用555时基电路构成单稳态触发器_555单稳态触发器电路分析图解

以三个5K欧姆分压电阻命名的555定时器是一种多功能的模数混合集成电路，可以很容易地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器，因其成本低、性能可靠而被广泛应用于各个领域。

其原理框图如下图所示：

其中，第二引脚TRIG(Trigger)为外部低电平信号触发端，第五引脚CONT(Control)为电压控制端。两个内部比较器的基准电压可以通过外部电压来改变，此引脚应与一个0.01u电容串联，以防止不使用时的干扰。第六个引脚THRES(Threshold)为高电平触发端，第七个引脚DISCH(Discharge)为放电端，与内部放电三极管的集电极相连，用于定时器期间电容放电。

555定时器最基本的功能是定时，本质上是单稳态触发器，即一旦外部信号到来，单稳态触发器就能产生一个时间可控的脉宽，这个脉宽就是我们需要的定时时间。为了更方便地描述555定时器的原理，我们先用下图所示的电路来模拟单稳态触发电路：

单稳态触发电路由负脉冲触发，所以我们将周期设为50ms，高电平宽度为49ms，即负脉冲(低电平)宽度为1ms。仿真波形如下图所示：

从波形图可以看出，每当一个负脉冲(低电平)信号(橙色)到来时，电路输出一个固定宽度的脉冲(蓝色)。该电路的输出脉宽由电阻R1和电容C1决定，约为1.1R1C1(即1.1110=11ms)。让我们放大细节，测量实际输出数据，如下图所示：

模拟输出脉宽约为11.0347ms，与理论值非常接近。为了进一步分析电路的工作原理，我们使用四通道示波器跟踪三个信号波形，如下图所示：

其波形如下图所示：

与之前的波形相同，只是增加了THR和DIS引脚(连接在一起)的波形，并且放大了一部分，如下图所示：

555芯片内部的三个5K电阻提供5V DC电源，其中2/3(约3.3V)提供给比较器CMP1的同相端，1/3(约1.6V)提供给比较器CMP2的反相端。比较器CMP1的反相端通过电容器C1接地。电路刚上电时，电容C1两端的电压不会突然变化，反相端的电压低于同相端的电压，所以比较器CMP1输出高电平h(由于RS触发器是数字逻辑，后续电路用高电平h和低电平l来区分)。对于比较器CMP2，同相端的默认电平为高(由负脉冲触发)，高于反相端电压1.6V。因此，比较器CMP2的输出也为高。

由于R=H，S=H，RS触发器处于状态保持，我们假设555定时器芯片处于复位状态，触发器输出为高电平H(或低电平，最终结果相同)。经过反相器NOT后，电路的输出为低电平L，其状态如下图所示：

另一方面，触发器输出的高电平H使晶体管Q1饱和并导通。此时，第七引脚DISCH被拉至低电平L(相当于电容C1处于放电状态)，该引脚与比较器CMP1的反相端处于同一电位，以维持比较器CMP1的输出为h。此时，电路处于稳定状态，输出为低电平电子制造站dzzzzcn。在这个孤独的夜晚，一边静静等待外界触发信号的到来，一边欣赏星空。

如果外部触发(低电平)信号没有到达，电路将保持输出在低电平L，波形如下图所示：

老天不负有心人，终于等来了期待已久的负一级触发脉冲。比较器CMP2的同相端电压低于反相端电压，输出低电平L，由于R=H，S=L，RS触发器输出低电平L，一方面通过反相器NOT输出高电平H，另一方面关断晶体管Q1。此时，DC 5V电源通过电阻R1给电容C1充电，第六个管脚的阈值电位开始上升，如下图所示。