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本课件为项目10 555定时器及应用，从内部结构、引脚功能与功能表讲起，依次展开单稳态触发器、多谐振荡器、施密特触发器与电压频率变换电路，并以水箱水位自动控制电路收尾。
555定时器及应用项目封面
直流稳压电源项目11D/A与A/D转换电路项目10555定时器及应用电工电子技术项目教程模块4综合应用
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555定时器概述
555定时器是一种数字电路与模拟电路相结合的中规模集成电路。
该电路使用灵活、方便，广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。
目前世界上各大电子公司均生产这种产品且都以555命名。
项目10555定时器及应用
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水箱水位自动控制电路任务
水箱水位自动控制电路
水箱水位控制任务引入
水箱中的水位低于预定的水位时，自动启动水泵抽水；而当水箱中的水位达到预定的高水位时，使水泵停止抽水，始终保持水箱中有一定的水，既不会干，也不会溢，非常的实用而且方便。
555定时器内部结构与功能表
一、555定时器的内部结构和工作原理定时器功能表输出输入晶体管
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单稳态触发器
二、555定时器的典型应用1.单稳态电路数字电路中介绍的触发器具有两个稳态的输出状态Q和，且两个状态始终相反。
单稳态触发器只有一个稳态状态。
在未加触发信号之前，触发器处于稳定状态，经触发后，触发器由稳定状态翻转为暂稳状态，暂稳状态保持一段时间后，又会自动翻转回复到原来的稳定状态。
单稳态触发器一般用于延时和脉冲整形电路。
单稳态触发器工作原理
单稳态触发器的工作原理电源接通但未按开关SW时，
单稳态触发器工作过程：单稳态工作过程图示页，展示触发后电容充电与输出电平翻转的过程。
单稳态触发器的工作原理
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暂稳态时间的计算
单稳态触发器的工作原理暂稳态时间(定时时间)通过以下公式求得
单稳态电路的整形与定时
单稳态电路的应用tVIOtVOOT1)整形将输入信号VI加到一个下降沿触发的单稳态触发器就可得到相应的定宽、定幅且边沿陡峭的矩形波，这就起到了对输入信号整形的作用。
由于单稳态触发器一经触发，其输出电平高低就不再与输入信号电平高低有关，暂稳态时间T也是可控的。
2)定时由于单稳态发器能产生一个定宽的矩形输出脉冲，因此利用它可起到定时控制作用。
多谐振荡器
2.多谐振荡器多谐振荡器一旦振荡开始，电路没有稳态，只有两个暂稳态，做交替变化，输出矩形波脉冲信号，因此又被称作无稳态电路。
多谐振荡器是能产生矩形脉冲波的自激振荡器。
由于波形中除基波外，包括许多高次谐波，因此被称作多谐振荡器。
多谐振荡器上电状态：多谐振荡器原理讲解页，说明电源刚接通时电容与比较器所处的电路状态。
多谐振荡器工作原理电源刚刚接通时的电路状态
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多谐振荡器的翻转过程
多谐振荡器工作原理当Ｘ点电压超过COMP1同相端的V1时，COMP1输出变为Ｌ。
不过，这种变化并不能改变触发器的状态。
随着Ｘ点电压的进一步上升，达到COMP2反相端V2时，COMP2输出变成Ｈ状态，也就是触发器的Ｒ端子变为Ｈ，输出发生翻转：Q变为Ｌ、变为Ｈ状态，OUT从H变为Ｌ。
多谐振荡器工作过程：多谐振荡器过程图示页，展示电容充放电与输出高低电平的交替变化。
多谐振荡器工作原理
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电容放电与输出翻转
当Ｘ点电压下降到COMP1的V1以下时，COMP1的输出状态变为Ｈ、触发器的Ｓ端子变为Ｈ状态。
因此，Q变为Ｈ、变为Ｌ状态。
由于变为Ｌ状态，TR变成截止、电容（C）一直进行的放电停止，电流再次通过Ra和Rb向电容Ｃ充电，电荷开始存储。
随着电容Ｃ上电荷的增加，Ｘ点电压开始上升、COMP1输出又变为Ｌ状态。
这样，随着这个动作过程重复，OUT上就出现了矩形波信号。
多谐振荡器工作原理
充电与放电时间常数
在每个周期内，电容Ｃ充电通过Ra和Rb；放电只通过Rb。
因此，充电和放电时间不同。
当Ra<<Rb时，两个时间差别不大，但区别还是有的，充放电时间完全相同一般做不到。
假如让Ra为０Ω看起来似乎可以，但那样做得话，电源ＶCC和TR直接相连，TR容易损坏。
可见Ra不能为０Ω，只要Ra比Rb小，实用上就没问题。
振荡器的频率通过以下公式求得：多谐振荡器工作原理
施密特触发器
3.施密特触发器施密特触发器是一种脉冲信号变换电路，用来实现整形和鉴波。
当
改变门槛电压与回差
用555构成的施密特触发器，可以利用外界因素来改变其门槛电压和回差电压。
只要在
施密特触发器的回差特性
施密特触发器的特点特点1u0(V)ui(V)U－U＋0u0(V)ui(V)U－U＋0电压传输具有回差特性施密特触发器利用其输入信号达到某一特定的阈值时，输出电平会发生跃变的特点，对电路中输入的电信号可以进行波形整形、幅度鉴别及波形变换等。
特点2
施密特触发器的功能：施密特功能图示页，展示施密特触发器对输入信号的波形变换作用。
施密特触发器的功能
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电压频率变换器
4.电压频率(V/F)变换器调节电位器R4，可改变电压UCO的数值，亦即改变比较器COMPl、COMP2的参考电压。
上比较器COMP2的参考电压为Uco，下比较器COMP1的参考电压为1/2Uco。
Uco越大，参考电压值越大，输出脉冲周期越大，输出频率越低；反之，Uco越小，输出频率越高。
可见，只要改变控制端电压Uco，就可改变其输出的矩形波频率，此时，555振荡器就是一个电压频率变换器(也称压控振荡器)。
水箱水位控制实施
水位逐渐升高淹及金属片
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