首先我們看一下555定時器的內部電路
各端子的名字
1、接地
2、低電平觸發端端
3、輸出端
4、清零端
5、電壓控制端(壓控振盪器)
6、高電平觸發端
7、放電端
8、接電源
首先我們看一下3腳和7腳的關係,當R S觸發器的Q輸出高電平(Q非為低電平)時,3端輸出高電平,7端的三極體截止可以看作與地斷開。當Q輸出低電平(Q非為高電平)時,3端輸出低電平,而此時7端對應的三極體導通且深度飽和,7端可以看作是接地。其中左邊為兩個比較器,其作用就是那個端子的電壓高就輸出那個端子上面寫的符號的電壓(負端電壓高輸出低電平,正端電壓高輸出高電平)。
另外,由於左邊的三個分壓電阻的阻值都是5KΩ,所以便有了555定時器這個名字<為啥當初不是三個6KΩ的>
上面就是由555定時器組成的單穩態觸發器,我們可以看到6(高電平比較端)、7腳(放電端)接在了一起,8腳接上了VCC則兩個比較器的比較電壓分別為2/3 Vcc,1/3 Vcc(電阻分壓),5腳接了一個電容(這個不影響我們的分析)。整個電路2腳(低電平觸發端)為輸入3腳為輸出,我們現在來分析一下它的工作狀態:
1、 Vcc接通電路工作,Ui一直保持在高電平:
為了方便,把兩個圖放到一起,當電路工作的時候其2腳(Ui)一直輸入的是低電平,則下面的一個比較器將持續輸出低電平。此時由於電容還未充電,其兩端的電勢差為零,則6腳(高電平觸發端)輸入的是低電平,上面的觸發器輸出的也是低電平。R S觸發器輸入0 0,為保持狀態,那麼將會保持什麼狀態?我們再分兩種情況:
A、 若OUT為低電平,此時7端子接地,電流從Vcc流出經過電阻R再經過7腳流向了地,電容C被短路。
B、 若OUT為高電平,此時7端子與地斷開看作懸空,Uo輸出高電平同時電容C被充電,6、7點電位逐漸抬高,當電容C充電至2/3 Vcc的時候,上面的比較器輸出高電平,此時R S觸發器輸入1 0,R S觸發器的Q非端輸出高電平,7腳的三極體導通並且輸出變為低電平,電容C開始放電,沒放多少時間(很短),電容的電壓又落到2/3Vcc以下了,這時候上面的比較器輸出0,R S觸發器輸入0 0,為保持狀態,電容一直放電到0,這種狀態將繼續保持下去。
經過以上的分析,你可以看出來,只要給Ui高電平,經過一段時間,電路總會保持在OUT低電平,電容未充電的狀態,也就是一個穩態。
2、 下面就是這個定時器神奇的地方了,當定時器處於穩態以後,給一個短時間的低電平(不要很長),會發生什麼呢?
繼續把這個圖搬過來
當我們給2端子(Ui)給一個低電平訊號以後,下面的比較器輸出高電平,R S觸發器的輸入是0 1,Q非輸出低電平,則7腳懸空,3腳輸出低電平。電容開始充電,這時候我們恢復Ui的電平(高電平),電路工作在保持狀態(R S輸出0 0),然後電路的工作狀態就是1、B的工作狀態,電容開始充電的時候輸出高電平衝到2/3Vcc以後輸出低電平同時電容放電到0以後維持在穩態。
這樣子你每給一次短暫的低電平,定時器就輸出恆定時間的高電平,而且時間還可以自定義:
我們知道對於電容:
這樣,透過改變RC的引數,就可以自定義高電平的時間,達到自定義計時的功能,而對於555定時器組成的其他電路如多諧振盪器,施密特觸發器,壓控振盪器等,其分析與計算方法都與上無太大差別,只要一步一步的分析,多走幾遍,你就會對其原理慢慢的熟悉起來。
若有不準確的地方,還請大牛們多多指正,共同進步~~~
首先我們看一下555定時器的內部電路
各端子的名字
1、接地
2、低電平觸發端端
3、輸出端
4、清零端
5、電壓控制端(壓控振盪器)
6、高電平觸發端
7、放電端
8、接電源
首先我們看一下3腳和7腳的關係,當R S觸發器的Q輸出高電平(Q非為低電平)時,3端輸出高電平,7端的三極體截止可以看作與地斷開。當Q輸出低電平(Q非為高電平)時,3端輸出低電平,而此時7端對應的三極體導通且深度飽和,7端可以看作是接地。其中左邊為兩個比較器,其作用就是那個端子的電壓高就輸出那個端子上面寫的符號的電壓(負端電壓高輸出低電平,正端電壓高輸出高電平)。
另外,由於左邊的三個分壓電阻的阻值都是5KΩ,所以便有了555定時器這個名字<為啥當初不是三個6KΩ的>
上面就是由555定時器組成的單穩態觸發器,我們可以看到6(高電平比較端)、7腳(放電端)接在了一起,8腳接上了VCC則兩個比較器的比較電壓分別為2/3 Vcc,1/3 Vcc(電阻分壓),5腳接了一個電容(這個不影響我們的分析)。整個電路2腳(低電平觸發端)為輸入3腳為輸出,我們現在來分析一下它的工作狀態:
1、 Vcc接通電路工作,Ui一直保持在高電平:
為了方便,把兩個圖放到一起,當電路工作的時候其2腳(Ui)一直輸入的是低電平,則下面的一個比較器將持續輸出低電平。此時由於電容還未充電,其兩端的電勢差為零,則6腳(高電平觸發端)輸入的是低電平,上面的觸發器輸出的也是低電平。R S觸發器輸入0 0,為保持狀態,那麼將會保持什麼狀態?我們再分兩種情況:
A、 若OUT為低電平,此時7端子接地,電流從Vcc流出經過電阻R再經過7腳流向了地,電容C被短路。
B、 若OUT為高電平,此時7端子與地斷開看作懸空,Uo輸出高電平同時電容C被充電,6、7點電位逐漸抬高,當電容C充電至2/3 Vcc的時候,上面的比較器輸出高電平,此時R S觸發器輸入1 0,R S觸發器的Q非端輸出高電平,7腳的三極體導通並且輸出變為低電平,電容C開始放電,沒放多少時間(很短),電容的電壓又落到2/3Vcc以下了,這時候上面的比較器輸出0,R S觸發器輸入0 0,為保持狀態,電容一直放電到0,這種狀態將繼續保持下去。
經過以上的分析,你可以看出來,只要給Ui高電平,經過一段時間,電路總會保持在OUT低電平,電容未充電的狀態,也就是一個穩態。
2、 下面就是這個定時器神奇的地方了,當定時器處於穩態以後,給一個短時間的低電平(不要很長),會發生什麼呢?
繼續把這個圖搬過來
當我們給2端子(Ui)給一個低電平訊號以後,下面的比較器輸出高電平,R S觸發器的輸入是0 1,Q非輸出低電平,則7腳懸空,3腳輸出低電平。電容開始充電,這時候我們恢復Ui的電平(高電平),電路工作在保持狀態(R S輸出0 0),然後電路的工作狀態就是1、B的工作狀態,電容開始充電的時候輸出高電平衝到2/3Vcc以後輸出低電平同時電容放電到0以後維持在穩態。
這樣子你每給一次短暫的低電平,定時器就輸出恆定時間的高電平,而且時間還可以自定義:
我們知道對於電容:
這樣,透過改變RC的引數,就可以自定義高電平的時間,達到自定義計時的功能,而對於555定時器組成的其他電路如多諧振盪器,施密特觸發器,壓控振盪器等,其分析與計算方法都與上無太大差別,只要一步一步的分析,多走幾遍,你就會對其原理慢慢的熟悉起來。
若有不準確的地方,還請大牛們多多指正,共同進步~~~