课题十二 555定时器及其应用.doc

1、课题十二 555 定时器及其应用教师授课教案课程名称： 脉冲与数字电路 20 07 年至 20 08 年第 二 学期第 22 次课班 级： 编制日期：20 08 年 3 月 2 日教学单元（章节）：34 555 定时器及其应用目的要求：掌握 555 集成电路的应用：多谐振荡器、单稳态触发器的组成与工作原理知识要点：555 集成电路构成施密特触发器、多谐振荡器、单稳态触发器技能要点：施密特触发器、多谐振荡器、单稳态触发器的组成与工作原理教学步骤：1、复习 555 集成电路的特点2、介绍 555 集成电路的应用教具及教学手段：课堂讲授、多媒体应用，提问与提示相结合作业布置情况：课后习题 3、10课

2、后分析与小结：授课教师： 唐依明 授课日期：2008 年 5 月 9 日教 学 内 容 板书或旁注复习：555 定时器的功能表一、CC7555 集成电路构成施密特触发器电路构成：将 TH(6)和 (2)端连接在一起，作为输入端； (4)端与 VDD(8)端连接到电源 E；CO(5) 端通过 001 f电容接地，就可以构成施密特触发器原理：当输入信号 uI 上升至大于 (2/3)E 时， TH 端电压大于(2/3)E， 端电压大于(1/3)E ，则比较器 A 的输 uO1=1，比较器 B 的输出 uO2=0；使 RS 触发器输出状态为 Q=0， =1，经门电路作用后，输出端 uO=0。若 uI

3、继续上升，输出状态保持不变。在输入信号下降过程中，当 uI 下降到小于 (1/3)E 时，比较器 A 的输出uO1=0，比较器 B 的输出 uO2=1，使 Q=1， =0， 经门电路作用后，输出端 uO=1。若 uI 继续下降，输出状态仍保持不变。当输入信号 uI 再次上升至大于(2/3)E 时，将重复上述过程。把 UT+=(2/3)E 称作“ 上限阈值电压” ，UT-=1/3E 制作“下限阈值电压”，UT+ UT- 称为回差电压，其波形如图 327 （b）所示作用：施密特电路可将正矩形波(三角波、正弦波) 变换为矩形波。将被干扰的不规则的矩形波整形为规则矩形波，可对输入的随机脉冲的幅度进行鉴

4、别二、CC7555 集成电路构成振荡器（如图 329 所示）电阻 R1、R2 及电容 C 构成了一个充放电电路。在接通电源后，电源 E 通过 R1 和 R2 对电容 C 充电，充电时间常数 =(R1+R2)C原理：当 UC 小于(1/3)E 时，比较器 A 的输出 uO1=0，比较器B 的输出 uO2=1，则 RS 触发器输出状态 Q=1， =0 这使非门 2 的输出只要改变CC7555 集成电路的外部附加电路，就可以构成几百种应用电路。这里仅介绍施密特触发器、单稳态触发器和振荡器这 3 种典型应用电路 CC7555 集成电路构成施密特触发器电路及波形图见书本图 326此时，由于非门 2 输出

5、为0，MOS 开关放电管的栅极G 为 0，该管截止教 学 内 容 板书或旁注为 0，振荡器输出 uO=1。当 UC 增加到(2/3)E 时，比较器 A 的输出 uO1=1，比较器 B的输出 uO2=0，则 RS 触发器输出状态 Q=0， =1 这使非门 2 的输出为 1，振荡器输出 uO=0。此时，由于非门 2 输出为 1，MOS开关放电管的栅极 G 为 1，该管导通，使 D 端（7）接地电容 C通过 R2 对地放电，使 UC 下降当 UC 下降，使 UC(1/3)E成立时，比较器 A 的输出 uO1=0，比较器 B 的输出 uO2 =1；则 RS 触发器输出状态 Q=1， =0。这使非门 2

6、 的输出为 0，振荡器输出uO=1。 此时，由于非门 2 输出为 0，使 MOS 开关放电管的栅极G 为 0，使该管截止。该管截止后，使 D 端(7 脚）不接地， 于是电源 E 又经电阻 R1、R2 对电容 C 充电，又使 UC 从(1/3)E 上升到(2/3)E 。这样，电容 C 不断地充电、放电，使 UC 在(1/3)E 和(2/3)E 之间不断变化，电路处于振荡状态，从而在输出端（3）得到连续变化的振荡脉冲波形三、CC7555 集成电路构成单稳态触发器如图 330 所示，电路中的电阻 R 和电容 C1 构成充电回路，端用负脉冲触发。通常情况下，uI=1。原理：当电源接通时，电源 E 通过

7、电阻 R 对电容 C1 进行充电。当 THCC7555 集成电路构成多谐振荡器电路及波形图脉冲宽度 TL由电容 C 的放电时间来决定，TL07R2CTH 由电容 C的充电时间来决定，TH0 7（R1+R2）C 。脉冲周期TTH+TL，如图 329所示 CC7555构成单稳态触发器电路及波形端的电压 UC1 大于等于(2/3)E 时，由于 uI=1（即 端大于(1/3)E），则 uO1=1，uO2=0，使基本 RS 触发器输出状态Q=0， =1。经门电路作用后， 输出端 OUT(3)的状态 uO=0。此时，非门 2 的输出端 G 也为高电平，使 MOS 管导通，电容 C1开始对地放电。结果使 T

8、H 端（ 6）和 D 端（7）降为低电平 0。比较器 A 的输出 uO1=0，它不影响 RS 触发器的状态，因此，基本 RS 触发器仍然保持 Q=0， =1 状态，输出端 OUT（3）的状态 Uo 保持不变，即单稳态触发器仍处于稳定状态在 t1 时刻，uI 由高电平 1 变为低电平 0，使uO1=0， uO2=1。RS 触发器输出状态 Q=1， =0。 经或非门使非门 2 输出端 G 为 0，MOS 管截止，并使输出端 OUT（ 3）的状态 uO=1。此时，因 TH 端（ 6）和 D 端(7)不接地，电源 E 通过R 对 C1 进行充电，使 UC1 上升。 这时单稳态触发器处于暂稳态。在 t2

9、 时刻，uI 由低电平 0 变为高电平 1。当 UC1 小于(2/3)E时，比较器 A 输出 uO1=0，比较器 B 输出 uO2=0，RS 触发器输出状态不变，仍保持 Q=1， =0，从而使单稳态触发器输出 uO 保持不变。当电容 C1 的充电电压 UC1 大于 (2/3)E 时，比较器 A 输uO1=1。由于 uI 为高电平 1，比较器 B 的输出 uO2=0，使 RS 触发器的输出变为 Q=0， =1，经或非门及非门 2 使 G 端为高电平1，输出端 OUT（3）为低电平 0。此时，MOS 管导通，电容 C1又开始对地放电， 结果使 TH 端（6）和 D 端（7）降为低电平0。比较器 A

10、 的输出 uO1=0，但它不影响 RS 触发器的状态。因此，基本 RS 触发器仍然保持 Q=0， =1 状态，输出端OUT（ 3）的输出电压 uO 0 仍保持不变，单稳态触发器又处于稳定状态。单稳态触发器输出脉冲的宽度 TW11RC 。四、常用触发器 IC 简介表中仅给出 74 系列数字集成电路，用 74(为品种代号 )表示。实际上，74 系列又包括 74H、74L、 74S、74LS 等具有不同特性的触发器。各芯片的引脚图、功能表及主要参数可查阅数字集成电路使用手册。由图 330可以看出，该单稳态触发器的输入触发脉冲宽度小于输出脉冲宽度。由基本触发器构成的集成电路的种类很多，结构越来越复杂，功能越来越强大，这里仅介绍几种最基本的触发器集成电路，如表 38 所示