由555定时器组成的单稳态触发器详解

　    单稳态触发器是什么？

    　单稳态触发器在数字电路中一般用于定时（产生一定宽度的矩形波），整形（把不规则的波形变为幅度和宽度都相等的脉冲）及延时（将输入信号延迟一定时间后输出）等。

　　1.555集成定时器

　　常用的555定时器有TTL定时器5G555和CMOS定时器CC7555等。

　　555集成定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成电路，其电路如下图所示。

　　

　　555定时器含有两个电压比较器C1和C2，一个由“与非“门组成的基本RS触发器，一个放电晶体管T以及由三个5KΩ的电阻组成的分压器。比较器C1的参考电压为，加在同相输入端；C2的参考电压为，加在反相输入端。两者均由分压器上取得。

　　各外引线端的功能是：

　　2为低电平出发端，由此输入触发脉冲。当2端的输入电压高于1/3UCC时，C2的输出为“1“；当输入电压低于1/3UCC时，C2的输出为”0“，使基本RS触发器置”1“。

　　6为高电平触发端，由此输入触发脉冲。当输入电压低于2/3UCC时，C1的输出为“1“；当输入电压高于2/3UCC时，C1的输出为”0“，使触发器置”0“。

　　4为复位端，由此输入负脉冲（或使其电压低于0.7伏）而使触发器直接复位（置“0“）。

　　5为电压控制端，在此端可外加一电压以改变比较器的参考电压。不用时，经0.0.1uF的电容接“地“，以防止干扰的引入。

　　7为放电端，当触发器的Q端为“1“时，放电晶体管T导通，外接电容元件通过T放电。

　　3为输出端，输出电流可达200mA，因此可直接驱动继电器，发光二极管，扬声器，指示灯灯。输出高电压约低于电源电压UCC1－3V。

　　8为电源端，可在5－18V范围内使用。

　　1为接地端

　　2.由555定时器组成的单稳态触发器

　　下图是由555定时器组成的单稳态触发器。R和C是外接元件，触发脉冲由2端输入。

　　工作原理：当触发脉冲尚未输入时，u1为“1”，其值大于

　　1/3Ucc，故比较器C2的输出为“1”。在稳定状态时触发器状态：

　　若Q=0， Q＝1，则晶体管T饱和导通，uc=UCE（sat）其值远低于2/3Ucc，故比较器C1的输出也为“1”，触发器的状态保持不变。

　　若Q=1， Q＝0，则晶体管截止，Ucc通过R对电容C充电，当uc上升略高于2/3Ucc时，比较器C1的输出为“0”，将触发器置“0”，翻转为Q=0， Q＝1。

　　可见，在稳定状态时Q=0，即输出电压u0为“0”。

　　在t1时刻，输入触发伏脉冲，其幅度低于1/3Ucc，故C2的输出为“0”，将触发器置“1”，u0由“0”变为“1”，电路进入暂稳状态。这时因Q＝0，晶体管截止，电源对电容C充电。虽然在t2时刻触发脉冲已消失，C2的输出变为“1”，但充电继续进行，直到uc上升略高于2/3Ucc时（在t3时刻），C1的输出为“0”，从而使触发器自动翻转到Q=0， Q＝1的稳定状态。此后电容C迅速放电。

　　输出的是矩形脉冲，其宽度（暂稳状态持续时间）

　　tp=RCln3=1.1RC

　　结论：

　　1） 改变RC值，可改变脉冲宽度，从而可以进行定时控制。

　　2） 输入脉冲的波形往往是不规则的，边沿不陡，幅度不齐，不能直接输入到数字装置，需要单稳态触发器或另外某种触发器整形。