555定時(shí)器地典型地的應(yīng)用

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1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案555定時(shí)器的典型應(yīng)用及OrCAD／PSpice仿真時(shí)間:2009-12-0501:00來源:本站整理作者:admin點(diǎn)擊:129次555定時(shí)器的典型應(yīng)用及OrCAD／PSpice仿真滕政勝，黃銘(1．百色學(xué)院科研處廣西百色；2．云南大學(xué)信息學(xué)院云南昆明)引言555定時(shí)器是一種將模擬功能與數(shù)字(邏輯)功能緊密結(jié)合在一起的中小規(guī)模單片集成電路。它功能多樣，應(yīng)用廣泛，只要外部配上幾個(gè)阻容元器件即可構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器、多諧振蕩器等電路，是脈沖波形產(chǎn)生與變換的重要元器件，廣泛應(yīng)用于信號的產(chǎn)生與變換、控制與檢測、家用電器以及電子玩具等領(lǐng)域。OrCAD／PSpice作為國際上著名的

2、電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化軟件之一，具有仿真速度快、精度高等優(yōu)點(diǎn)，不僅可以用于電路分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)，與印制版設(shè)計(jì)軟件配合使用，還可實(shí)現(xiàn)電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化，被公認(rèn)是通用電路模擬程序中最優(yōu)秀的軟件之一。例如：基于該軟件，Essakhi等人提出了一種微波整流天線的時(shí)域模型；Du等人提出了一種從三維時(shí)域場分析提取S參數(shù)的方法；Zhang等人仿真了E類功率放大器的特性，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)證實(shí)；Sakuta等人分析了低相位噪聲振蕩器的特性，并計(jì)算了有載Q值；Hayahara等人設(shè)計(jì)了△-∑A／D轉(zhuǎn)換器，并對其信噪比進(jìn)行了仿真；Brecl等人提出了一維、二維薄膜模型，并模擬了其接觸電阻。這些表明，軟件OrCAD／PSpice是現(xiàn)代

3、電子電路設(shè)計(jì)的有利工具。本文以O(shè)rCAD／PSpice10.5為工具，對555定時(shí)器構(gòu)成的三種典型電路進(jìn)行仿真分析，得出了一些有價(jià)值的結(jié)論。1555定時(shí)器組成框圖及工作機(jī)理555定時(shí)器的圖形符號及管腳圖如圖1所示，其中管腳1是公共端，管腳2為觸發(fā)端，管腳3為輸出端，管腳4為復(fù)位端，管腳5是控制電壓輸入端，管腳6為閾值端，管腳7是內(nèi)部三極管的放電端，管腳8是電源端。精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案555定時(shí)器的內(nèi)部電路方框圖如圖2所示，該集成電路由四部分組成：電阻分壓器、電壓比較器、基本RS觸發(fā)器、輸出緩沖器和放電三極管。比較器的參考電壓由三只5kΩ的電阻器構(gòu)成分壓，它們分別使高電平比較器A1同相比較端和低

4、電平比較器A2的反相輸入端的參考電平為2Vcc／3和Vcc／3。A1和A2的輸出端控制RS觸發(fā)器狀態(tài)和放電管開關(guān)狀態(tài)。當(dāng)輸入信號輸入并超過2Vcc／3時(shí)，觸發(fā)器復(fù)位，555的輸出端3腳輸出低電平，同時(shí)放電，開關(guān)管導(dǎo)通；當(dāng)輸入信號自2腳輸入并低于Vcc／3時(shí)，觸發(fā)器置位，555的3腳輸出高電平，同時(shí)充電，開關(guān)管截止。MR是復(fù)位端，當(dāng)其為0時(shí)，555輸出低電平。平時(shí)該端開路或接Vcc。CO是控制電壓端(5腳)，平時(shí)輸出2Vcc／3作為比較器A1的參考電平，當(dāng)5腳外接一個(gè)輸入電壓，即改變了比較器的參考電平，從而實(shí)現(xiàn)對輸出的另一種控制，在不接外加電壓時(shí)，通常接一個(gè)0.01μF的電容器到地，起濾波作用，

5、以消除外來的干擾，以確保參考電平的穩(wěn)定。T為放電管，當(dāng)T導(dǎo)通時(shí)，將給接于腳7的電容器提供低阻放電電路。2單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器仿真分析單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器廣泛用于脈沖整形、延時(shí)及定時(shí)電路中。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器有一個(gè)穩(wěn)態(tài)和一個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，在無外來觸發(fā)脈沖作用時(shí)，電路保持穩(wěn)態(tài)不變，而當(dāng)有外來觸發(fā)脈沖作用下，電路由穩(wěn)態(tài)翻轉(zhuǎn)到暫穩(wěn)態(tài)，并輸出一個(gè)脈寬和幅值恒定的矩形脈沖，輸出的脈沖寬度TW等于暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間，而暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間取決于R2，C2，則：精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案運(yùn)行OrCAD／CaptureCIS，利用Schematics繪制的由555定時(shí)器構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路見圖3，輸入信號Vi為脈沖電壓源(VPULSE)，設(shè)置其參數(shù)

6、如下：值得注意的是，輸入信號VPULSE的重復(fù)周期必須大于輸出的脈沖寬度TW，輸入信號VPULSE的脈寬應(yīng)小于TW，才能保證每一個(gè)正倒置脈沖起作用。利用OrCAD／PSpice10.5的瞬態(tài)分析功能進(jìn)行仿真，瞬態(tài)分析(TimeDomainTransient)是指在給定輸入激勵(lì)信號的作用下，計(jì)算電路輸出端的瞬態(tài)響應(yīng)，其實(shí)質(zhì)就是計(jì)算時(shí)域響應(yīng)。設(shè)置瞬態(tài)分析參數(shù)從零時(shí)刻開始記錄數(shù)據(jù)，到4ms結(jié)束，最大步長為0.1ms。進(jìn)行瞬態(tài)分析后，得到圖4所示的輸出電壓波形圖，其中類似于鋸齒波的是電容C2兩端的電壓，而方波則是555的輸出端Vout的電壓波形。由圖4可見，電容C2存在自動(dòng)充放電過程。當(dāng)觸發(fā)脈沖到達(dá)時(shí)

7、，電源Vcc通過R2給電容C2充電，從0V充電到約3.33V之前，555定時(shí)器的輸出始終保持高電平，而一旦電容充電到3.33V，555的輸出立即轉(zhuǎn)換為低電平，隨后電容C2開始從3.33V迅速放電到0V，此后又開始新的充放電過程。在555的輸出端Vout可以獲得周期性的矩形脈沖，而脈沖的寬度約為1.09精彩文檔實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案ms，與理論計(jì)算值1.1R2C2相近。并且輸出脈沖的寬度與輸入信號VPULSE