第 20章 脉冲波形的产生与变换
20.4 集成 555定时器
20.1 施密特触发器
20.2 单稳态触发器
20.3 多谐振荡器
20.1 施密特触发器
施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种电
路，它在性能上有两个重要特点：
第一，输入信号从低电平上升的过程中，电路输出状态
转换时对应的输入电平，与输入信号从高电平下降过程
中对应的输入转换电平不同；
第二，在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈使输
出电压波形的边沿变得很陡。
利用这两个特点，不仅能将边沿变化缓慢的信号波形整
形为边沿陡峭的矩形波，而且可以将叠加在矩形脉冲高、
低电平的噪声有效地清除。
20.1.1 用 CMOS门电路组成的施密特触发器
用 CMOS反相器构成的施密特触发器
1.当 uI=0时，门 G1截止，输出高电平,G2导通，输出低电
平,G1,G2接成正反馈，电路进入第一稳态,uO=UOL≈0；
2.当 uI逐渐升高时，也逐渐上升，但只要其小于 CMOS门
电路的阈值电压 UTH，电路就保持在第一稳态，当上升到等
于 UTH时，由于 G1进入电压传输特性的转折区（放大区），
所以的增加将引发如下的正反馈过程：
在此正反馈的作用下，门电路的
状态发生翻转,G1导通，输出
低电平； G2截止，输出高电平，
电路进入第二稳态，只要满足大
于 CMOS门电路的阈值电压的条
件，电路就保持在第二稳态，
uO=UOH=VDD。
当 uI从高电平逐渐下降，并使 =UTH时，在电路中会引发又一
次正反馈过程：
在此正反馈的作用下，电路重新进入 G1截止,G2导通的
状态，电路输出为低电平，再次翻转到第一稳态，
uO=UOL=0。
电路由第一稳态转到第二稳态时的输入触发信号称为正
向阈值电平，用 UT＋
TH
2
1
T 1 UR
R
U ??
?
?
??
?
?
???
电路由第二稳态翻转到第一稳态时的输入触发信号称为负
向阈值电压，用 UT?表示。根据电路可以得到
TH
2
1
T 1 UR
RU
???
?
???
?
???
将 UT+与 UT?之差定义为回差电压 ?UT，
?UT=UT+?UT?
TH
2
12 U
R
R??UT=UT+?UT?
施密特触发器的电压传输特性
1 74LS132功能表
20.1.2 集成施密特触发器
带与非功能的 TTL集成施密特触发器 74LS132
20.1.3 施密特触发器的应用
1,用于波形变换
将输入信号的正弦波, 转换成为符合 TTL系统要求的脉冲波形 。
正弦波振荡器
1 V
O
用施密特触发器实现波形变换
2,用作整形电路 —— 把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲 。
输出
输入 UT+
UT-
3,用于脉冲鉴幅 —— 从一系列幅度不同的脉冲信号中,
选出那些幅度大于 UT+的输入脉冲 。
uI Ou1
I
t
u
T-
T+
U
0
U
Ou
0 t
20.2 单稳态触发器
单稳态触发器的工作特性具有如下的显著特点：
第一，它有稳态和暂稳态两个工作状态；
第二，在外界的触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳
态，在暂稳态维持一段时间以后，再自动返回稳态；
第三，暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与
触发脉冲的宽度和幅度无关。
20.2.1 用门电路组成的单稳态触发器
1,电路的组成
2,工作原理
1.正常情况下,uI无输入脉冲时,uD=0,uI2=VDD，故 uO=0,uO1=VDD，电
容 C两端电压 为 0。
2.当触发脉冲 uI加到输入端时，在 Rd和 Cd组成的微分电路
输出端得到很窄的正、负脉冲 uD。当 uD上升到 CMOS门电
路的阈值电压 UTH后，将引发如下的正反馈过程：
3,这时 uO1迅速跳变为低电平。由于电容上的电压不可
能发生突变，所以 uI2也同时跳变至低电平，并使 uO跳
变为高电平，电路进入暂稳态，这时即使 uD回到低电
平,uO的高电平仍能维持。
4.与此同时,VDD通过 R及 G1对 C充电，随着充电
过程的进行,uI2逐渐升高，当升到 uI2=UTH时，又
引发另一个正反馈过程：
5.如果这时触发脉冲已消失（ uD已回到低电平），则 uO1，
uI2迅速跳变为高电平，并使输出返回到 uO=0的初始状态。
同时，电容 C通过电阻 R和门 G2的输入保持电路向 VDD放
电，直至电容上的电压为 0，电路恢复到稳定状态。
CMOS单稳电路工作波形
输出脉冲宽度 tW等
于从电容 C充电到 uI2
上升至 UTH的这段时
间,tW由充放电时间
RC决定，与外加触发
信号 uI的宽度和幅度
无关。在典型应用时
tW≈0.69RC
输出幅度为
Um=VDD
为了保证单稳态电
路工作正常，触发脉
冲必须符合一定的要
求。
20.2.2 集成单稳态触发器
集成单稳态触发器分为两大类：可重触发和不可重触发 。
集成单稳态触发器
双可重触发单稳态触发器
DRQ
输 入 输 出
TR? TR+ Q
0 × × 0 1
× 1 × 0 1
× × 0 0 1
1 0 ↑
1 ↓ 1
↑ 0 1
74LS123功能表
74LS123正常工作的连接图
1,脉冲的整形
单稳态触发器能够把不规则的输入信号 vI,整形成为幅度
和宽度都相同的标准矩形脉冲 vO。 vO的幅度取决于单稳态电
路输出的高, 低电平, 宽度 tW决定于暂稳态时间 。
I
v
v O t W
20.2.3 单稳态触发器的应用
2,脉冲信号的延时
如图所示是利用单稳态
电路的输出 uO作为其他
电路的触发信号的例子。
由图可知,uO1的下降沿
比输入触发信号 uI的下
降沿延迟了 tW的时间。
因此利用 uO1下降沿去触
发其他电路，就比直接
用 uI的下降沿触发延迟
了 tW时间，这就是单稳
态电路的延时作用 。单稳态电路的延时作用示意图
3,脉冲信号的定时
单稳态电路的定时作用
单稳态电路能
产生一定宽度 tW
的矩形脉冲，我
们可以利用这一
脉冲去控制某电
路，使它在 tW时
间内动作（或不
动作），这就是
脉冲的定时作用
20.3 多谐振荡器
多谐振荡器是一种自激振荡器。在电路工作时，无需
外加触发信号便能自动产生矩形脉冲。因为矩形脉冲信号
中含有丰富的谐波分量，所以习惯上又把矩形波振荡器叫
做多谐振荡器。
20.3.1 用非门组成的环形振荡器
1,电路组成
由非门组成的环形多谐振荡器
2,工作原理
设初始时,uI1为低电平，则 G1关闭，输出 uO1为高电平，它一方面
使 G2开通，使 uO2为低电平，另一方面通过电容 C的耦合使 uB为高电平，
由于 RS很小，所以 uI3也为高电平，导致 G3开通，输出 uO3为低电平，使
uI1稳定在低电平，这是电路的第一个暂稳态。
随着 uO1通过 R,C和 G2对电容 C的充电，使电位 uB逐渐下降,uI3也随
之下降，当 uI3下降到 G3的关门电平时,G3关闭，输出 uO3为高电平，
致使 G1开通，输出 u1O转为低电平,G2关闭，输出 uO2为高电平，电路
又处于另一个暂稳态。随着 uO2对电容 C反向充电，使 uB逐渐上升，当
uB上升到 G3的开门电平时,G3开通,uO3变为低电平，电路又恢复到第
一暂稳态，如此周而复始，反复翻转，就形成了多谐振荡，输出矩形
脉冲。非门 G4的作用是将 uO3进行整形，同时也减小了接入负载对振荡
电路的影响。
20.3.2 石英晶体多谐振荡器
带石英晶体的环形振荡器
为了提高振荡器输出信号的频率稳定度，可采用如
图 7所示的带石英晶体的环形振荡器，其工作原理与 RC
环形多谐振荡基本相同。由于石英晶体在串联谐振时，
其阻值最小，而在其他频率时为高阻抗，所以该电路输
出的工作频率决定于石英晶体的串联谐振频率。
20.3.3 施密特触发器组成的多谐振荡器
施密特触发器组成的多谐振荡器 施密特触发器组成的多谐振荡器的工作波形
施密特触发器组成的多谐振荡器接通电源后，由于电容器上电压较低，
电路输出为高电平。然后 uO通过 R对 C充电，使 uC上升，当 uC≥UT+时，电
路的输出由高电平变为低电平。此时,C经 R放电,uC逐渐下降。当
uC≤UT?时，电路状态再次发生翻转，输出就为高电平,uO再次通过 R对 C
充电，如此反复，形成振荡，工作波形如
20.4 555定时器
20.5.1 555电路分析
CC7555定时电路
555定时器电路大致分为三部分：
1,比较电路
比较电路以比较器 C1,C2为核心，加上三个分压电阻 R构成。三
个电阻组成的分压器对 VDD分压，使 C1的,?”端电压为 VDD时,C2的
,+”端电压为 VDD。当 uI1大于 VDD时,C1输出高电平；当 uI2小于 VDD
时,C2输出高电平。
2,RS触发器
当电路复位端加低电平时，触发器置 0，当 R端置 1时，触
发器置 0；当 S端置 1时，触发器置 1。
3,放电开关及反相输出电路
V是一个由 NMOS管构成的放电开关，状态受 RS触发器输
出的控制。当 =1时,V导通；当 =0时,V截止。反
相器的作用是输出缓冲，提高电路的驱动能力 Q Q
管脚说明,
uI1端 —— 阈值输入端，用 TH表示。
uI2端 —— 触发输入端，用表示。
—— 置 0输入端。
CO端 —— 电压控制端，作用是设定 C1的,?”端,C2的
,+”端的参考电压值。一般该端口经过一个消除干扰
的电容接地。
D端 —— 放电端口，提供外接电容后的放电通路，且作
为集电极开路输出。
TR 触发输入 复位
阈值电压
TH 触发输入
复位 放电管 V 输出 OUT
× × 0 导通 0
>2/3VDD >1/3VDD 1 导通 0
<2/3VDD >1/3VDD 1 原态 不变
<2/3VDD <1/3VDD 1 关断 1
DRTR
555定时器的功能表
20.5.2 555定时器的应用
1,用 555构成单稳态触发器
555构成的单稳态触发器 单稳态电路工作波形
2,用 555构成多谐振荡器
555构成的多谐振荡器 多谐振荡器工作波形
555的应用实例
1,简易温控报警器
2
6
V
CC
R D
5 55
3
v
I2
I1
v
8 4
7
R
R
V
CC
1
2
C 1 5
0, 0 1
C
1
1 0 μ / 1 0 V
C
2
2 0 k
1 0 0 k
0, 0 1
3R2k
（ + 6 V ）
T
3 A X 3 1
μ
μ
2,双音门铃 。
1
v
I1
8
1
2R
5 55
0, 0 1
1
5
C
R
R
D
4
2
7
V
I2
6
v
CC
3k
3k
0, 1
μ
μ
R 4
4, 7 k
3
C
4 7 μ
C
D
D
1
2
2 C P
3
R
3, 9 k
CC
V
（ + 6 V ）
C
2
4 7 μ
3
8Ω
P
AN
3,触摸定时控制开关
555定时器构成单稳态触发器 。 只要用手触摸一下金属片 P,由于人体
感应电压相当于在触发
输入端 （ 管脚 2） 加入一个负
脉冲, 555输出端输出高电平,
灯泡 （ RL） 发光, 当暂稳态
时间 （ tW） 结束时, 555输出
端恢复低电平, 灯泡熄灭 。
该触摸开关可用于夜间定时
照明, 定时时间可由 RC参数
调节 。
8 4
7
6
2
1 5
3
5 5 5
+V CC
R L
R
10 0k
C
10 0μ
C 1
0,01 μ
(+ 6 V )
P
4,触摸、声控双功能延时灯
555和 T1,R3,R2,C4组成单稳定时电路, 定时 （ 即灯亮 ） 时间约为 1分钟 。
当击掌声传至压电陶瓷片时, HTD将声音信号转换成电信号, 经 T2、
T1放大, 触发 555,使 555输出高电平, 触发导通晶闸管 SCR,电灯亮；
同样, 若触摸金属片 A时, 人体感应电信号经 R4,R5加至 T1基极, 也能使
T1导通, 触发 555,达到上述效果 。
8 4
7
6
2
1 5
3
C 4
4 7 μ
C
0, 0 1 μ
55 5NE
A
~ 2 2 0 V
R 3
R
1M
2
2 0 k
S C R
M C R 1 0 0
4, 7 M
4, 7 M
R 4
R 5
R 6
R 7
1M
1 0 k
5C
0, 0 2 2 μ
T
T
1
2
9 0 1 4
9 0 1 3
H T D
C 3
2 2 0 μ
D
1 N 4 0 0 4 C 1
0, 5 6 μ / 4 0 0 V
1R
3 3 0
0, 0 1 μ
C 2
V
DD （ + 6V ）
DW
2 C W 1 3
5.间歇振荡器
μF
555
R
5
R
1 0 0 k Ω
1
555
C
10
μF
I1
6
1
1 5 0 k Ω
1 0 k Ω
μF
4
D
R
1 0 k Ω1
0, 0 1
1 0 0
V
C
CC
2
( + 1 2 V )
5
7
1 0 k Ω
I2
R
R
1
3
CC
v
2
3
2
μF
v
V
I1
C
C
O
8
4
v
2
8
v
I2
V
7
v
v
6
CC
v
0, 0 1
R
3
4
DR
(A) (B)
报警器
C
7
R D
5
V
1
CC
6
0, 0 1
2
v
4
C
555
v
8
I1
3
v
I2
C
7
CC
R
R D4
5
V
1
CC
6
R
v
2
5
v
4
C
555
O
v
8
I1
3
V
v
I2
1 0 0 μF
μF
( + 1 2 V )
1
2
1 0 k Ω
1 0 0 k Ω
μF0, 0 1
10 μF
R
2R
1
1 5 0 k Ω
1 0 k Ω
3
1 0 k ΩR
(A) (B)
本章小结
（ 1）本章主要介绍脉冲波形的产生与变换电路。一种是
以多谐振荡器为代表的脉冲产生电路。这种电路不需要外
加触发脉冲信号，就能自动产生脉冲信号。另一种是以单
稳态触发器和施密特触发器为代表的脉冲变换电路。变换
电路本身不能产生脉冲信号，它所做的工作仅是变换而已。
（ 2）施密特触发器是一种双稳态电路，采用电平触发，
电路状态的维持和翻转依赖于输入端的外加电平。致使两
个稳态翻转的输入端触发电平不同，存在回差，这是施密
特触发器的固有特征 —— 滞回特性。利用这一特点可以进
行波形的变换、整形和构成多谐振荡器等。
（ 3）单稳态触发器有一个稳态和一个暂稳态，在外加
触发信号作用下可以由稳态翻转为暂稳态，经过一段时
间后，触发器自动从暂稳态翻转回稳态，从而输出具有
一定脉冲宽度的矩形波，脉宽 tW取决于定时元件 C和 R。
利用单稳态触发器的这种特性，可以用作自动控制的定
时和延时电路。
（ 4）多谐振荡器是一种能自动反复输出矩形脉冲的自
激振荡电路。用集成门电路和电阻 R、电容 C以及石英
晶体可以组成环形多谐振荡器和频率稳定的石英晶体多
谐振荡器。
（ 5） 555定时器是一种应用广泛的集成电路，除了组成
各种脉冲波形的产生和变换电路之外，还可以构成各种
控制与测量电路。
20.4 集成 555定时器
20.1 施密特触发器
20.2 单稳态触发器
20.3 多谐振荡器
20.1 施密特触发器
施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种电
路，它在性能上有两个重要特点：
第一，输入信号从低电平上升的过程中，电路输出状态
转换时对应的输入电平，与输入信号从高电平下降过程
中对应的输入转换电平不同；
第二，在电路状态转换时，通过电路内部的正反馈使输
出电压波形的边沿变得很陡。
利用这两个特点，不仅能将边沿变化缓慢的信号波形整
形为边沿陡峭的矩形波，而且可以将叠加在矩形脉冲高、
低电平的噪声有效地清除。
20.1.1 用 CMOS门电路组成的施密特触发器
用 CMOS反相器构成的施密特触发器
1.当 uI=0时，门 G1截止，输出高电平,G2导通，输出低电
平,G1,G2接成正反馈，电路进入第一稳态,uO=UOL≈0；
2.当 uI逐渐升高时，也逐渐上升，但只要其小于 CMOS门
电路的阈值电压 UTH，电路就保持在第一稳态，当上升到等
于 UTH时，由于 G1进入电压传输特性的转折区（放大区），
所以的增加将引发如下的正反馈过程：
在此正反馈的作用下，门电路的
状态发生翻转,G1导通，输出
低电平； G2截止，输出高电平，
电路进入第二稳态，只要满足大
于 CMOS门电路的阈值电压的条
件，电路就保持在第二稳态，
uO=UOH=VDD。
当 uI从高电平逐渐下降，并使 =UTH时，在电路中会引发又一
次正反馈过程：
在此正反馈的作用下，电路重新进入 G1截止,G2导通的
状态，电路输出为低电平，再次翻转到第一稳态，
uO=UOL=0。
电路由第一稳态转到第二稳态时的输入触发信号称为正
向阈值电平，用 UT＋
TH
2
1
T 1 UR
R
U ??
?
?
??
?
?
???
电路由第二稳态翻转到第一稳态时的输入触发信号称为负
向阈值电压，用 UT?表示。根据电路可以得到
TH
2
1
T 1 UR
RU
???
?
???
?
???
将 UT+与 UT?之差定义为回差电压 ?UT，
?UT=UT+?UT?
TH
2
12 U
R
R??UT=UT+?UT?
施密特触发器的电压传输特性
1 74LS132功能表
20.1.2 集成施密特触发器
带与非功能的 TTL集成施密特触发器 74LS132
20.1.3 施密特触发器的应用
1,用于波形变换
将输入信号的正弦波, 转换成为符合 TTL系统要求的脉冲波形 。
正弦波振荡器
1 V
O
用施密特触发器实现波形变换
2,用作整形电路 —— 把不规则的输入信号整形成为矩形脉冲 。
输出
输入 UT+
UT-
3,用于脉冲鉴幅 —— 从一系列幅度不同的脉冲信号中,
选出那些幅度大于 UT+的输入脉冲 。
uI Ou1
I
t
u
T-
T+
U
0
U
Ou
0 t
20.2 单稳态触发器
单稳态触发器的工作特性具有如下的显著特点：
第一，它有稳态和暂稳态两个工作状态；
第二，在外界的触发脉冲作用下，能从稳态翻转到暂稳
态，在暂稳态维持一段时间以后，再自动返回稳态；
第三，暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与
触发脉冲的宽度和幅度无关。
20.2.1 用门电路组成的单稳态触发器
1,电路的组成
2,工作原理
1.正常情况下,uI无输入脉冲时,uD=0,uI2=VDD，故 uO=0,uO1=VDD，电
容 C两端电压 为 0。
2.当触发脉冲 uI加到输入端时，在 Rd和 Cd组成的微分电路
输出端得到很窄的正、负脉冲 uD。当 uD上升到 CMOS门电
路的阈值电压 UTH后，将引发如下的正反馈过程：
3,这时 uO1迅速跳变为低电平。由于电容上的电压不可
能发生突变，所以 uI2也同时跳变至低电平，并使 uO跳
变为高电平，电路进入暂稳态，这时即使 uD回到低电
平,uO的高电平仍能维持。
4.与此同时,VDD通过 R及 G1对 C充电，随着充电
过程的进行,uI2逐渐升高，当升到 uI2=UTH时，又
引发另一个正反馈过程：
5.如果这时触发脉冲已消失（ uD已回到低电平），则 uO1，
uI2迅速跳变为高电平，并使输出返回到 uO=0的初始状态。
同时，电容 C通过电阻 R和门 G2的输入保持电路向 VDD放
电，直至电容上的电压为 0，电路恢复到稳定状态。
CMOS单稳电路工作波形
输出脉冲宽度 tW等
于从电容 C充电到 uI2
上升至 UTH的这段时
间,tW由充放电时间
RC决定，与外加触发
信号 uI的宽度和幅度
无关。在典型应用时
tW≈0.69RC
输出幅度为
Um=VDD
为了保证单稳态电
路工作正常，触发脉
冲必须符合一定的要
求。
20.2.2 集成单稳态触发器
集成单稳态触发器分为两大类：可重触发和不可重触发 。
集成单稳态触发器
双可重触发单稳态触发器
DRQ
输 入 输 出
TR? TR+ Q
0 × × 0 1
× 1 × 0 1
× × 0 0 1
1 0 ↑
1 ↓ 1
↑ 0 1
74LS123功能表
74LS123正常工作的连接图
1,脉冲的整形
单稳态触发器能够把不规则的输入信号 vI,整形成为幅度
和宽度都相同的标准矩形脉冲 vO。 vO的幅度取决于单稳态电
路输出的高, 低电平, 宽度 tW决定于暂稳态时间 。
I
v
v O t W
20.2.3 单稳态触发器的应用
2,脉冲信号的延时
如图所示是利用单稳态
电路的输出 uO作为其他
电路的触发信号的例子。
由图可知,uO1的下降沿
比输入触发信号 uI的下
降沿延迟了 tW的时间。
因此利用 uO1下降沿去触
发其他电路，就比直接
用 uI的下降沿触发延迟
了 tW时间，这就是单稳
态电路的延时作用 。单稳态电路的延时作用示意图
3,脉冲信号的定时
单稳态电路的定时作用
单稳态电路能
产生一定宽度 tW
的矩形脉冲，我
们可以利用这一
脉冲去控制某电
路，使它在 tW时
间内动作（或不
动作），这就是
脉冲的定时作用
20.3 多谐振荡器
多谐振荡器是一种自激振荡器。在电路工作时，无需
外加触发信号便能自动产生矩形脉冲。因为矩形脉冲信号
中含有丰富的谐波分量，所以习惯上又把矩形波振荡器叫
做多谐振荡器。
20.3.1 用非门组成的环形振荡器
1,电路组成
由非门组成的环形多谐振荡器
2,工作原理
设初始时,uI1为低电平，则 G1关闭，输出 uO1为高电平，它一方面
使 G2开通，使 uO2为低电平，另一方面通过电容 C的耦合使 uB为高电平，
由于 RS很小，所以 uI3也为高电平，导致 G3开通，输出 uO3为低电平，使
uI1稳定在低电平，这是电路的第一个暂稳态。
随着 uO1通过 R,C和 G2对电容 C的充电，使电位 uB逐渐下降,uI3也随
之下降，当 uI3下降到 G3的关门电平时,G3关闭，输出 uO3为高电平，
致使 G1开通，输出 u1O转为低电平,G2关闭，输出 uO2为高电平，电路
又处于另一个暂稳态。随着 uO2对电容 C反向充电，使 uB逐渐上升，当
uB上升到 G3的开门电平时,G3开通,uO3变为低电平，电路又恢复到第
一暂稳态，如此周而复始，反复翻转，就形成了多谐振荡，输出矩形
脉冲。非门 G4的作用是将 uO3进行整形，同时也减小了接入负载对振荡
电路的影响。
20.3.2 石英晶体多谐振荡器
带石英晶体的环形振荡器
为了提高振荡器输出信号的频率稳定度，可采用如
图 7所示的带石英晶体的环形振荡器，其工作原理与 RC
环形多谐振荡基本相同。由于石英晶体在串联谐振时，
其阻值最小，而在其他频率时为高阻抗，所以该电路输
出的工作频率决定于石英晶体的串联谐振频率。
20.3.3 施密特触发器组成的多谐振荡器
施密特触发器组成的多谐振荡器 施密特触发器组成的多谐振荡器的工作波形
施密特触发器组成的多谐振荡器接通电源后，由于电容器上电压较低，
电路输出为高电平。然后 uO通过 R对 C充电，使 uC上升，当 uC≥UT+时，电
路的输出由高电平变为低电平。此时,C经 R放电,uC逐渐下降。当
uC≤UT?时，电路状态再次发生翻转，输出就为高电平,uO再次通过 R对 C
充电，如此反复，形成振荡，工作波形如
20.4 555定时器
20.5.1 555电路分析
CC7555定时电路
555定时器电路大致分为三部分：
1,比较电路
比较电路以比较器 C1,C2为核心，加上三个分压电阻 R构成。三
个电阻组成的分压器对 VDD分压，使 C1的,?”端电压为 VDD时,C2的
,+”端电压为 VDD。当 uI1大于 VDD时,C1输出高电平；当 uI2小于 VDD
时,C2输出高电平。
2,RS触发器
当电路复位端加低电平时，触发器置 0，当 R端置 1时，触
发器置 0；当 S端置 1时，触发器置 1。
3,放电开关及反相输出电路
V是一个由 NMOS管构成的放电开关，状态受 RS触发器输
出的控制。当 =1时,V导通；当 =0时,V截止。反
相器的作用是输出缓冲，提高电路的驱动能力 Q Q
管脚说明,
uI1端 —— 阈值输入端，用 TH表示。
uI2端 —— 触发输入端，用表示。
—— 置 0输入端。
CO端 —— 电压控制端，作用是设定 C1的,?”端,C2的
,+”端的参考电压值。一般该端口经过一个消除干扰
的电容接地。
D端 —— 放电端口，提供外接电容后的放电通路，且作
为集电极开路输出。
TR 触发输入 复位
阈值电压
TH 触发输入
复位 放电管 V 输出 OUT
× × 0 导通 0
>2/3VDD >1/3VDD 1 导通 0
<2/3VDD >1/3VDD 1 原态 不变
<2/3VDD <1/3VDD 1 关断 1
DRTR
555定时器的功能表
20.5.2 555定时器的应用
1,用 555构成单稳态触发器
555构成的单稳态触发器 单稳态电路工作波形
2,用 555构成多谐振荡器
555构成的多谐振荡器 多谐振荡器工作波形
555的应用实例
1,简易温控报警器
2
6
V
CC
R D
5 55
3
v
I2
I1
v
8 4
7
R
R
V
CC
1
2
C 1 5
0, 0 1
C
1
1 0 μ / 1 0 V
C
2
2 0 k
1 0 0 k
0, 0 1
3R2k
（ + 6 V ）
T
3 A X 3 1
μ
μ
2,双音门铃 。
1
v
I1
8
1
2R
5 55
0, 0 1
1
5
C
R
R
D
4
2
7
V
I2
6
v
CC
3k
3k
0, 1
μ
μ
R 4
4, 7 k
3
C
4 7 μ
C
D
D
1
2
2 C P
3
R
3, 9 k
CC
V
（ + 6 V ）
C
2
4 7 μ
3
8Ω
P
AN
3,触摸定时控制开关
555定时器构成单稳态触发器 。 只要用手触摸一下金属片 P,由于人体
感应电压相当于在触发
输入端 （ 管脚 2） 加入一个负
脉冲, 555输出端输出高电平,
灯泡 （ RL） 发光, 当暂稳态
时间 （ tW） 结束时, 555输出
端恢复低电平, 灯泡熄灭 。
该触摸开关可用于夜间定时
照明, 定时时间可由 RC参数
调节 。
8 4
7
6
2
1 5
3
5 5 5
+V CC
R L
R
10 0k
C
10 0μ
C 1
0,01 μ
(+ 6 V )
P
4,触摸、声控双功能延时灯
555和 T1,R3,R2,C4组成单稳定时电路, 定时 （ 即灯亮 ） 时间约为 1分钟 。
当击掌声传至压电陶瓷片时, HTD将声音信号转换成电信号, 经 T2、
T1放大, 触发 555,使 555输出高电平, 触发导通晶闸管 SCR,电灯亮；
同样, 若触摸金属片 A时, 人体感应电信号经 R4,R5加至 T1基极, 也能使
T1导通, 触发 555,达到上述效果 。
8 4
7
6
2
1 5
3
C 4
4 7 μ
C
0, 0 1 μ
55 5NE
A
~ 2 2 0 V
R 3
R
1M
2
2 0 k
S C R
M C R 1 0 0
4, 7 M
4, 7 M
R 4
R 5
R 6
R 7
1M
1 0 k
5C
0, 0 2 2 μ
T
T
1
2
9 0 1 4
9 0 1 3
H T D
C 3
2 2 0 μ
D
1 N 4 0 0 4 C 1
0, 5 6 μ / 4 0 0 V
1R
3 3 0
0, 0 1 μ
C 2
V
DD （ + 6V ）
DW
2 C W 1 3
5.间歇振荡器
μF
555
R
5
R
1 0 0 k Ω
1
555
C
10
μF
I1
6
1
1 5 0 k Ω
1 0 k Ω
μF
4
D
R
1 0 k Ω1
0, 0 1
1 0 0
V
C
CC
2
( + 1 2 V )
5
7
1 0 k Ω
I2
R
R
1
3
CC
v
2
3
2
μF
v
V
I1
C
C
O
8
4
v
2
8
v
I2
V
7
v
v
6
CC
v
0, 0 1
R
3
4
DR
(A) (B)
报警器
C
7
R D
5
V
1
CC
6
0, 0 1
2
v
4
C
555
v
8
I1
3
v
I2
C
7
CC
R
R D4
5
V
1
CC
6
R
v
2
5
v
4
C
555
O
v
8
I1
3
V
v
I2
1 0 0 μF
μF
( + 1 2 V )
1
2
1 0 k Ω
1 0 0 k Ω
μF0, 0 1
10 μF
R
2R
1
1 5 0 k Ω
1 0 k Ω
3
1 0 k ΩR
(A) (B)
本章小结
（ 1）本章主要介绍脉冲波形的产生与变换电路。一种是
以多谐振荡器为代表的脉冲产生电路。这种电路不需要外
加触发脉冲信号，就能自动产生脉冲信号。另一种是以单
稳态触发器和施密特触发器为代表的脉冲变换电路。变换
电路本身不能产生脉冲信号，它所做的工作仅是变换而已。
（ 2）施密特触发器是一种双稳态电路，采用电平触发，
电路状态的维持和翻转依赖于输入端的外加电平。致使两
个稳态翻转的输入端触发电平不同，存在回差，这是施密
特触发器的固有特征 —— 滞回特性。利用这一特点可以进
行波形的变换、整形和构成多谐振荡器等。
（ 3）单稳态触发器有一个稳态和一个暂稳态，在外加
触发信号作用下可以由稳态翻转为暂稳态，经过一段时
间后，触发器自动从暂稳态翻转回稳态，从而输出具有
一定脉冲宽度的矩形波，脉宽 tW取决于定时元件 C和 R。
利用单稳态触发器的这种特性，可以用作自动控制的定
时和延时电路。
（ 4）多谐振荡器是一种能自动反复输出矩形脉冲的自
激振荡电路。用集成门电路和电阻 R、电容 C以及石英
晶体可以组成环形多谐振荡器和频率稳定的石英晶体多
谐振荡器。
（ 5） 555定时器是一种应用广泛的集成电路，除了组成
各种脉冲波形的产生和变换电路之外，还可以构成各种
控制与测量电路。
