定时器555电路工作原理

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 楼主 | 2018-4-16 10:15 | 显示全部楼层 |阅读模式
   集成定时器555电路是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路,输入信号自引脚6和引脚2输入,输出信号至引脚3输出。引脚4是复位端,当其为0,555输出低电平,平时4端开路或接Vcc。引脚5是控制电压端,当其外接一个输入电压,即改变了比较器的参考电平,从而实现对输出的另一种控制,在不接外加电压时,通常接一滤波电容,以消除外界来的干扰,并确保参考电平的稳定。当芯片内部三极管导通时,将给接于引脚7的电容提供低阻放电通路。
  整个电路分为三个部分:
  第一部分:555定时器构成多谐振荡器。5端口连接10nf电容,起滤波作用。将端口6和端口2连在一起,作为输入信号Vi的输入端。在电路接通电源时,由于电容C1还未充电,所以Vc(即6端口和2端口)为低电平,电路输出(即3端口)为高电平。555芯片内部的三极管截止,Vcc通过电阻(R1+R2)对电容C1充电,电路进入暂稳态。
在暂稳态期间,随着电容C1的充电,Vc电位不断升高,当时,电路输出(即3端口)反转为低电平,电路发生一次自动翻转。
与此同时,555芯片内部的三极管导通,电容C1放电,电路进入另一暂稳态。在这一暂稳态期间,随着电容C1的放电,使Vc电位逐步下降。当Vc下降至时,使电路输出(即3端口)翻转为高电平,电路又一次自动发生翻转。此后,重复上述电容C1的充电过程,如此反复,形成多谐振荡。其工作波形如图一所示。



  由上述分析,在电容充电时,暂稳态的持续时间为
tw1=0.7(R1+R2)C1
  在电容放电时,暂稳态持续时间为
tw2=0.7R2C1
  因此,电路输出矩形脉冲的周期为
T= tw1+ tw2=0.7((R1+2R2)C1
  振荡频率为
f = 1.44 / [( R1 +2 R2) C1]
  第二部分:555定时器构成单稳态触发器。4端口接高电平Vcc。以2端口做输入触发端,Vi的下降沿触发,将芯片内部三极管的集电极输出7端通过换量程的电阻接Vcc,构成反相器。反相器输出端7接待测电容Cx到地,同时7端口和6端口连接在一起。这样,构成积分型单稳态触发器,其工作波形如图2所示。




  开始,输入信号Vi=Vcc,所以输出高电平。电源Vcc通过调量程的电阻对待测电容充电,使6端口电位上升。当其充电至大于时,输出Vo为低电平。同时,待测电容Cx放电,最后放电至0,这是稳定状态。
当Vi输入信号下降沿到达时,Vi=0,使输出为高电平。电路受触发发生一次翻转。
与此同时,电路进入暂稳态。由于Cx的充电,使6端口电位逐渐上升。当其大于时,电路输出为低电平,又自动发生一次翻转,暂稳态结束。同时,待测电容很快放电至0,电路恢复到稳定状态。
由上分析可见,暂稳态的持续时间主要取决于外接调量程电阻和待测电容,不难求出输出脉冲的宽度tw为

所以tw越宽,输出的平均电流值越大,反之,则小。
第三部分:由LM324AN中的放大器组成积分器,将单稳态触发器输出的脉冲信号输入到积分器中,输出电压值与脉冲电压的关系为

通过积分,输出的电压为一稳定值,选择适当的电阻值,可以使待测电容值的大小直接从数字电压表的直流档读出来。

| 2018-5-2 13:24 | 显示全部楼层

评论

柳横坡 2018-6-30 14:29 回复TA
图片好像都上传不了呢 
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