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集成555定时器是一种多用途的单片集成电路,它将模拟电路和数字电路兼容在一起,集成在同一硅片上。只要外接几个元件,就可以构成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器等数字电路和模拟电路。
集成定时器使用灵活、方便,在脉冲信号的产生、波形的变换、定时、检测、控制、报警,甚至在家用电器等领域中都得到了广泛的应用。
集成定时器的型号很多,但其内部电路结构和外部引线的排列则完全相同。
7555定时器为例,进行简要的分析讨论。CMOS型555定时器是在双极型555基础上采用CMOS工艺制作的,为与双极型555相区分,在555前面冠以“7”,7555定时器等效电路图如图7-2-l所示。
CC7555集成定时器主要由下列三部分组成。
(1)比较器
电路中有两个比较器Cl和C2,两个比较器的结构完全相同,由差动放大器和恒流源电路构成。Uil是比较器Cl的输入端(称为阀值端,图中用TH标注);Ui2是比较器C2的输入端(称为触发端,图中用TH标注)。经3个等值的电阻R分压提供的,在控制电压输入端(图中用CO标注)悬空时, URl=/3, UR2=Ucc/3如果控制电压输入端(CO)接固定电压,则 URl=Uco, UR2=Uco/2
(2)RS触发器
由或非门G2和G4构成的RS触发器,其输出状态取决于比较器Cl和C2输出是高电平还是低电平。
(3)放电开关管和输出驱动电路
放电开关管VT是一个NMOS管,当栅极为高电平时,VT导通,放电端(图中用D标注)的外接电容便放电;当栅极为低电平时,VT截止。
输出端的反相器G2是一个互补形式的输出驱动门,用来增强电路的带负载能力,并起隔离作用。
CC7555集成定时器的工作过程如下:
当R端为有效电平时,RS触发器被复位(Q=0),经Gl门反相后,使放电管VT导通,外接电容放电,电路的输出为低电平。
当阀值输入端TH的输入电压Uil>URl(=/3)时,比较器Cl输出为高电平,使RS触发器的输出Q=0,放电管VT导通,电路的输出(图中用OTT标注)为低电平。
③当Uil<URl(=/3),而Ui2>UR2(=Ucc/3)时,比较器Cl和C2的输出均为“0”,使RS触发器的状态保持不变,放电路的输出状态也保持不变。
④当Ui1<UR1(=/3),而Ui2<UR2(=Ucc/3)时,比较器Cl输出为“0”,比较器C2输出为“l”,使RS触发器的输出Q=1,放电管VT截止,电路输出为高电平。
综合上述分析,7555集成定时器的功能如表7-2-1所示。
集成定时器的应用
单稳态触发器
图7-2-2(a)7555 构成的单稳态触发器。
当触发负脉冲Ui2为高电平时,比较器C2输出为“0”,由于此时UTH=0,所以比较器C1输出也为“0”,这样RS触发器保持原来的“0”状态,G1门输出位高电平,放电管VT导通,外接电容Cext此时不能充电,UTH=0,电路输出Uo位低电平,电路处于稳态。
/3时,比较器C2输出为“1”,使RS触发“1”,G1门输出低电平,放电管VT截止,电路输出Uo低电平跳变到高电平。
(3)当触发负脉冲Ui2跳回到高电平后,