分享

干货|555定时器原理 3种工作状态讲解,原理款图分析,通俗易懂

 csp求知者 2023-04-12 发布于湖北

大家好,我是李工,今天来给大家简单介绍一下555定时器:

555定时振荡器也就是通常所说的555定时器。555定时器的用途非常广泛,可以生成各种类型的脉冲创建时间延迟,也可以用于脉冲宽度调制(PWM),555定时器最常见的用途是为电路产生时钟信号。

大家都普遍认为555定时器这个名字是因为有3个5KkΩ电阻,但实际上555定时器的发明者Hans Camenzind在有一次采访中说:这名字是他的一位同事随意取的。这是不是和我们以为的不一样。

下面来简单介绍一下555定时器。

一、555定时器内部框图

下面显示了555定时器的基本框图和引出线。555定时器通常采用8引脚DIP封装。555由2个比较器分压电路触发器放电三极管输出电路组成。

干货|555定时器原理+3种工作状态讲解,原理款图分析,通俗易懂

555定时器的基本框图

1、第一部分:分压电路

框图的第一部分的分压电路,分压器由3个 5k 电阻组成。由于这3个电阻具有相同的值,因此在这3个电阻之间分配相等的电压,电阻两端的电压作为比较器的参考电压。

2、第二部分:比较器

第二部分是比较器,比较器是运算放大器的一种。比较器主要是比较输入端的电压,根据反相输入或同相输入端的较高电压输出高电压或者低电压。

关于比较器电路的更多内容,欢迎阅读以下文章:

干货|比较器电路详细讲解,工作原理+灵敏度问题,带你轻松搞定

1)上面的比较器(阈值比较器)的输入是连接到非反相输入(+)的阈值引脚,2/3Ucc的参考电压连接到比较器的反相输入 (-)。另一个外部引脚“控制电压”连接到该比较器的反相输入(-),这样就可以覆盖2/3Ucc的参考电压,还可以改变输出信号的宽度。

2)对于下面的比较器(触发比较器)1/3 Ucc参考电压提供给非反相输入 (+),触发引脚连接到比较器的反相输入 (-)。

比较器的输出作为触发器的输入。SR触发器是一种存储元件,可以根据两个输入SEF和RESET或者S和R分别存储和输出逻辑“0”或者逻辑“1”。触发器的输出是 Q 和 Q BAR,其中 Q 和 Q BAR互为补集。

触发器的输出供给输出驱动电路进而提高电流水平,最后传递到IC的外部输出引脚。

二、555定时器的工作原理

1、分压器和比较器电路的第一部分

干货|555定时器原理+3种工作状态讲解,原理款图分析,通俗易懂

555定时器的第一部分

555定时器的行为由3个输入引脚控制:阈值触发器控制电压

当阈值引脚上的电压增加到 2/3 U cc参考电压以上时,在输出“A”处得到逻辑“1”。否则,输出“A”为逻辑“0”。

干货|555定时器原理+3种工作状态讲解,原理款图分析,通俗易懂

阈值和触发比较器

当触发引脚上的电压小于1/3Ucc参考电压时,在输出“B”处得到逻辑“1”。否则,得到逻辑“0”。

2、第二部分:SR触发器和输出驱动电路。

触发器有两个输入:标记位“A”的阈值比较器的输出连接到R,标记为“B”的触发器的输出连接到S。

干货|555定时器原理+3种工作状态讲解,原理款图分析,通俗易懂

SR触发器和输出驱动电路

下图为基本SR触发器的真值表。当SET或S输入为逻辑“1”时,设置触发器输出逻辑“1”,当RESET引脚为逻辑“1”时,触发器输出逻辑“1”。当S和均为逻辑“0”时,触发器存储先前的值或充当存储元件。当两者均为逻辑“1”时,进入触发器的无效操作状态

干货|555定时器原理+3种工作状态讲解,原理款图分析,通俗易懂

SR触发器的真值表

下面对只有一个输入是逻辑“1”而另一个是逻辑“0”的情况进行分析。下图表示比较器A和B的输出如何影响触发器的输出。但是这里有一个点需要注意,从QBAR不是 Q获取触发器的输出。

干货|555定时器原理+3种工作状态讲解,原理款图分析,通俗易懂

触发器

触发器的输出取决于输入。

该触发器的输出被传递到输出驱动电路,该电路提高电流水平以驱动高达200mA的负载,这样就可以将负载直接连接到IC的输出因家贫。

这里也有一个需要注意的关键点,输出驱动电路是一个反相电路,反转 Q BAR的逻辑。

所以最后我们得到与触发器的Q输出相同的逻辑,这就是为上面触发器的输出取自 Q BAR而不是 Q 。

触发的输出连接到放电晶体管的基极,该晶体管用于“放电”任何外部连接的电容。

三、555定时器的工作模式

55定时器有3种工作模式:单稳态双稳态非稳态。电容和电阻的各种组合连接到555定时器的输入引脚,这样就可以在3种模式之间切换。这样的话,如果使用555定时器创建不同的应用程序,只需要重新排列外部连接的组件。

1、单稳态

单稳态也称为“一次性”模式,触发时,定时仅产生一个输出脉冲并返回到稳定状态,用途包括时间延迟生成触摸开关脉冲宽度调制等等。

干货|555定时器原理+3种工作状态讲解,原理款图分析,通俗易懂

单稳态模式原理图

2、双稳态

在这种模式下,定时器充当触发器,因为有2种稳定模式,所以可以使用定时器存储1位数据,但是这不是存储数据的首选方法。

干货|555定时器原理+3种工作状态讲解,原理款图分析,通俗易懂

双稳态模式原理图

3、不稳定

在这种模式下,555充当电子振荡器输出根据配置的周期从逻辑高电平连接切换到逻辑低电平。此模式用于脉冲生成逻辑时钟生成LED和闪光灯

干货|555定时器原理+3种工作状态讲解,原理款图分析,通俗易懂

不稳定模式原理图

定时器的不同工作模式允许广泛的应用,之后会单独介绍每个定时器的内部工作原理。

    本站是提供个人知识管理的网络存储空间,所有内容均由用户发布,不代表本站观点。请注意甄别内容中的联系方式、诱导购买等信息,谨防诈骗。如发现有害或侵权内容,请点击一键举报。
    转藏 分享 献花(0

    0条评论

    发表

    请遵守用户 评论公约

    类似文章 更多