555定时器在控制电路中的应用
收稿日期 :2002211204
作者简介 :钟海丽(19672) ,女 ,湖南邵阳人 ,华中科技大学在读硕士研究生 ,长沙电力学院物理与信息工程系讲师 ,学士 ,主要从事电子
技术应用的研究.
第 18 卷第 2 期
2 0 0 3 年 5 月
长 沙 电 力 学 院 学 报 ( 自 然 科 学 版 )
JOURNAL OF CHANGSHA UNIVERSITY OF ELECTRIC POWER(NATURAL SCIENCE)
Vol. 18 No. 2
May 2 0 0 3
555 定时器在控制电路中的应用
钟海丽1 ,2
(1. 华中科技大学 光电子工程系 ,湖北 武汉 430074 ;2. 长沙电力学院 物理信息工程系 ,湖南 长沙 410015)
摘 要 :555 定时器是一种应用广泛的中规模集成电路 ,可以很方便地构成单稳态触发器、施密特触发器、多谐振
荡器 ,在电子技术中的应用也十分广泛.
关 键 词 :555 定时器 ;控制电路 ;应用
中图分类号 :TN 46 文献标识码 :B 文章编号 :100627140(2003) 0220061203
Application of 555 Timer on Control Circuit
ZHONG Hai2li1 ,2
(1. Dept. of Opto2Electronics Eng. , Huazhong University of Science and Technology ,Wuhan 430074 ,China ;
2. Dept. of Physics & Information Eng. ,Changsha Univ. of Electr. Power. ,Changsha 410077 ,China)
Abstract :555 Timer is a device widely applied on medium2scale integrated circuit. It can be conveniently used
in making monostable trigger , Schmitter trigger and astable multivibrator ,and also widely used in electronic
technology.
Key words :555 Timer ;control circuit ;application
在数字控制系统中 ,常常需要获得上升沿和下降沿
都十分陡峭的各种不同频率、不同幅度的脉冲信号 ,获得
这些脉冲信号的方法通常有两种:一种由脉冲振荡器产
生;另一种是利用整形电路 ,将一个已有的脉冲波形变换
为矩形脉冲.在脉冲振荡器中 ,常用的是多谐振荡器;在
脉冲整形电路中 ,主要有单稳态触发器和施密特触发器.
由于 555 定时器只要外接少量的阻容元件 ,就可以很方
便地构成单稳态触发器 ,施密特触发器、多谐振荡器 ,因
而在信号的产生和变换、自动控制、定时和报警、电子玩
具、家用电器等方面得到了广泛应用.
1 555 定时器简介
555 定时器产品有双极型和单极型两种. 双极型
定时器的电源电压在 4. 5～18 V之间 ,输出电流在 100
? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
～200 mA之间 ,能直接驱动负载 ,并能直接提供与
TTL ,CMOS 电路相容的逻辑电平. 单极型定时器输出
电流仅为1 mA ,但具有功耗低、电源电压范围宽(通常
在 3～18 V之间) 、定时元件的选择范围更大的优点.
555 定时器由电阻分压器、比较器、基本 RS 触
发器、MOS 开关 T 和输出缓冲器组成. 以双极型定
时器 CC7555 为例 ,其外部有八个引脚. 第 8 脚为电
源端 ,第 1 脚为接地端 ,第 3 脚为输出端 ,第 4 脚为
直接复位端 ,低电平有效 ,第 5 脚为控制电压输入
端 ,可外接控制电压来改变比较器的参考电压 ,一般
情况下通过0. 01μF的电容接地 ,第 6 脚为复位控制
端 ,第 2 脚为置位控制端 ,第 7 脚为放电端.
2 由 555 定时器构成的三种不同类型
的触发器的连接方式和作用
2. 1 单稳态触发器
把输入触发脉冲接在 555 定时器的 2 脚 ,6、7 两脚
短接并与定时元件 R、C 相连 ,就构成了单稳态触发器.
单稳态触发器只有一个稳态 ,在外加脉冲的作
用下 ,触发器由稳态翻转为暂稳态 ,过一段时期 ,又
自动地回到原来的状态.
单稳态触发器常用于波形的整形、定进和延时.
2. 2 多谐振荡器
把 555 定时器的 2 脚、7 两脚相连 ,在 6、7 脚之
间接入电阻 R1 ,7、8 脚之间接入电阻 R2 ,就构成了
多谐振荡器.
多谐振荡器没有稳态 ,只有两个暂稳态 ,能自动
地从一种状态向另一种状态转化 ,多用于谐振电路、
波形发生器及报警电路.
2. 3 施密特触发器
只需将 555 定时器的 6 脚和 2 脚相连 ,作为信
号输入端 ,就构成了施密特触发器. 施密特触发器没
有暂稳态 ,只有两个稳态 ,在外加输入脉冲作用下 ,
可以从一种状态向另一种状态转化.
施密特触发器被广泛地用作脉冲波形变换、整形、
脉冲幅度鉴别、脉冲展宽及闭合接点跳动的去除电路.
555 定时器的结构中包含了模拟电子部分和数
字电子部分 ,它把模拟电子中的放大功能和数字电
子的逻辑功能融合起来 ,定时精确 ,电源范围宽 ,能
直接推动负载. 因此 ,作为一种价格低廉、性能优良、
使用方便的中规模的集成电路 ,555 定时器已成为
数字电路中最常用的时基电路之一.
3 555 定时器在控制电路中的应用举例
3. 1 电风扇指触保护器
电风扇虽有防护罩 ,但不懂事的小孩喜欢用手指
去拨弄 ,容易造成严重后果 ,大人一不小心 ,也有可能
发生事故.这里介绍的电风扇指触保护器 ,其功能是:
当人体任一部分触及网罩时 ,电风扇立即停止转动;当
人体离开网罩时 ,电风扇马上恢复运转 ,如图 1 所示.
图 1 电风扇指触保护器
三极管 T1 作射极跟随器 ,提高电路的输入阻
抗. 555 定时器在这里构成施密特触发器 ,是保护电
路的核心部分 ,三极管 T2 是功率放大管 ,为继电器
工作提供较大的驱动电流.
当人体没有触及网罩时 ,三极管 T1 因基极为低
电平而处于截止状态 ,施密特触发器处于复位状态 ,
3 脚输出低电平 ,三极管 T2 截止 ,继电器不动作 ,其
常闭节点接通交流电源 ,电风扇正常运转. 当人体任
一部分触及网罩时 ,人体泄漏电池经保安电阻 R1 注
入 T1 的基极 ,这种人体感应的杂波信号经 T1 放大
后 ,使施密特触发器翻转 ,其输出变为高电平 ,三极
管 T2 导通 ,继电器得电吸合 ,其常闭接点断开 ,常开
26 长 沙 电 力 学 院 学 报 ( 自 然 科 学 版 ) 2003 年 5 月
? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
接点闭合 ,即接点倒向 R5 端 ,送入电风扇的交流电
流变为直流电流 ,电风扇紧急制动. 当人手离开网
罩 ,经过 R2C3 的时间延滞后 ,电风扇又与交流电接
通恢复正常运转.
3. 2 门控灯开关
门控灯开关能够随人进出而自动控制电灯亮
灭 ,既给人们生活带来方便 ,又可杜绝因忘记关灯而
造成的浪费. 该门控电路适用于家庭卫生间的照明
及工厂更衣室、公用电话亭等一切只允许一人出入
的场合 ,如图 2 所示.
图 2 门控灯开关
该控制电路的核心是 555 定时器和 D 型触发器.
555 定时器接成单稳态触发器 ,去除触点跳动对电路工
作的影响 ,D 型触发器接成 T′触发器形式 ,利用其输出
去控制可控硅开通和关闭 ,从而控制电灯的亮灭.
平时当房门关闭时 ,安装在门扇边缘的小磁铁正
好靠在干簧管旁边 ,干簧管的两常开触点受外磁力作
用吸合 ,单稳态电路因输入脉冲为高电平而处于待触
发状态 ,此时双稳态电路的输出为低电平 ,可控硅因
无触发电流而阻断 ,灯不亮. 当有人推门时 ,小磁铁会
随门扇离开干簧管一次 ,干簧管的常开触点会因暂时
失去外磁力作用而靠自身弹力张开、吸合一次. 实际
上 ,由于干簧管的触点的抖动 ,要重复几次这种张开、
吸合的过程. 单稳态触发器的 CP1 端能够在干簧管的
触点第一次张开时获得一负脉冲触发信号 ,使单稳态
触发器翻转为暂稳态 ,其输出由低电平变为高电平.
此时 ,电容器 C1 经 R2 充电 ,复位端 R1 电位上升 ,当
上升到复位电平 2/ 3VDD时 ,单稳态触发器复位 ,Q1 恢
复为低电平. 单稳态电路的时间常数 T = 1. 1R2CI ,它
有效地将干簧管的具有抖动信号现象的脉冲信号展
宽为单个脉冲 ,此正脉冲同时加至 T′触发器器的 CP2
端 ,其输出由低电平变为高电平 ,可控硅的控制极获
得正向触发电流而导通 ,电灯通电发光. 当进来的人
离开时 ,随着门的再一次打开、关闭 ,干簧管重复同样
的动作 ,单稳态触发器同样输出一正脉冲信号 ,于是
T′触发器再次翻转为低电平 ,可控硅失去触发电流 ,
并在交流电过零时关断 ,电灯自动熄灭.
光敏电阻 RL 和可调电阻 RP 构成光控电路. 在
白天 ,光敏电阻受自然光照射阻值很小 ,T′触发器的
置“0”端 R 电位 > 1/ 2VDD ,无论此门被开闭多少次 ,
电路强制置“0”,Q 始终为底电平 ,电灯不会发光 ;夜
晚 ,因自然光照减弱 ,T′触发器的置“0”端 R2 电位 <
1/ 2VDD ,强制复位自动解除.
实际应用时 ,将开关盒安装在门框顶上 ,小磁铁则
正对着盒内底侧部放置的干簧管固定在门扇顶沿上.
仔细调整小磁铁和干簧管的相对位置 ,使干簧管能够
随门扇的开闭而可靠地动作. 然后 ,根据“火线接开关 ,
地线进灯头 ,接通开关和灯头”的照明灯接线原则 ,将
开关盒内 X1 ,X2 桩头外引线不分顺序串入电灯火线回
路即可.最后 ,用小螺丝刀将 RP 调至阻值最小的位置 ,
在夜晚需要开灯的时候 ,打开门扇使灯点亮 ,然后由小
到大调节 RP 阻值 ,直到电灯刚好熄灭 ,再将 RP 阻值回
调一点即可.反复细调 ,即可获得最佳光控灵敏度.
4 结论
555 定时器把模拟电子中的放大功能和数字电
子的逻辑功能融合起来 ,定时精确 ,电源范围宽 ,能
直接推动负载. 因此 ,作为一种价格低廉、性能优良、
使用方便的中规模的集成电路 ,555 定时器已成为
数字电路中最常用的时基电路之一 ,必将在控制领
域得到更广泛的应用.
参考文献 :
[1] 陈有卿. 实用灯具控制器制作[M]. 北京 :新时代出版社 ,1999.
[2] 周良权. 数字电子技术基础[M]. 北京 :高等教育出版社 ,1999.
36第 18 卷第 2 期 钟海丽 :555 定时器在控制电路中的应用
? 1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
555定时器在控制电路中的应用
