555定时器的功能图表示法及其应用
图 ! "#$$$ 的电路结构图
收稿日期：!""! # "$ # "%
作者简介：赵从毅（$&’’ # ）( 男，江苏南京市人，安徽工业大学电气信息学院副教授。
)*+, $& -*, ! 安 徽 工 业 大 学 学 报 第 $& 卷 第 ! 期
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文章编号：$""" # !$@"A!""!B"! # "$!% # "C
DDD 定时器的功能图表示法及其应用
赵从毅
（安徽工业大学 电气信息学院，安徽 马鞍山 !’C""!）
摘 要：提出了一种用图的形式表示 DDD 定时器功能的方法，运用该方法分析基于 DDD 定时器的电路具有形象、直观和便于
掌握等优点。文中给出了使用该方法分析脉冲产生电路和脉冲整形电路的实例。
关键词：DDD 定时器；功能图E 脉冲产生电路；脉冲整形电路
中图分类号：=FCC$, ! 文献标识码：.
=59 364>;1*4 GH/ *3 DDD =1G90 H4I 1;J : H//+1>H;1*4
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表示 DDD 定时器的功能，传统的方法用的是功能表。用功能表分析 DDD 定时器构成的电路，不够形
象直观。本文将功能表转换成图的形式（称功能图）并将其用于分析基于 DDD 定时器的多谐振荡器、施密
特触发器和单稳态触发器，分析过程表明，用功能图分析 DDD 定时器构成的电路，不仅简单明了而且形
从功能图不难看到，在 =V 端端实施触发可使 W7= 的状态发生翻转，若在 =V 端实施触发该端所加电压
必须过 ! X C !>>，若在=(Y( 端实施触发该端所加电压必须过 $ X C !>>，W7= 的状态才能发生翻转，因此 =V Z
! X C !>> 和=(Y( Z $ X C !>> 是 DDD 定时器的两个触发点。
"I
象直观。功能图表示法很好地解决了功能表存在的问题。
$ DDD 定时器的功能图表示法
图 $ 为双极型 DDD 定时器 QTDDD 的电路结构图，其功能
表如表 $[$ \ 。将表 $ 画成图的形式如图 !。图中=(Y( # =V 坐标
平面被分成 C 个区域：左上区、右上区和下区。在各区内标注
的“不变”、“"”和“$”分别表示该区域内输出 W7= 的状态为保
持不变、“"”状态和“$”状态。
表 $ QTDDD 的功能表（Z “$”B
=Y =V W7=
]$ X C !>> ^ “$”
! X C !>> 不变
)$ X C !>> )! X C !>> “"”
!"#
" 功能图表示法的应用
!用功能图分析施密特触发器的工作原理
将 $$$ 定时器的 %& 端与%(’( 端连在一起作为输入端，将 ()% 端作为输出端，可得施密特反相器，如图
*。在功能图上，按方程%(’( + %& 作一直线，如图 ,。输入信号 !- 改变时，电路的工作点将沿此线的轨迹变动。
图 " ./$$$ 的功能图 图 * $$$ 定时器构成的施密特反相图 图 , 施密特以相器工作点的运行轨迹
第 " 期 赵从毅0 $$$ 定时器的功能图表示法及其应用
若将 !- 由 1 增至 !22，则 ()% 在 !- + " 3 * !22 处（" 点）由“!”翻转到“1”，由此可知，该电路在上行时是通过
%& 端触发的，其上行触发点!% 4 + " 3 * !22；若将 !- 由 !22 降到 1，则 ()% 将在 !- + ! 3 * !22 处（# 点）由“1”
翻转到“!”，由此可知，该电路在下行时是通过%(’( 端触发的，其下行触发点!% 5 + ! 3 * !22。因!% 4 与!% 5 不等（即
具有回差特性），且无论上行还是下行输出与输入均满足反相关系，故该电路是一个施密特反相器，回差电压
" ! + !% 4 5 !% 5 + ! 3 * !22。
从图 , 还能看到，上行时，无论 #- 如何变化，只要不越过 " 3 * !22，()% 的状态就不会改变；下行时，无论
!- 如何变化，只要不越过 ! 3 * !22，()% 的状态亦不会改变。这说明施密特触发器可用于去除在 !- 的顶部和
底部叠加的干扰，即可用于波形整形。
施密特触发器还可用于波形变换，图 $ 表明用施密特反相器可将三角波变换为矩形波。
$用功能图分析多谐振荡器的工作原理
多谐振荡器有两个暂稳态，两个暂稳态之间的转换用振荡器的内部信号实施触发。
在图 * 施密特反相器的基础上再加 ’. 积分电路便可构成多谐振荡器。前已述及，施密特反相器在 %&
端和%(’( 端的 " 次触发均由外部信号 !- 实施，图 $ 还表明，若 !- 在 %& 端和%(’( 端连续不断地轮流进行触发，
则在 ()% 端将连续不断地输出矩形脉冲。显然，若能对施密特反相器进行改造，将外部信号触发变为内部信
号触发，并像图 $ 那样连续不断地在 %& 端和%(’( 端轮流进行触发，便可得多谐振荡器。实现以上想法，只需在
图 * 电路的输出端加 ’. 积分电路，将矩形波变换成三角波，再将积分电路的输出接至 !- 端即可，如图 6。由
于 !- 端的三角波是电路自己产生的，因此，!- 端实施的是内部信号触发，图 6 便是一个多谐振荡器。
从功能图上看，图 6 电路工作点的运行轨迹如图 7，工作点上行至 " 点，越过 %& + " 3 * !22 进入右上区
时，$$$ 定时器被触发，()% 由 “!”翻转到 “1”，电容 . 放电使工作点下行，从右上区返回左上区；下行至 #
点，越过%(’( + ! 3 * !22 进入下区时，$$$ 定时器被触发，()% 由“1”翻转到“!”，. 便充电使工作点上行，从下区
返回左上区8 上行至 " 点??如此 ()% 不停地翻转，振荡。
图 $ 用施密特以相器将三角波变换为矩形波 图 6 $$$ 定时器构成的施密特反相器 图 7 多谐振荡器工作点的运行轨迹
安 徽 工 业 大 学 学 报 !""! 年#$"
%&’ 端接 () 积分电路将影响其带载能力，注意到在 *** 定时器内，放电管部分构成一个 %) 反相器，其
输出端（! 端）具有与 %&’ 端相同的逻辑，因此可将 () 积分电路改为接 ! 端，改接后的电路如图 +。图中 "#
为 %) 反相器的上拉电阻，(!) 构成积分电路。
!用功能图分析单稳态触发器的工作原理
单稳态触发器具有一个稳态和一个暂稳态，电路由稳态翻转至暂稳态用外部信号触发，由暂稳态翻转至
稳态，用电路内部信号触发。
对图 + 多谐振荡器，在 ’, 端和’((( 端实施的均为内部信号触发，若将其中的一个改为外部信号触发，即
可获得单稳态触发器。
图 - 是将’((( 端的内部信号触发改为用外部信号 ". 触发的单稳态触发器。显然，’((( 端的触发将使单稳由
稳态进入暂稳态，’, 端的触发将使单稳由暂稳态进入稳态。由于在图 / 中，多谐振荡器在’((( 端实施的是下
行触发，触发后，%&’ 由“"”翻转至“#”，因此，将多谐振荡器改造成单稳后，单稳在稳态时必定工作在功能图
的左上区，且该区 %&’ 的状态为“"”，此外，稳态时 !. 应为高电平，!. 的触发边沿为下降沿。
假定稳态时电路工作在 # 点（图 #" 所示），则 #$ 段为单稳的触发翻转阶段，$%、%! 和 !& 段为单稳的
暂稳阶段（) 充电），过 & 点进入右上区为自动返回阶段，从右上区过 & 点至 # 点为恢复阶段（) 放电），单稳
输出为正脉冲。
从图 #" 还可看出：在暂稳结束之前，若 !. 仍未返回到高电平，则电路将无法
用 ’, 端的内部触发来脱离暂稳态，因此要使单稳能正常工作，!. 应在暂稳结束
前返回至高电平；此外，在稳态，若 !. 有波动，只要 !. 的大小不低于 # 0 $ ’11，%&’
的状态便不会改变；在暂稳态，若 !. 有波动，不论 !. 的大小是否越过 # 0 $ ’11，均
不会引起 %&’ 状态的改变，由此可知，单稳可用于去除在 !. 的顶部和底部叠加的
干扰，即可用于波形整形。
在恢复阶段不应对单稳实施触发，否则将造成单稳在暂稳态停留时间 （即输
出脉宽）与外部触发信号有关，使单稳工作不正常。显然，恢复时间越短，上述要求
越易满足，将图 - 中的 "! 短路（如图 ##），可得最短的恢复时间，此图即实用的单
稳态触发器。
将 ’, 端的内部信号触发改为外部信号触发的单稳态触发器 （电路图略），对其作类似分析，可得：稳态
时，电路工作在左上区，%&’ 的状态为“#”，!. 在稳态时为低电平，上升沿触发，单稳输出为负脉冲。
$ 结束语
几个应用实例表明，用功能图表示法分析用 *** 定时器构成的电路具有直观、形象和便于掌握等优点。
功能图表示法比功能表具有更好的实用性。本文虽以双极型 *** 定时器 )2*** 为例介绍了功能图表示法及
其应用，但其同样适用于 )3%4 电路的 *** 定时器。
参考文献：
5#6阎石 7 数字电子技术基础5367 第四版 7 北京：高等教育出版社 7 #--+7 $8+ 9 $**7
图 ## *** 定时器构成的单稳态
触发器
图 + *** 定时器构成的多谐振荡器 图 - 将多谐振荡器改造成单稳态触发器 图 #" 单稳态触发器工作点的运行轨迹
555定时器的功能图表示法及其应用
