这样我们就得到了表1555定时器的功能表。
3．应用
3.1用555定时器构成的施密特触发器
施密特触发器——具有回差电压特性，能将边沿变化缓慢的电压波形整形为边沿陡峭的矩形脉冲。
[1]电路组成及工作原理
图2555定时器构成的施密特触发器
（1）vI=0V时，vo1输出高电平。
（2）当vI上升到
时，vo1输出低电平。
当vI由
继续上升，vo1保持不变。
（3）当vI下降到
时，电路输出跳变为高电平。
而且在vI继续下降到0V时，电路的这种状态不变。
图中，R、VCC2构成另一输出端vo2，其高电平可以通过改变VCC2进行调节。
[2]电压滞回特性和主要参数
电压滞回特性
图3施密特触发器的电路符号和电压传输特性
主要静态参数
（1）上限阈值电压VT+——vI上升过程中，输出电压vO由高电平VOH跳变到低电平VOL时，所对应的输入电压值。
VT+=
。
（2）下限阈值电压VT———vI下降过程中，vO由低电平VOL跳变到高电平VOH时，所对应的输入电压值。
VT—=
。
（3）回差电压ΔVT
回差电压又叫滞回电压，定义为
ΔVT=VT+－VT—=
若在电压控制端VIC（5脚）外加电压VS，则将有VT+=VS、VT—=VS/2、ΔVT=VS/2，而且当改变VS时，它们的值也随之改变。
3.2用555定时器单稳态触发器
单稳态触发器具有下列特点：
第一，它有一个稳定状态和一个暂稳状态；第二，在外来触发脉冲作用下，能够由稳定状态翻转到暂稳状态；第三，暂稳状态维持一段时间后，将自动返回到稳定状态。
暂稳态时间的长短，与触发脉冲无关，仅决定于电路本身的参数。
单稳态触发器在数字系统和装置中，一般用于定时（产生一定宽度的脉冲）、整形（把不规则的波形转换成等宽、等幅的脉冲）以及延时（将输入信号延迟一定的时间之后输出）等。
[1]电路组成及工作原理
（1）无触发信号输入时电路工作在稳定状态
当电路无触发信号时，vI保持高电平，电路工作在稳定状态，即输出端vO保持低电平，555内放电三极管T饱和导通，管脚7“接地”，电容电压vC为0V。
（2）vI下降沿触发
当vI下降沿到达时，555触发输入端（2脚）由高电平跳变为低电平，电路被触发，vO由低电平跳变为高电平，电路由稳态转入暂稳态。
（3）暂稳态的维持时间
在暂稳态期间，555内放电三极管T截止，VCC经R向C充电。
其充电回路为VCC→R→C→地，时间常数τ1=RC，电容电压vC由0V开始增大，在电容电压vC上升到阈值电压
之前，电路将保持暂稳态不变。
图4用555定时器构成的单稳态触发器及工作波形
（4）自动返回（暂稳态结束）时间
当vC上升至阈值电压
时，输出电压vO由高电平跳变为低电平，555内放电三极管T由截止转为饱和导通，管脚7“接地”，电容C经放电三极管对地迅速放电，电压vC由
迅速降至0V（放电三极管的饱和压降），电路由暂稳态重新转入稳态。
（5）恢复过程
当暂稳态结束后，电容C通过饱和导通的三极管T放电，时间常数τ2=RCESC，式中RCES是T的饱和导通电阻，其阻值非常小，因此τ2之值亦非常小。
经过（3～5）τ2后，电容C放电完毕，恢复过程结束。
恢复过程结束后，电路返回到稳定状态，单稳态触发器又可以接收新的触发信号。
[2]主要参数估算
（1）输出脉冲宽度tW
输出脉冲宽度就是暂稳态维持时间，也就是定时电容的充电时间。
由图4（b）所示电容电压vC的工作波形不难看出vC（0+）≈0V，vC（∞）=VCC，vC（tW）=
，代入RC过渡过程计算公式，可得
上式说明，单稳态触发器输出脉冲宽度tW仅决定于定时元件R、C的取值，与输入触发信号和电源电压无关，调节R、C的取值，即可方便的调节tW。
（2）恢复时间tre
一般取tre=（3～5）τ2，即认为经过3～5倍的时间常数电容就放电完毕。
（3）最高工作频率fmax
若输入触发信号vI是周期为T的连续脉冲时，为保证单稳态触发器能够正常工作，应满足下列条件：
T>tW＋tre
即vI周期的最小值Tmin应为tW＋tre，即
Tmin=tW＋tre
因此，单稳态触发器的最高工作频率应为
需要指出的是，在图4所示电路中，输入触发信号vI的脉冲宽度（低电平的保持时间），必须小于电路输出vO的脉冲宽度（暂稳态维持时间tW），否则电路将不能正常工作。
因为当单稳态触发器被触发翻转到暂稳态后，如果vI端的低电平一直保持不变，那么555定时器的输出端将一直保持高电平不变。
解决这一问题的一个简单方法，就是在电路的输入端加一个RC微分电路，即当vI为宽脉冲时，让vI经RC微分电路之后再接到vI2端。
不过微分电路的电阻应接到VCC，以保证在vI下降沿未到来时，vI2端为高电平。
3.3用555定时器构成的多谐振荡器
多谐振荡器——产生矩形脉冲波的自激振荡器。
多谐振荡器一旦起振之后，电路没有稳态，只有两个暂稳态，它们做交替变化，输出连续的矩形脉冲信号，因此它又称作无稳态电路，常用来做脉冲信号源。
[1]电路组成及工作原理
图5用施密特触发器构成的多谐振荡器
[2]振荡频率的估算
（1）电容充电时间T1。
电容充电时，时间常数τ1=（R1+R2）C，起始值vC（0+）=
，终了值vC（∞）=VCC，转换值vC（T1）=
，带入RC过渡过程计算公式进行计算：
（2）电容放电时间T2
电容放电时，时间常数τ2=R2C，起始值vC（0+）=
，终了值vC（∞）=0，转换值vC（T2）=
，带入RC过渡过程计算公式进行计算：
（3）电路振荡周期T
T=T1+T2=0.7（R1+2R2）C
（4）电路振荡频率f
（5）输出波形占空比q
定义：
q=T1/T，即脉冲宽度与脉冲周期之比，称为占空比。
三实验内容及实验步骤
1.利用NE555或ICM7555定时器，设计一个占空比可调的矩形波发生器电路；
2．要求画出具体的电路图，能使产生的方波占空比可调，即高电平持续时间与低电平持续时间的比值可调，占空比大约10％～95％；
3．（图6仅作参考）利用半导体二极管的单向导电特性，把电容C充电和放电回路隔离开来，再加上一个电位器，便可构成占空比可调的多谐振荡器，如图6所示。
图6占空比可调的多谐振荡器
由于二极管的引导作用，电容C的充电时间常数τ1=R1C，放电时间常数τ2=R2C。
通过与上面相同的分析计算过程可得
T1=0.7R1C
T2=0.7R2C
占空比：
只要改变电位器滑动端的位置，就可以方便地调节占空比q，当R1=R2时，q=0.5，vO就成为对称的矩形波。
四、预习要求
1．复习555定时器的工作原理。
2.进一步了解占空比可调的矩形波发生器的设计方法。
五、注意事项
1．ICM7555属于CMOS电路，其电源电压范围是＋3～＋18V。
若采用NE555双极性定时器，电源电压范围将变成＋4.5～＋16V，功耗也会增大；
2．该电路还可以用于调节数字仪表显示器亮度，有兴趣的同学可以查阅相关文献。
六、实验报告
1．写出实验目的、基本原理、内容、设计过程，画出实验电路图。
2．根据电路器件的具体参数，计算出占空比的可调范围。
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