555定时器

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555 定时器IC因其分压器网络中使用的三个 5K\Omega$ 电阻器而得名。该 IC 对于生成精确的时间延迟和振荡非常有用。本章详细介绍了 555 定时器。

引脚图和功能图

在本节中，我们首先讨论555定时器IC的引脚图，然后讨论其功能图。

引脚图

555 定时器 IC 是 8 引脚迷你双列直插式封装 (DIP)。555定时器IC的引脚图如下图所示 -

从上图中每个引脚的意义是不言自明的。该 555 定时器 IC 可以使用 +5V 至 +18V 的直流电源运行。它主要用于生成非正弦波形，如方波、锯齿波、脉冲等

功能图

显示 555 定时器内部细节的图形表示称为功能图。

555定时器IC的功能图如下图所示：

观察555定时器的功能图，包含一个分压网络、两个比较器、一个SR触发器、两个晶体管和一个反相器。本节详细讨论每个块或组件的用途 -

分压网络

• 分压器网络由三个串联在电源电压 $V_{cc}$ 和地之间的 $5K\Omega$ 电阻组成。

• 如果仅存在一个 $5K\Omega$ 电阻，则该网络在点和地之间提供 $\frac{V_{cc} }{3}$ 电压。类似地，如果仅存在两个 $5K\Omega$ 电阻，它会在点和地之间提供 $\frac{2V_{cc} }{3}$ 电压。

比较器

• 555定时器IC的功能图由两个比较器组成：上比较器(UC)和下比较器(LC)。

• 回想一下，比较器比较施加到它的两个输入并产生输出。

• 如果运算放大器同相端的电压大于其反相端的电压，则比较器的输出将为$+V_{sat}$。这可以被视为数字表示中的逻辑高电平（“1”）。

• 如果运算放大器同相端的电压小于或等于其反相端的电压，则比较器的输出将为$-V_{sat}$。这可以被视为数字表示中的逻辑低（“0”）。

SR 触发器

• 回想一下，SR 触发器通过正时钟转换或负时钟转换进行操作。它有两个输入：S 和 R，以及两个输出：Q(t) 和 Q(t)'。输出 Q(t) 和 Q(t)' 彼此互补。

• 下表为SR触发器的状态表

• 这里，Q(t)和Q(t+1)分别是当前状态和下一个状态。因此，当时钟信号正（负）跳变时，SR 触发器可根据输入条件用于这三种功能之一，例如保持、复位和设置。

• 下比较器 (LC) 和上比较器 (UC) 的输出用作SR 触发器的输入，如 555 定时器 IC 的功能图所示。

晶体管和逆变器

• 555定时器IC的功能图由一个npn晶体管$Q_{1}$和一个pnp晶体管$Q_{2}$组成。如果 npn 晶体管 $Q_{1}$ 的基极到发射极电压为正且大于接通电压，则该晶体管 $Q_{1}$ 将导通。否则，它将被关闭。

• pnp 晶体管 $Q_{2}$ 用作缓冲器，以便将复位输入与 SR 触发器和 npn 晶体管 $Q_{1}$ 隔离。

• 555定时器IC功能图中使用的反相器不仅执行反相动作，而且还放大功率电平。

555 定时器 IC 可用于单声道稳定操作，以便在输出端产生脉冲。同样，它可以用于非稳态操作，以便在输出端产生方波。