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9.5.2集成定时器在线视频

下一节:9.5集成定时器

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9.5.2集成定时器课程教案、知识点、字幕

555定时器应用非常灵活

它的应用电路有很多

这一节我们给大家介绍两个典型的应用电路

单稳态触发器和无稳态触发器

所谓单稳态触发器是指

电路的输出只有一个稳定状态

简称稳态

这个稳态可以是0也可以是1

另一个状态就是暂稳态

简称暂态

单稳态触发器具有这样的特点

在外来触发信号的作用下

能够由稳态

例如0态

翻转成另一暂态

例如1态

在暂态维持一定时间后又会自动返回到稳态

这是一个由555定时器构成的单稳态触发器

2号脚是触发信号输入端

该电路采用负脉冲触发

3号脚是输出端uO

6号脚和7号脚接在一起

对地之间外接一只电容

对电源UDD之间外接一只电阻

5号脚不用时经0.01微法的电容接地

4号脚不用时接电源

首先分析电路的稳态

在2号脚的触发脉冲到来之前

电路处于稳态

此时2号脚的电压U2等于高电平

也即U2大于三分之一UDD

那么稳态时输出端uO是什么电平呢

我们可以先假设uO是低电平0

那么内部的MOS管就导通

7号脚就通过内部导通的MOS管接地

也即电容上的电压uc等于0伏

因为6号脚与7号脚是接在一起的

所以U6也就等于0伏

当然是小于三分之二UDD的

此时U2大于三分之一UDD

U6小于三分之二UDD

这叫做高的不高 低的不低

这时电路保持原状态

也就是维持了当前的稳态

可见我们的假设是成立的

也就是说稳态时U2大于三分之一UDD

U6小于三分之二UDD

uO是低电平0

MOS管导通

下面我们来分析电路的暂态

当2号脚的负脉冲下降沿到来时

U2下跳为低电平

小于三分之一UDD

此时U6 U2的组合是全低出高

MOS管截止

那么输出端uO就跳变为高电平

电路进入了暂态

与此同时MOS管变为截止

7号脚就与地断开

这种情况下

电源UDD就经过电阻R对电容C开始充电

6号脚的电压U6就等于电容两端的电压uC

随着充电的进行

U6从原先的0伏开始升高

注意到

此时2号脚的短暂的负脉冲已经结束

U2已经又回到了高电平

U2又大于了三分之一UDD

所以这时U6 U2的组合

是高的不高 低的不低

电路保持原状态

也就是维持现在的暂态

暂态时uO输出高电平

电源对电容充电

U6的电压慢慢升高

当U6的电压不断升高

直到大于等于三分之二UDD时

U6 U2的组合就变成了全高出低

此时输出端uO重新回到稳态时的低电平

MOS管又重新导通

电容上的电压uC

也就是U6

就通过这个导通的MOS管对地放电

由于MOS管导通内阻很小

放电很迅速

很快U6就回到起初的0伏

整个电路回到了稳态

根据这个分析过程

可以画出输入的触发脉冲uI

也就是UR

电容上的电压uC

也就是U6

以及输出电压uO之间的波形图

图中在0到t1这段时间

触发负脉冲没有到来

电路处于稳态

uI是高电平 uC是低电平 uO是低电平

在t1到t2这段时间触发负脉冲到来

电路进入暂态

uO输出高电平

电容开始充电

uC随着充电而不断升高

在t3时刻uC已经升高到了三分之二UDD

此时全高出低

输出电压uO

重新回到低电平

同时电容开始迅速放电

uC很快回到低电平

整个电路恢复到稳态

从这张波形图上我们注意到

电路在暂态持续的时间tW

是由电容C上的电压uC

从0伏充电到三分之二UDD

所历经的时间决定的

这个持续时间tW

可以用大家学习过的电路分析的方法

推算得到

这里的τ就是充电支路的时间常数RC

单稳态触发器用途很多

经常用于定时控制

下面给大家看一个

简单的单稳态电路的应用实例

这是一个洗相曝光定时电路

该电路主要由两部分构成

前面部分是由555定时器构成的

单稳态触发器

后面部分是由继电器构成的开关控制电路

继电器的动合和动断两个触点

分别控制曝光用的白灯和红灯

图中二极管D1起隔离作用

D2起防止继电器线圈断电时

产生过高的电动势

而损坏555定时器的作用

我们先看前面这个单稳态触发电路

2号脚的输入电压uI

由电阻R2和开关SB的串联分压电路提供

当SB没有按下时uI为高电平

当SB按下并快速松开后

uI就输入一个持续时间很短的负脉冲

这就是引发电路进入暂态的负脉冲

由单稳态触发器的工作原理可知

当SB没有按下时uI为高电平

输出uO等于0

这时继电器线圈KA不通电

那么动合触点就断开

白灯熄灭

而动断触点则闭合

红灯点亮

按下SB后立即放开

2号脚的uI输入一个时间很短的负脉冲

3号脚uO就输出一个暂态的矩形脉冲

uO暂态的高电平使得线圈KA通电

这时的动断触点断开

红灯熄灭

而动合触点闭合

白灯点亮

开始曝光

当输出的矩形脉冲结束后线圈KA又断电

则白灯熄灭 红灯点亮

这时曝光结束

该电路的曝光的时间

也就是白灯点亮的时间

可以通过改变RC来调节

555定时器另一个典型应用

是构成无稳态触发器

无稳态触发器又称多谐振荡器

是一种产生方波或者说矩形波的电路

由于方波包含有很多谐波成分

所以产生方波的电路也叫做多谐振荡器

由于方波是在高电平和低电平之间

不停地跳变

它没有稳定状态

所以又把多谐振荡器称为无稳态触发器

集成定时器组成的多谐振荡器电路

如图所示

R1和R2以及C是外接元件

555定时器的两个输入端

2号引脚和6号引脚

都接到R2与C之间

该电路不需外来的触发信号

接通电源后

输出端就可以产生周而复始的方波

下面我们简单分析一下电路的工作原理

电路中2脚 6脚都与电容相接

那么U6就等于U2

也就等于uC

接下来我们通过画出uC和uO的波形

来分析电路的工作原理

假设电路通电的起始时刻uC等于0

那么U6 U2的组合就是全低出高

MOS管截止

这时uO输出高电平

同时电源通过电阻R1 R2对电容C充电

uC的电位随之升高

当uC升高到大于等于三分之二UDD时

输入端U6 U2的组合就是全高出低

MOS管导通

这时输出电压uO就跳变为低电平

同时由于MOS管导通

电容上充得的电压uC就经过电阻R2

再经过7号脚里面导通的MOS管对地放电

随着放电进行uC又开始逐渐下降

当下降到小于等于三分之一UDD时

输入端U6 U2的组合就又重复全低出高

MOS管截止

这时输出端再次跳变为高电平

电源又再一次经过R1 R2对电容C充电

那么随后的情况就是重复前面的过程

这样输出电压就不断地

在高电平和低电平之间跳变

输出周期重复的方波信号

在输出电压的波形中

第一个暂稳态是高电平持续时间tW1

它是由电容上的电压uC

从0伏充电到三分之二UDD决定的

也就是tW1等于τ1乘以ln2

τ1就是充电时间常数

R1加R2乘以C

第二个暂稳态低电平持续时间tW2

它是由电压uC从三分之一UDD

放电到0伏决定的

也就是tW2等于τ2乘以ln2

τ2就是放电时间常数R2乘以C

振荡周期T是这两个暂态时间总和

等于tW1加tW2

振荡周期T的倒数就是振荡频率f

通过改变R1 R2 C中的任一个参数

就可以改变振荡频率

我们把高电平的持续时间tW1

与周期T之比称为占空比

用kPDR表示

可见

改变R1和R2的大小

尤其是改变R2的大小

即可以改变占空比

下面我们一起来看一个

多谐振荡器的应用电路

这是一个简易的电子琴电路

电路的核心部分是555定时器构成的

多谐振荡器

其中电阻R1和电容C是固定值

而电阻R2却有8个不同的阻值

分别由S1到S8这8个不同的琴键开关控制

当不同的琴键按下时

就接入了不同阻值的R2

电路就振荡出不同频率的方波信号

扬声器就发出了哆 来 米 发 索 拉 西 哆

这八种音调

好 555定时器的基本应用电路

就介绍到这里

电路与电子技术课程列表:

1.认识直流电路

-电路的作用和组成

--1.1电路的作用与组成

--1.1电路的作用组成.

-电路的基本物理量

--1.2 电路的基本物理量

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-电路的状态

--1.3电路的状态

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-电路中的参考方向

--1.4 电路的参考方向

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-理想电路元件

--1.5 理想元件

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-第一周自测题

2.直流电路分析方法

-1.6基尔霍夫定律

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-1.7支路电流法

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-1.8叠加定理

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-1.9等效电源定理

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--1.9 等效电源定理

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-第2周自测

3.电路的瞬态分析

-2.1 瞬态分析的基本概念

--2.1瞬态分析的概念

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-2.2储能元件

--2.2储能元件

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-2.3换路定律

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-2.4RC电路的瞬态分析

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--2.4 RC 电路的瞬态分析

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-2.5 RL电路的瞬态分析

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-2.6一阶电路瞬态分析的三要素法

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-第3周自测

4.认识交流电路

-3.1正弦交流电路的基本概念

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-3.2正弦交流电的相量表示法

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--3.3 单一参数交流电路1

--3.3 单一参数交流电路2

--3.3 单一参数交流电路3

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5.交流电路分析

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-3.5交流电路的功率

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--3.6交流电路功率因素

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6.供电与用电

-4.1三相电源

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-4.4供电与安全用电

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7.直流稳压电源

-5.1半导体基本知识

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-5.3直流稳压电源的组成及整流电路

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-5.4滤波电路

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8.基本放大电路

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-6.3基本放大电路分析

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9.放大电路的应用

-6.4常用放大电路的类型及特点

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-6.5多级放大电路

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-6.6差分放大电路

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-6.7功率放大电路

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10.集成运算放大器

-7.1集成运算放大器

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-7.2放大电路中的负反馈

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-7.4电压比较器

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11.组合逻辑电路及其分析

-8.1集成基本门电路

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-8.3组合逻辑电路分析

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12.组合逻辑电路设计与应用

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-8.5编码器

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13.时序逻辑电路

-9.1基本双稳态触发器

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-9.2钟控双稳态触发器

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14.时序逻辑电路应用

-9.3寄存器

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-9.4计数器

--9.4 计数器

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-9.5集成定时器

--9.5.1集成定时器

--9.5.2集成定时器

--9.5集成定时器

-9.6应用举例

--9.6应用举例

--9.6 应用实例

9.5.2集成定时器笔记与讨论

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