二,555定时器及其应用
脉冲电路,就是脉冲波形的产生、整形和变换的电路。
555定时器是一个单片模拟、数字混合集成电路。在
其外部配上少量阻容元件，就可以构成 单稳、多谐、施密
特等 脉冲电路。应用电路有上千种。
1,555定时器电路结构
由 比较器 C1,C2,基本 RS
触发器, 集电极开路输出
三极管 TD三部分组成 。
VCO:控制电压输入端
VTH:阈值输入端
VTR:触发端
V′O:放电端
VCC:电源端
VO:输出端
0 1
0& 1
?_ 1C
?_ 2C
K5
K5
K5
&
RCCV
COV
THV
TRV
OV'
OV
DT
1
7
2
6
5
48
3
1RV
2RV
R
S
Q
Q
1G
2G
3G
:置 0端R
☆ 比较器基准电压 VR1,VR2
由 VCC经三个 5K精密电阻分
压给出。
当控制电压 VCO悬空时：
CCR VV 3
2
1 ? CCR VV 3
1
2 ?
当控制电压 VCO为外加固定电压时：
COR VV ?1 COR VV
2
1
2 ?
☆ 定时器的主要功能取决于两个比较器对 RS触发器和放电
管 TD状态的控制。
& 1
?
_ 1C
?
_ 2C
K5
K5
K5
&
RCCV
COV
THV
TRV
OV'
OV
DT
1
7
2
6
5
48
3
1RV
2RV
R
S
Q
Q
1G
2G
3G
& 1
?_ 1C
?_ 2C
K5
K5
K5
&
RCCV
COV
THV
TRV
OV'
OV
DT
1
7
2
6
5
48
3
1RV
2RV
R
S
Q
Q
1G
2G
3G
一小一大是保持
触发器,TD,VO状态保持。
都小为 1放电管截止,VO=1
都大为 0放电管导通,VO=0
比较器 C2=1=S
比较器 C1=1=R
比较器 C2=0=S
比较器 C1=1=R
比较器 C2=1=S
比较器 C1=0=R
VTR>1/3VCC
当,VTH<2/3VCC
VTR<1/3VCC
当,VTH<2/3VCC
VTR>1/3VCC
当,VTH>2/3VCC
1
0 1
0
1
0
0
1
1
由以上分析列出 555定时器功能表：
/R VTH VTR R S VO TD
0 X X X X 0 导通
1 >2/3VCC >1/3VCC 0 1 0 导通
1 <2/3VCC <1/3VCC 1 0 1 截止
1 <2/3VCC >1/3VCC 1 1 保持 保持
都大为 0
都小为 1
一小一大是保持。
2,555定时器典型应用
★ 用 555定时器构成施密特触发器
施密特触发器是脉冲波形变换中经常使用的一种电路。它有两个重要特点：
① 输入信号从低电平上升时的转换电平和从高电位下降时的转换电平不同。
② 在电路状态转换时，通过内部正反馈使输出电压波形的边沿变得很陡峭。
利用这两个特点，可以将变化缓慢的信号波形整形为边沿陡峭的矩形
波，而且还可以有效消除叠加在矩形脉冲上的噪声信号。
第五脚通过 103电容接地，起
滤波作用。
正常工作时 /R（ 4）接高电平。
阈值端 VTH(6)和触发端 VTR(2)
连在一起接输入 VI。
☆ 电路组成：
0.01μ f
VO
VCC
VI 4 8
3
512
6
7555
☆ 工作原理：
利用 555定时器功能表可以快速画出施密特触发器输出波形。
VI
VO
2/3VCC
1/3VCC
都小为 1 一小一大是保持 。 都大为 0
上升转换电平 VT+ = 2/3VCC
下降转换电平 VT－ = 1/3VCC VT+
VT－回差电压 ?V
T = VT+ - VT- = 1/3VCC
如果参考电压由外加电压
VCO给出,
VT+ = VCO
VT－ = 1/2VCO
?VT = VT+ - VT- = 1/2VCO改变 VCO就可以改变 ?VT
0
0
t
t
0
OV
t
应用举例：
用 555定时器构成施密特触发器用作温度控制电路。
COV
COV2/1
IV
0 t
VT+
VT－
先设定控温范围：
VI:被测温度的电压信号
（热电偶，传感器）
运行前，先调整第五脚 VCO电压的
大小，使施密特触发器上升转换
电平 VT+ 和下降转换电平 VT－ 与
所控制的温度上、下限相对应。
当,VI < VCO,VO=1,T导，加热,VI↑
当,VI > VCO,VO=0,T止，保温,VI↓
当,VI ≤1/2 VCO,VO=1,T导，加热,VI↑
改变 VCO就可以改变 温度的上、下限。
4 8
35126555
J
M
～ 220V
COV
IV
CCV
R
T
★ 用 555定时器构成单稳态触发器
单稳态触发器触发器特点：
1、有稳态和暂稳态两个不同工作状态。
2、在外触发脉冲的作用下，能从稳态翻转到暂稳态，在
暂稳态维持一段时间后，再自动返回稳态。
3、暂稳态维持时间的长短取决于电路本身的参数，与触
发脉冲无关。
⑴ 单稳态触发器电路组成
单稳态触发器触发器用途：
★ 延时：将输入信号延时 TW后再输出。
★ 定时：产生一定宽度的方波。
R,C 定时元件 VI输入触发窄脉冲
阈值端 VTH(6)与放电端 V′O(7)接在一起。
控制端 VCO（ 5）通过 103电容到地，起滤波作用。
4 8
3
512
6
7555
R
C
VCC
IV O
V
0.01μ f
5K
5K
5K
VR1
4 8
5
6
2
7
1
3
R
S
R
+-C2
G1
G2
TD
G3
VCC
VO
VTR
VTH
& 1
+-C1
VR2
& Q
Q
VCO
OV'
CCV3/2
IV
0 t
CV
0 t
OV
0 t
CCV3/1
⑵ 工作原理
★ 静止期 VI = VTR = 1
假设电容 C上的电压已充至稳
态，即 VC=VTH=1
都大为 0,TD导通, VC→TD→地放电，
VC≈0
★ 工作期 （外触发脉冲 ↓ 到来） VTH=VC=0
都小为 1,TD截止, VCC→R→C充电。
VC充电三要素：
VC(0+)=0
VC(∞ )=VCC
τ = RC
由于 C1,C2两个比较器的存在 VC不可能
充至 VCC。
当,1/3VCC< VC<2/3VCC时,一小一
大是保持 。 VO仍保持高电平。
当,VC≥ 2/3VCC时, VI早已跳为高电
平 。 都大为 0,TD导通, 电容放电, 工作
期结束 。
R
C
CCV
R
C
5K
5K
5K
VR1
4 8
5
6
2
7
1
3
R
S
R
+-C2
G1
G2
TD
G3
VCC
VO
VTR
VTH
& 1
+-C1
VR2
& Q
Q
VCO
OV'
CCV3/2
IV
0 t
CV
0 t
OV
0 t
CCV3/1
? ? ? ?? ? ? ?
WCC
CCw TVV VVRCt ?? ??? ?0ln
由以上分析可以求出暂稳态持续时间 TW
RC
VV
VRC
CCCC
CC 1.1
3
2
0ln ?
?
??
显然，改变 R,C值可以改变暂态宽度。
★ 恢复期,
当,TD导通后，电容 C上的电压 VC通过
TD放电至 0，电路恢复到稳定状态，等
待下一个外触发脉冲到来。
VC放电三要素：
VC(0+)=2/3VCC
VC(∞ )=0
τ = rd C
电路恢复时间,t re=(3~5） r d C
所以恢复时间很短。
通常 R=几百 ~几 MΩ C=几十 P~几百 μ f
TW=几 μ s ~ 几十分钟
WT