由555定時器組成的單穩態觸發器詳解

單穩態觸發器是什麼？

單穩態觸發器在數字電路中一般用於定時（產生一定寬度的矩形波），整形（把不規則的波形變為幅度和寬度都相等的脈衝）及延時（將輸入信號延遲一定時間后輸出）等。

1.555集成定時器

常用的555定時器有TTL定時器5G555和CMOS定時器CC7555等。

555集成定時器是一種模擬電路和數字電路相結合的中規模集成電路，其電路如下圖所示。

555定時器含有兩個電壓比較器C1和C2，一個由「與非「門組成的基本RS觸發器，一個放電晶體管T以及由三個5KΩ的電阻組成的分壓器。比較器C1的參考電壓為，加在同相輸入端；C2的參考電壓為，加在反相輸入端。兩者均由分壓器上取得。

各外引線端的功能是：

2為低電平出發端，由此輸入觸發脈衝。當2端的輸入電壓高於1/3UCC時，C2的輸出為「1「；當輸入電壓低於1/3UCC時，C2的輸出為」0「，使基本RS觸發器置」1「。

6為高電平觸發端，由此輸入觸發脈衝。當輸入電壓低於2/3UCC時，C1的輸出為「1「；當輸入電壓高於2/3UCC時，C1的輸出為」0「，使觸發器置」0「。

4為複位端，由此輸入負脈衝（或使其電壓低於0.7伏）而使觸發器直接複位（置「0「）。

5為電壓控制端，在此端可外加一電壓以改變比較器的參考電壓。不用時，經0.0.1uF的電容接「地「，以防止干擾的引入。

7為放電端，當觸發器的Q端為「1「時，放電晶體管T導通，外接電容元件通過T放電。

3為輸出端，輸出電流可達200mA，因此可直接驅動繼電器，發光二極體，揚聲器，指示燈燈。輸出高電壓約低於電源電壓UCC1－3V。

8為電源端，可在5－18V範圍內使用。

1為接地端

2.由555定時器組成的單穩態觸發器

下圖是由555定時器組成的單穩態觸發器。R和C是外接元件，觸發脈衝由2端輸入。

工作原理：當觸發脈衝尚未輸入時，u1為「1」，其值大於

1/3Ucc，故比較器C2的輸出為「1」。在穩定狀態時觸發器狀態：

若Q=0， Q＝1，則晶體管T飽和導通，uc=UCE（sat）其值遠低於2/3Ucc，故比較器C1的輸出也為「1」，觸發器的狀態保持不變。

若Q=1， Q＝0，則晶體管截止，Ucc通過R對電容C充電，當uc上升略高於2/3Ucc時，比較器C1的輸出為「0」，將觸發器置「0」，翻轉為Q=0， Q＝1。

可見，在穩定狀態時Q=0，即輸出電壓u0為「0」。

在t1時刻，輸入觸發伏脈衝，其幅度低於1/3Ucc，故C2的輸出為「0」，將觸發器置「1」，u0由「0」變為「1」，電路進入暫穩狀態。這時因Q＝0，晶體管截止，電源對電容C充電。雖然在t2時刻觸發脈衝已消失，C2的輸出變為「1」，但充電繼續進行，直到uc上升略高於2/3Ucc時（在t3時刻），C1的輸出為「0」，從而使觸發器自動翻轉到Q=0， Q＝1的穩定狀態。此後電容C迅速放電。

輸出的是矩形脈衝，其寬度（暫穩狀態持續時間）

tp=RCln3=1.1RC

結論：

1） 改變RC值，可改變脈衝寬度，從而可以進行定時控制。

2） 輸入脈衝的波形往往是不規則的，邊沿不陡，幅度不齊，不能直接輸入到數字裝置，需要單穩態觸發器或另外某種觸發器整形。