555振荡电路

由555定时器构成的多谐振荡器

介绍

多谐振荡器是一种能够产生多种频率输出的电路。555定时器是一种经典的集成电路，它被广泛应用于定时、脉冲和振荡等电路中。本文将介绍由555定时器构成的多谐振荡器的原理和工作方式。

原理

多谐振荡器利用了555定时器的特殊功能和结构。555定时器是一种8引脚的集成电路，通过控制引脚的电压来实现不同的功能。其中，引脚1（GND）和引脚8（Vcc）分别是地（Ground）和电源（Power）引脚，引脚4（Reset）是重置引脚，引脚5（Control）是控制引脚，引脚6（Threshold）和引脚2（Trigger）是比较器的输入引脚，引脚3（Out）是输出引脚。

在多谐振荡器中，我们使用555定时器的比较器和比较器的输入引脚来实现不同频率的输出。具体来说，我们通过控制电压在引脚5（Control）上的变化来改变555定时器的工作方式和输出频率。通过调整控制引脚的电压，我们可以改变比较器的输出电平，从而控制555定时器的触发和重置行为，进而改变输出波形的频率。

构成

由555定时器构成的多谐振荡器一般包括以下几个基本组成部分： 1. 555定时器：作为核心部件，控制多谐振荡器的工作以及输出频率的调节。 2. 电容器：用于控制振荡器的时间常数，进而影响输出频率。 3. 电阻器：用于控制电容器充电和放电的速度，从而进一步调节输出频率。 4. 比较器的输入引脚：通过改变引脚6（Threshold）和引脚2（Trigger）的电压，控制555定时器的触发和重置行为，改变输出频率。 5. 输出引脚：通过连接外部电路或元件，实现多种不同频率的输出。

工作方式

多谐振荡器的工作方式如下： 1. 当电源接通时，555定时器的引脚5（Control）和引脚6（Threshold）的电压均为高电平。 2. 由于引脚5上的高电平，555定时器工作于稳态触发器模式，输出引脚保持低电平。 3. 当输出引脚为低电平时，通过电容器和电阻器进行充电。 4. 当电容器充电到一定电压时，引脚6（Threshold）的电压变为低电平，触发555定时器的触发比较器。 5. 555定时器的输出引脚变为高电平，通过电容器和电阻器进行放电。 6. 当电容器放电结束时，引脚2（Trigger）的电压变为低电平，触发555定时器的重置比较器。 7.

555 无稳电路简介

无稳电路有 2 个暂稳态，它不需要外触发就能自动从一种暂稳态翻转到另一

种暂稳态，它的输出是一串矩形脉冲，所以它又称为自激多谐振荡器或脉冲振荡器。

555 的无稳电路有多种，这里介绍常用的 3 种。

（ 1 ）直接反馈型 555 无稳

利用 555 施密特触发器的回滞特性，在它的输入端接电容 C ，再在输出 V 0

与输入之间接一个反馈电阻 R f ，就能组成直接反馈型多谐振荡器，见图 7 （ a ）。

用等效触发器替代 555 电路后可画成图 7 （ b ）。现在来看看它的振荡工作原理：

刚接通电源时， C 上电压为零，输出 V 0 =1 。通电后电源经内部电阻、 V

0 端、 R f 向 C 充电，当 C 上电压升到＞ 2 /3 V DD 时，触发器翻转 V 0 =0 ，

于是 C 上电荷通过 R f 和 V 0 放电入地。当 C 上电压降到＜ 1 /3 V DD 时，触

发器又翻转成 V 0 =1 。电源又向 C 充电，不断重复上述过程。由于施密特触发器

有 2 个不同的阀值电压，因此 C 就在这 2 个阀值电压之间交替地充电和放电，输

出得到的是一串连续的矩形脉冲，见图 7 （ c ）。脉冲频率约为 f=0.722 ／ R f C 。

（ 2 ）间接反馈型无稳

另一路多谐振荡器是把反馈电阻接在放电端和电源上，如图 8 （ a ），这

样做使振荡电路和输出电路分开，可以使负载能力加大，频率更稳定。这是目前使用

最多的 555 振荡电路。

这个电路在刚通电时， V 0 =1 ， DIS 端开路， C 的充电路径是：电源 →R

A →DIS→R B →C ，当 C 上电压上升到＞ 2 /3 V DD 时， V 0 =1 ， DIS 端接地，

C 放电， C 放电的路径是： C→R B →DIS→ 地。可以看到充电和放电时间常数不

等，输出不是方波。 t 1 =0.693 （ R A ＋ B B ） C 、 t 2 =0.693R B C ，脉冲

555构成多谐振荡器的报警电路设计

一、 设计目的

555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成器件，它性能优良，适用范围很广，外部加接少量的阻容元件可以很方便地组成单稳态触发器和多谐振荡器，以及不需外接元件就可组成施密特触发器。因此集成555定时被广泛应用于脉冲波形的产生与变换、测量与控制等方面。

本实验根据555定时器的功能强以及其适用范围广的特点，设计实验研究它的内部特性和简单应用。

555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为555， 555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。 555

定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555 定时器的内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和 2VCC /3 图8-1 555定时器内部方框图

通过对本次设计能够更好地掌握555的作用及应用。同时掌握报警电路的原理及设计方法。

二、 设计要求

① 画出电路原理图（或仿真电路图）；

② 元器件及参数选择；

③ 电路仿真与调试；

④ PCB文件生成与打印输出。

（3）制作要求 自行装配和仿真，并能发现问题和解决问题。

（4）编写设计报告 写出设计与制作的全过程，附上有关资料和图纸，有心得体会。

三、 设计原理

多谐振荡器是能产生矩形波的一种自激振荡器电路，由于矩形波中除基波外还含有丰富的高次谐波，故 称为多谐振荡器。多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态，在自身因素的作用下，电路就在两个暂稳态之 间来回转换，故又称它为无稳态电路。由555定时器构成的多谐振荡器如图1所示，R1，R2和C是外接定时元件，电路中将高电平触发端（6脚） 和低电平触发端（2脚）并接后接到R2和C的连接处，将放电端（7脚）接到R1，R2的连接处。由于接通电源瞬间，电容C来不及充电，电容器两端电压uc为低电平，小于（1/3）Vcc，故高电平触发 端与低电平触发端均为低电平，输出uo为高电平，放电管VT截止。这时，电源经R1，R2对电容C充电，使 电压uc按指数规律上升，当uc上升到（2/3）Vcc时，输出uo为低电平，放电管VT导通，把uc从（1/3）Vcc 上升到（2/3）Vcc这段时间内电路的状态称为第一暂稳态，其维持时间TPH的长短与电容的充电时间有关 。充电时间常数T充=（R1＋R2）C。不难理解，接通电源后，电 路就在两个暂稳态之间来回翻转，则输出可得矩形波。电路一旦起振后，uc电压总是在（1/3～2/3）Vcc 之间变化。图1（b）所示为工作波形。

555多谐振荡器工作原理

555多谐振荡器是一种常用的多谐振荡器，由于其简单稳定的特点，在各种电路中得到了广泛的应用。本文将介绍555多谐振荡器的工作原理和实现方法。

1. 555多谐振荡器的工作原理

555多谐振荡器是一种基于555定时器的多谐振荡器，其工作原理可以分为以下几个步骤：

1) 在555定时器的第一、第二引脚之间连接一个电阻网络，通过改变电阻值可以调节振荡器的频率。

2) 在555定时器的第二、第三引脚之间连接一个电容，通过改变电容值可以调节振荡器的频率。

3) 当电容器充电到2/3 Vcc时，555定时器的输出为低电平，电容器开始放电，直到电容器电压降到1/3 Vcc时，555定时器的输出变为高电平，电容器开始充电。这个过程不断重复，从而产生了振荡信号。

4) 通过改变电阻值和电容值，可以调节振荡器的频率和波形。

2. 555多谐振荡器的实现方法

555多谐振荡器的实现方法比较简单，只需要按照下面的步骤进行即可：

1) 连接555定时器的第一、第二引脚，接入电阻网络。

2) 连接555定时器的第二、第三引脚，接入电容。

3) 连接555定时器的第六引脚，接入电源正极。

4) 连接555定时器的第一引脚，接入电源负极。

5) 连接555定时器的第五引脚，接入输出负载，如LED等。

6) 通过改变电阻值和电容值，可以调节振荡器的频率和波形。

3. 555多谐振荡器的应用

555多谐振荡器在各种电路中都有广泛的应用，下面列举几个常见的应用：

1) 闪光灯电路：通过连接一个放电管和一个电容，可以实现闪光灯的效果。

2) 蜂鸣器电路：通过连接一个压电陶瓷蜂鸣器，可以实现声音的输出。

3) LED闪烁电路：通过连接一个LED和一个电容，可以实现LED的闪烁效果。

4) 电子钟电路：通过连接数个555多谐振荡器，可以实现电子钟的功能。

555多谐振荡器是一种简单稳定的多谐振荡器，具有广泛的应用前景。希望本文能够对读者理解555多谐振荡器的工作原理和实现方法有所帮助。