一種由555定時器實現(xiàn)的雙音報警電路

摘要：555定時器是一種數(shù)?；旌系闹幸?guī)模集成電路,它使用靈活、方便,被廣泛應(yīng)用于脈沖的產(chǎn)生、整形變換等電路中。本文介紹了555定時器的組成、功能及由它構(gòu)成的多諧振蕩器的工作原理，論述了一種由555多諧振蕩器實現(xiàn)的雙音報警電路，說明在實際生產(chǎn)中，只要將555定時器各個功能加以綜合應(yīng)用，便可得到許多實用電路。

關(guān)鍵詞：555定時器多諧振蕩器雙音報警電路

中圖分類號：TN495 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416(2012)02-0098-02

555定時器是一種將模擬電路和數(shù)字電路集成于一體的中規(guī)模集成電路，只要在外部配上適當阻容元件，就可方便構(gòu)成脈沖產(chǎn)生、整形和變換電路，如多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器以及施密特觸發(fā)器等。

1、555定時器

555定時電路有TTL集成定時電路和CMOS集成定時電路,它們的邏輯功能及引線排列都一樣。雙極型產(chǎn)品型號最后數(shù)碼為555，CMOS型產(chǎn)品型號最后數(shù)碼為7555。下面以5G555為例說明555定時器的組成及功能。

由圖1可知，555定時器由電阻分壓器、電壓比較器、基本R-S觸發(fā)器、放電三極管和輸出緩沖器等五部分組成，其引腳排列如圖2所示。當CO端外接控制電壓時,5G555的邏輯功能如表1所示。當CO端不外接控制電壓時,5G555的邏輯功能如表2所示。

電阻分壓器是由三個阻值均為5kΩ的電阻串聯(lián)起來，為比較器C1和C2提供參考電壓。當電壓控制端CO不外加控制電壓時，；當外加控制電壓時，比較器的參考電壓將發(fā)生變化，相應(yīng)地電路的閾值、觸發(fā)電平也隨之改變，從而影響電路的定時參數(shù)。若工作中不用CO 端，為防止旁路高頻干擾，一般都將其通過一個0.01μF的電容接地。

電壓比較器C1和C2是兩個結(jié)構(gòu)完全相同的理想運算放大器。當運算放大器的同相輸入大于反相輸入時，其輸出信號為高電平1；當同相輸入小于反相輸入時，其輸出信號為低電平0。比較器的同相端接參考電壓,反相端接閾值輸入TH，閾值輸入信號與的比較結(jié)果決定其輸出R端的狀態(tài)。當時，輸出R為高電平1；當時，輸出R為高電平0。當比較器的同相輸入端接觸發(fā)輸入端，反相輸入端接參考電壓時。觸發(fā)輸入信號與的比較結(jié)果決定了其輸出端S的狀態(tài)。當時，輸出S為低電平0；當時，其輸出S為高電平1。

基本RS觸發(fā)器由兩個與非門組成，比較器C1、C2的輸出為RS觸發(fā)器的輸入信號R、S，觸發(fā)器端狀態(tài)為電路輸出OUT的狀態(tài)，觸發(fā)器端狀態(tài)控制著放電三極管T的導通與截止。當外部復(fù)位信號為0時，可使555定時器輸出直接復(fù)位為0。

放電三極管T的D端如果經(jīng)過一個外接電阻接至電源，可組成一個反相器。當=0（=1）時，T導通，D端輸出為低電平0，當=1（=0）時，T截止，D端輸出為高電平1，即D端的邏輯狀態(tài)與555定時器輸出端OUT的狀態(tài)一樣。

輸出緩沖器就是反相器G3，其作用是提高定時器的帶負載能力并隔離負載對定時器的影響。

2、多諧振蕩器

多諧振蕩器有兩個暫穩(wěn)態(tài)，一旦電路起振，兩個暫穩(wěn)態(tài)就交替變化，輸出矩形脈沖信號。

2.1 電路構(gòu)成及工作原理

出波形如圖4所示。

設(shè)電容的初始電壓為0，剛接通電源，由于電容兩端的電壓不能突變，所以閾值輸入TH端的電壓小于，觸發(fā)輸入端電壓小于，輸出端輸出為高電平1，放電三極管T截止，電源經(jīng)過R1、R2對電容C進行充電，電容電壓逐漸上升，電路處在第一個暫穩(wěn)態(tài)。當電容兩端的電壓逐漸上升到時，由于閾值輸入TH端和觸發(fā)輸入端的電壓為，使輸出端狀態(tài)變?yōu)榈碗娖?，放電三極管T導通，電容C經(jīng)過R2和T放電，逐漸下降，電路處于第二個暫穩(wěn)態(tài)。當電容C兩端的電壓下降至時，其輸出又從低電平0變?yōu)楦唠娖?，放電三極管T截止，電源再次經(jīng)過R1、R2向電容C充電，電路返回第一個暫穩(wěn)態(tài)。如此周而復(fù)始在兩個暫穩(wěn)態(tài)之間交替變換，便產(chǎn)生了矩形脈沖信號輸出。

2.2 振蕩周期

由圖4可知，振蕩周期，其中為電容充電時間，為電容放電時間。電容充電時間 ，電容放電時間，則矩形波的振蕩周期 ，所以改變電阻、和電容C的值，即可改變矩形波的周期和頻率。

3、雙音報警電路實現(xiàn)

雙音報警電路如圖5所示，它是由兩塊555定時器和外接元件R、C 構(gòu)成的兩個不同頻率的多諧振蕩電路。由元件參數(shù)可知，兩級多諧振蕩電路電阻參數(shù)接近，而=1000，則產(chǎn)生的多諧振蕩頻率較低，產(chǎn)生的多諧振蕩頻率較高。

555定時器的5腳為控制端，芯片內(nèi)接比較器的同相輸入端，電位為。而若工作中不用控制端5腳，將5腳通過一個0.01μF的小電容接地，以防止旁路高頻干擾；當需要把它變成可控多諧振蕩器時，可以在定時器的控制端5腳上加一個控制電壓，這個電壓可改變芯片內(nèi)的比較電平，從而改變振蕩頻率，當控制電壓升高（降低）時，振蕩頻率降低（升高），這就是控制電壓對振蕩信號頻率的調(diào)制。如圖5，輸出的方波信號，通過R5控制的5腳電平。當輸出高電平時，的振蕩頻率低，當輸出低電平時，的振蕩頻率高，輸出波形如圖6所示。第二塊555定時器的振蕩頻率被第一塊555定時器IC1的輸出電壓調(diào)制為兩種音頻頻率，使揚聲器發(fā)出雙音聲響。

4、結(jié)語

555定時器的芯片價格很便宜,引腳很少,內(nèi)部結(jié)構(gòu)也很簡單。但可以實現(xiàn)的功能很多，是一般是電子愛好者的首選。從一種由555定時器實現(xiàn)的雙音報警電路可以看出，只要在555定時器芯片搭接外圍電路，便可得到許多實用電路。

參考文獻

[1]歐陽星明.數(shù)字邏輯[M].武漢:華中科技大學出版社,2000.

[2]曾令琴.數(shù)字電子技術(shù)[M].北京:人民郵電出版社,2009.4.

作者簡介

周曉玨（1982.3——），女，江蘇南通人，高校講師，主要從事自動控制方面的教學與研究工作。