用555芯片构成单稳态电路分析以及参数选择

温习一遍数电中用555构成的单稳态电路，分析电路以及它的一些参数的选取

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在分析之前我们需要了解一下555定时器的内部结构，如图所示：

关于其内部具体的分析，这里就不做过多的分析了，可以看看这篇文章：http://www.360doc.com/content/17/0613/16/31804924_662709701.shtml

其内部构成：

①、两个电压比较器

②、一个与非门构成的可异步复位的RS触发器

③、输出缓冲器G(提高带负载能力)

④、放电三极管T

⑤、三个5K分压电阻(提供基准电压)

先看一下每个部分的基本功能：

第一部分：电压比较器

不做过多介绍，输入阻抗大，输出阻抗小。实现电压比较的功能，当V+>V-时，比较器输出高电平当V->V+时，比较器输出低电平。

第二部分：RS触发器

该触发器为一个带异步复位的RS触发器，也就是图中的(4)脚，也是芯片的4脚。由于是与非门，我们知道0与任何数都是0，那么将其拉低则输出端Q为1，Q'为0，Vo输出为1。一般使用时，除非特殊用途都将其拉高，让触发器工作在正常状态。其工作在正常状态时的功能表如下表所示：

R'	S'	Q*	功能
0	1	0	置0
1	0	1	置1
1	1	Q	保持
0	0	1*	禁止

表中的R'和S' 不是取反的意思，这里指的是低电平有效，直接就等于上图中的R和S

第三部分：输出缓冲器G

顾名思义，一般输出缓冲器都是将输入阻抗做大，输出阻抗做小，以增强带负载能力，能够带大负载。

第四部分：放电三极管T

该部分用于7脚外接电容时给电容放电的作用，放电斜率可以很陡，放电快。(我只知道这个作用 ^_^~~~)

第五部分：三个5K分压电阻

给比较器提供基准电压，第一个正端电压默认为2/3*Vcc（可外接电压Vco，不用外接时一般接0.01uf电容到地，避免干扰），第二个负端电压为1/3*Vcc（当外接电压Vco时为1/2*Vco）。

以上为555内部结构的基本介绍。

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进入正题：

接下来介绍一下用555芯片构成单稳态电路分析以及参数选择：

先看一下其构成单稳态的基本原理图：

等效为右图

先分析几个状态，首先既然是触发器，那么肯定是需要一个触发信号源，也就是我们这里的Vin，在我们不知道电路功能的情况下，那么这里就有两种情况：①上升沿触发、②下降沿触发

那么究竟是那种？先来分析第一种，假设是上升沿触发，那么：

根据仿真也可参考其结果如图所示：

那么我们可以暂时得知，应该不是上升沿触发的情况，那么进一步分析下降沿触发，看看符不符合：

从以上分析可以看出，只有下降沿，也就是输入端为低电平时触发，而且触发信号的脉冲宽度需要比RC充电到2/3Vcc的时间要短，也就是触发信号的脉冲宽度不能比输出信号的脉冲宽度要宽，通俗一点就是说：如果输入一个方波信号的占空比为:60%(其中低电平占40%)，那么输出信号的高电平占空比要大于等于40%。

借助multisim仿真软件可以得到一定的分析理论依据：

可以看到图中脉冲触发宽度为400us，而设计的输出占空比为50%（也就是暂稳态的时间为500us），是没有问题的。咱来看一张有问题的图片：

可以看到本次设置的参数为30%的占空比，也就是脉冲触发宽度为700us，而设计输出的脉冲宽度为500us，很明显脉冲触发宽度时间要大于tw(暂稳态时间)，从右图的示波器看出波形是不正常的。

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接下来看一下部分元件的选取：

Vco(5脚)上电容的选取：一般选择0.01uf的电容接入到地，应为5脚接入的是比较器的正输入端，输入阻抗很大，如果悬空可能会引入不必要的干扰，导致芯片不能正常工作。

RC充电电阻电容的选取：根据需要的输出脉冲宽度进行选取，tw等于电容电压Vco由0上升到2/3Vcc所需的充电时间。计算公式我一般直接记tw≈1.1RC (单位：Ω，F，S)。

具体的公式推算，可以看下图(我们老师给的PPT)，反正我是没记哈哈~~，其实就是一个电容充放电的公式~也不难。不过直接记结论不香嘛~~~

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到此为止吧~~累死我了~~~以上纯属个人拙见，我也不知道说的对不对，欢迎一起探讨呀~~

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