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时间：2020-04-05
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1、第7章脉冲产生与变换电路7.1概述7.2555定时器7.3555定时器的基本应用电路本章小结习题返回主目录第7章脉冲产生与变换电路7.1概述在数字系统中，除了有数字信号“1”和“0”以外，一般还存在同步脉冲控制信号（CP信号），它是具有一定幅度和频率的矩形波。通常得到矩形波的方法很多，目前应用较多的是利用555定时器来实现。图7.1晶体管简易测试仪7.2555定时器7.2.1555定时器分类7.2.2555定时器的电路组成7.2.3555定时器的功能7.2.4555定时器的主要参数7.25
2、55定时器7.2.1555定时器分类555定时器又称时基电路。555定时器按照内部元件为双极型（又称TTL型）和单极型两种。双极型内部采用的是晶体管；单极型内部采用的则是场效应管。555定时器按单片电路中包括定时器的个数分为单时基定时器和双时基定时器。常用的单时基定时器有双极型定时器5G555(其管脚排列如图7.2所示)和单极型定时器CC7555。双时基定时器有双极型定时器5G556和单极型定时器CC7556。图7.35G555定时器内部电路7.2.2555定时器的电路组成5G555定时器内部电
3、路如图7.3所示,一般由分压器、比较器、触发器和开关及输出等四部分组成。1.分压器分压器由三个等值的电阻串联而成，将电源电压UDD分为三等份，作用是为比较器提供两个参考电压UR1、UR2，若控制端S悬空或通过电容接地，则:若控制端S外加控制电压US则:UR1=US2.比较器比较器是由两个结构相同的集成运放A1、A2构成。A1用来比较参考电压UR1和高电平触发端电压UTH:当UTH>UR1，集成运放A1输出Uo1=0;当UTH4、发端电压:当＞UR2，集成运放A2输出Uo2=1;当＜UR2，集成运放A2输出Uo2=0。3.基本RS触发器当RS=01时，Q=0，=1;当RS=10时，Q=1，=0。4.开关及输出放电开关由一个晶体三极管组成，其基极受基本RS触发器输出端控制。当=1时，三极管导通，放电端D通过导通的三极管为外电路提供放电的通路；当=0，三极管截止，放电通路被截断。表7.15G555定时器功能表7.2.3555定时器的功能以单时基双极型国产5G555定时器为例，其功能如表7.1所示。RUUTHOUT5、放电路D0××0与地导通1>>0与地导通1<>保持原状态不变保持原状态不变1<<1与地断开表7.25G555和CC7555的主要参数7.2.4555定时器的主要参数5G555(单时基双极型定时器）和CC7555（单时基CMOS型定时器）的主要参数对比如表7.2所示。参数单位CMOS型CC7555TTL型5G555电源电压UDDV3~184.5~16静态电源电流IDDmA0·1210定时精度%21高电平触发断电压UTHV高电平触发端电流ITHuA0·000050·1低电平触发端电压V续表（2）参数单位CMOS6、型CC7555TTL型5G555复位端复位电压V11复位端复位电流uA0·1400放电端放电电流mA10~50200输出端驱动电流mA1~20200最高工作频率kHz500500从表7.2可见：(1)二者的工作电源电压范围不同。(2)双极型定时器输入输出电流较大，驱动能力强，可直接驱动负载，适宜于有稳定电源的场合使用。(3)单极型定时器输入阻抗高，工作电流小，功耗低且精度高，多用于需要节省功耗的领域。【思考题】1.555定时器主要由哪几部分组成？每部分各起什么作用？2.双极型定时器与CMOS型定时7、器有什么异同？7.3555定时器的基本应用电路7.3.1施密特触发器7.3.2单稳态触发器7.3.3多谐振荡器7.3555定时器的基本应用电路7.3.1施密特触发器施密特触发器是一种脉冲号变换电路，用来实现整形和鉴波。它可以将符合特定条件的输入信号变为对应的矩形波，这个特定条件是：输入信号的最大幅度Umax要大于施密特触发器中555定时器的参考电压UR1。当定时器控制端S悬空或通过电容接地时，UR1=；当定时器控制端S外接控制电压US时，则UR1=US。1.电路结构由555定时器构成的施密特8、触发器如图7.4所示,定时器外接直流电源和地;高电平触发端TH和低电平触发端TR直接连接，作为信号输入端；外部复位端接直流电源UDD（即接高电平），控制端S通过滤波电容接地。图7.4施密特触发器图7.5施密特触发器输入输出波形2.工作原理设输入信号ui为最常见的正弦波，正弦波幅度大于555定时器的参考电压UR1=（控制端S通过滤波电容接地），电路输入输出波形如图7.5所示。输入信号Ui从零时刻起
4、发端电压:当＞UR2，集成运放A2输出Uo2=1;当＜UR2，集成运放A2输出Uo2=0。3.基本RS触发器当RS=01时，Q=0，=1;当RS=10时，Q=1，=0。4.开关及输出放电开关由一个晶体三极管组成，其基极受基本RS触发器输出端控制。当=1时，三极管导通，放电端D通过导通的三极管为外电路提供放电的通路；当=0，三极管截止，放电通路被截断。表7.15G555定时器功能表7.2.3555定时器的功能以单时基双极型国产5G555定时器为例，其功能如表7.1所示。RUUTHOUT
5、放电路D0××0与地导通1>>0与地导通1<>保持原状态不变保持原状态不变1<<1与地断开表7.25G555和CC7555的主要参数7.2.4555定时器的主要参数5G555(单时基双极型定时器）和CC7555（单时基CMOS型定时器）的主要参数对比如表7.2所示。参数单位CMOS型CC7555TTL型5G555电源电压UDDV3~184.5~16静态电源电流IDDmA0·1210定时精度%21高电平触发断电压UTHV高电平触发端电流ITHuA0·000050·1低电平触发端电压V续表（2）参数单位CMOS
6、型CC7555TTL型5G555复位端复位电压V11复位端复位电流uA0·1400放电端放电电流mA10~50200输出端驱动电流mA1~20200最高工作频率kHz500500从表7.2可见：(1)二者的工作电源电压范围不同。(2)双极型定时器输入输出电流较大，驱动能力强，可直接驱动负载，适宜于有稳定电源的场合使用。(3)单极型定时器输入阻抗高，工作电流小，功耗低且精度高，多用于需要节省功耗的领域。【思考题】1.555定时器主要由哪几部分组成？每部分各起什么作用？2.双极型定时器与CMOS型定时
7、器有什么异同？7.3555定时器的基本应用电路7.3.1施密特触发器7.3.2单稳态触发器7.3.3多谐振荡器7.3555定时器的基本应用电路7.3.1施密特触发器施密特触发器是一种脉冲号变换电路，用来实现整形和鉴波。它可以将符合特定条件的输入信号变为对应的矩形波，这个特定条件是：输入信号的最大幅度Umax要大于施密特触发器中555定时器的参考电压UR1。当定时器控制端S悬空或通过电容接地时，UR1=；当定时器控制端S外接控制电压US时，则UR1=US。1.电路结构由555定时器构成的施密特
8、触发器如图7.4所示,定时器外接直流电源和地;高电平触发端TH和低电平触发端TR直接连接，作为信号输入端；外部复位端接直流电源UDD（即接高电平），控制端S通过滤波电容接地。图7.4施密特触发器图7.5施密特触发器输入输出波形2.工作原理设输入信号ui为最常见的正弦波，正弦波幅度大于555定时器的参考电压UR1=（控制端S通过滤波电容接地），电路输入输出波形如图7.5所示。输入信号Ui从零时刻起
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