电路

　　3　555双稳电路

　　多见的555双稳电路有两种：

　　1）R-S触发器型双稳

　　将555电路的6、2脚作为两个控制输入端，7端不用，就成为一个R-S触发器。

留心两个输入端的触发电平和阈值电压不一样，如图6（a）所示，有时可能只有一个控制端，这时另外一个控制端要设法接死，根据电路要求可以把R端接到电源端，如图6（b）所示，也可以把S接地，用R端作输入。

　　有两个输入端的双稳电路常用作电机调速、电源上下限告警等用途。

有一个输入端的双稳电路作为单端比较器用于各种检测电路。

图6555构成R-S触发器

　　2）施密特触发器型双稳

　　将555电路的6、2脚并接起来接成只有一个输入端的触发器，如图7（a）所示，这个触发器输出电压和输入电压的联系是一个长方形的回线形，如图7（b）所示，从曲线可知，当输入V1=0时输出Vo=1，当输入电压从0上升到>2/3VDD后，Vo翻转成0，当输入电压从最高值降低到<1/3VDD后，Vo又翻转成1。

由于它的输入有两个不一样的阈值电压，所以，这种电路常用于电子开关，各种控制电路、波形的变换和整形，如图8所示。

　　图7555构成施密特触发器

　　图8波形的变换和整形

　　4555无稳电路（振荡器）

　　由555定时器构成的多谐振荡器如图9（a）所示，其工作波形见图9（b）。

　　接通电源后，电源VDD通过R1和R2对电容C充电，当UC<1/3VDD时，振荡器输出Vo=1，放电管截止。

当Uc充电到≥2/3VDD后，振荡器输出Vo翻转成0，此时放电管导通，使放电端（DIS）接地，电容C通过R2对地放电，使Uc降低。

当Uc降低到≤1/3VDD后，振荡器输出Vo又翻转成1，此时放电管又截止，使放电端（DIS）不接地，电源VDD通过R1和R2又对电容C充电，又使Uc从1/3VDD上升到2/3VDD,触发器又发生翻转，如此周而复始，从而在输出端Vo得到连续改动的振荡脉冲波形。

脉冲宽度TL≈0.7R2C，由电容C放电时间决定；TH=0.7（R1+R2）C，由电容C充电时间决定，脉冲周期T≈TH+TL。

　　图9555构成多谐振荡器

　　上面仅探讨了由555定时器构成的几种典型运用实例。

实际上，由于555定时器灵敏度高，功能灵活，因而在电子电路中取得广泛运用。