电工电子技术(少学时)(第4版) 学习指导 (18)[4页]

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第17章 555电路及应用



一、要点和基本要求

555电路是一种模拟电路与数字电路共同构成的混合电路，可以利用其特性非常方便的制作成方波或脉冲波发生器、定时器等多种装置。与某些辅助器件配合可以制作各种各样的自动控制电路，例如温度控制器、水位控制器、报警器。所以掌握555电路的控制原理及一些常用的555控制电路是非常有必要的。 （一）要点

1.555电路的工作原理

3个5KΩ电阻与2个电压比较器和一个基本RS触发器一个三极管组成了555电路。3个电阻形成了两个分压，作为两个电压比较器的基准电压。两个电压比较器的输出控制基本RS触发器的两个输入，由这两个端的状态决定基本RS触发器的输出端是置位、保持还是复位。三极管是导通还是复位受基本RS触发器的输出状态控制。加在电压比较器两个输入端得输入信号与基准电压比较决定各电压比较器的输出状态，从而确定基本RS触发器的输出状态也就是555电路的输出状态。

2.555应用电路的设计原理

555电路配合RC电路可以设计成无稳态振荡器、滞回比较器、单稳态触发器等多种电路。实现振荡、延时等多种功能。 （二）基本要求

1．掌握555电路的工作原理

掌握555电路输入端、与输出端、放电端之间的关系，会设定翻转电压，掌握电路会在什么条件下发生变化，变化成什么状态。辅助元件电阻、电容等在电路中的作用是什么。

2．掌握555电路组成的几种常用电路

会用555电路组成振荡器、双限温度控制器、定时器、报警器、水位控制器等自动控制电路，会计算电路中各种元件的参数。

二、逐讲讲授内容提要

第38讲 17.1 555电路的工作原理，17.2 555电路的应用实例 17.1 555电路的工作原理 1．555电路的结构


由3个5KΩ、2个电压比较器、1个基本RS触发器、1个晶体管、1个非门组成。

2．电路的工作原理

555电路中的两个电压比较器，只有当UTH＞UREF1、UTR＞UREF2时，其比较器的输出uC1=0,uC2＝1，使基本R-S触发器的RD=0,SD=1，触发器置0即

Q0,Q1，经反相器后输出为低电

平。当UTH<UREF1、UTR<UREF2时，uC1=1,uC2＝0，RD=1,SD=0，基本R-S触发器置1输出为高电平。555电路只有在满足

上述条件的情况下才发生输出状态的变化，否则将保持原状态不变。由3个5KΩ电阻的分压确定了UREF1和UREF2的值，也就确定了两个变化的点。而晶体管TD在电路中主要作为开关使用，当RD=0、SD=1时晶体管基极为高电位，使其导通，当

RD=1、SD=0时晶体管基极为低电位，则截止。4脚RD端可直接对触发器复位，当

RD端为低电平时，使Q0,Q1。

17.2 555电路的应用实例

1．无稳态振荡器（用于产生脉冲信号） （1）电路基本结构见图

（2）工作原理：利用电容器的充、放电，使

UTH 和UTR的电位，在UREF1与 UREF2之间随电容器电压不断变化，从而使基本RS触发器不断翻转，在输出端产生脉冲信号。 （3）脉冲信号参数

周期：TT1T20.7(R12R2)C

高电平段：T10.7(R1R2)C 低电平段：T20.7R2C

改变电阻和电容器的参数就可以改变脉冲信号的频率和占空比。

2．施密特触发器（用于自动控制电路） （1）电路结构见图


（2）工作原理

当UTH 和UTR的电位小于UREF2时，基本RS触发器满足复位的条件输出低电平，

经反相器后输出高电平。当UTH 和UTR的电位小于UREF1又大于UREF2时，基本RS触发器状态保持不变。只有当UTH 和UTR的电位大于UREF1时，基本RS触发器满足置位条件，翻转为高电平，经反相器输出成低电平。而当UTH 和UTR的电位小于UREF1又大于UREF2时，基本RS触发器又保持不变。所以输出与输入电压之间符合施密特触发器的传输条件。

（3）电路参数

2

第一翻转点：UiHTVCC（CO端无外接电压）UiHTUCO（CO端有外接电压）

311

第二翻转点：UiLTVCC（CO端无外接电压）UiLTUCO（CO端有外接电压）

32

回差电压：UTUiHTUiLT

211

CO端无外接电压UTUiHTUiLTVCCVCCVCC

333

11

CO端有外接电压UTUiHTUiLTUCOUCOUCO

22

当CO端无外接电压时，两个翻转点和回差都是固定的，仅与电源电压有关；

当CO端有外接电压时，两个翻转点和回差由外接电压UCO确定。 3．单稳态触发器(由于整形、延迟、定时器) （1）电路结构见图 （2）电路工作原理

单稳态电路有一种稳定状态和一种暂稳定状态，在TR输入端无触发脉冲输入时，由于UTH 和UTR的电位均近似等于电源电压。所以，均大于UREF1和UREF2电位，基本RS触发器复位，输出

端为高电平，这就是稳定状态。当给TR输入端加负触发尖脉冲时，UTR的电位立即低于UREF2电位，使基本RS触发器置位，经反相器后的输出变为低电平。同时晶体管导通，使电容器储存的电荷释放，电压迅速降低，使UTH电位接近参考电位。这时虽然UTR的电位又升高到接近电源电压，但UTH电位低于UREF1的电位，所以基本RS触发器输出保持不变，电路进入暂稳定状态。随着电容器的不断充电，UTH电位逐渐升高，直到UTH电位大于UREF1的电位时基本RS触发器重新进入复位状态，电路重新进入稳定状态。 （3）电路参数

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