摘要：现阶段，在设计电子电路与系统的过程中电子计算机辅助分析与设计技术得到越来越广泛的应用范围。随着CDA技术的不断发展，包括EDA技术在内的计算机软件系统也在不断地完善，EDA技术是以计算机为平台融合了计算机技术、信息处理技术、应用电子技术以及智能化技术等技术最新成果与一体的进行电子产品自动化设计的技术。在EDA技术中Multisim是一个相对较为完整的电子设计工具软件，它的应用特点是电子仪器库与电子元器件库提取方便、种类齐全，仪器或器件可以在一个较大的范围内修改参数。555定时器又被称为集成定时器或者集成时基电路，它是一种应用较为广泛的数字、模拟混合式集成电路。在集成时基电路外部配上适当的阻容元件仅能够构成一个精确的、性能稳定的多谐振荡器、单稳态触发器或者施密特触发器等。
关键词：555定时器；功能；特点
中图分类号：TB34 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）9（b）-0000-00
引言
555定时器使用较为灵活且逻辑性较强，它是一种数字电路与模拟电路相结合的混合式集成电路，它可以依据实际需求组成不同种类地逻辑功能电路。传统使用功能表的方法来表示出555定时器的逻辑功能，但利用这种方法来分析555定时器的逻辑功能就容易造成电路工作原理难以理解、解释繁琐不直观形象，进而限制了555定时器的进一步应用及发展。
1. 555定时器的电路结构及逻辑功能
1.1 555定时器的基本组成
555定时器主要是由电压比较器、放电三极管、电阻分压器、输出缓冲器以及基本R-S触发器等部分组成。比较器C1和C2决定了定时器的的主要功能，比较器C1和C2的输出会直接控制放电三极管T的状态及基本R-S触发器的状态，从而对整个电路的输出状态产生决定性的影响[1]。555定时器的内部框图如图所示。
1.1.1电阻分压器
电阻分压器是由阻值为5kΩ的三个电阻串联构成的分压器，分压器为电压比较器提供相应的参考电压。为避免外界的干扰，在不外加控制电压时，会在分压器中加入一个小电容接地，从而避免旁路高频干扰。
1.1.2电压比较器
电压比较器是有结构完全相同的两个理想的运算发达器组成的，当运算放大器的同相输入大于反相输入时，运算放大器的输出为高电平1信号，当运算放大器的同相输入小于反相输入时，运算放大器的输出为低电平0信号。在电压比较器的C1同相输入端接入参考电压时，将阀值输入端与反相输入端相连，则电压比较器的输出端的状态由阀值输入信号比较结果的影响，当参考电压大于阀值输入端时，电压比较器的输出端状态是高电平1信号，当参考电压小于阀值输入端时，电压比较器的输出端状态是低电平0信号[2]。若在将电压比较器的同相输入端与触发输入端相连，参考电压接反相输入端，则电压比较器的输出端状态受触发信号的比较结果影响，当触发输入信号大于参考电压时，则电压比较器的输出状态为高电平1信号，当触发输入信号低于参考电压时，则电压比较器的输出状态为低电平0信号。
1.1.3基本R-S触发器
基本R-S触发器是由两个与非门构成的低电平触发器，比较触发器的输入信号可以得到电压比较器的输出，为电路输出端状态的触发器一端的状态控制着放电三极管的导通与截止[3]。当触发器的外部置零输入端为低电平时，定时器输出可以不受其他输入端的影响直接复位。
1.1.4放电三极管T
泄放电路由放电三极管T组成，若在放电三极管T的集电极电源处外接一个电阻，则可以重新组成一个反相器，且放电三极管T的集电极的逻辑状态与输出端的状态相同。
1.1.5输出缓冲器
输出缓冲器主要是为了提高555定时器的负载能力，隔离负载对555定时器的影响。
1.2 555定时器的逻辑功能
阻值为5kΩ的三个电阻构成了分压电路，给555定时器分别提供了参考电平2/3vcc、1/3Vcc。555定时器的输出端控制着放电管的开关状态及R-S触发器的状态[4]。当555定时器不外借控制电压时的逻辑功能如表一，当555定时器外借控制电压时的逻辑功能如表二。
表一：当555定时器不外借控制电压
输入
输出
VTH
VTR
RD
OUT
放电三极管T
d
d
0
0
导通
<2/3Vcc
<1/3Vcc
1
1
截止
<2/3Vcc
>1/3Vcc
1
不变
不变
>2/3Vcc
>1/3Vcc
0
0
导通
表二：当555定时器外借控制电压
输入
比较器输出
输出
VTH
VTR
RD
R
S
OUT
放电三极管T
d
d
0
d
d
0
导通
1 1 0 1 截止 >VR2 1 1 1 不变 不变 >VR1 >VR2 1 0 1 0 导通 2. 555定时器的应用 2.1单稳态触发器 单稳态触发器是由555定时器构成的，单稳态触发器有一个稳定的状态或是一个暂稳的状态，在遇到外来出发脉冲的作用下，单稳态触发器能有稳定状态翻转到暂稳状态，当单稳态触发器在暂稳状态维持一定的时间之后就会自动切换至稳定状态，电路本身的参数决定着单稳态触发器暂稳时间的长短，与触发脉冲无关。单稳态触发器的工作原理是在555定时器的端口输入一个低电平信号时，在555定时器的另一个端口输出一个相对暂态的高电平信号，即低电平触发高电平的方式[5]。由于单稳态触发器自身的特点，所以在应用单稳态触发器时主要是用于装置或数字系统中，常用于产生一定宽度的方波、将输入信号延迟一段时间输出以及变不规则规则波形为幅度、宽度相等的脉冲等方面。 2.2报警器电路 报警器电路主要是有两片555定时器、电容、蜂鸣器、电阻Multisim虚拟元件等部分组成。在报警器电路中两片555定时器分别构成了振荡频率不同的两个振荡器，将一个振荡器的输出利用电阻接到另一个振荡器的控制端，并利用振荡器的输出电平的高低来控制另一个振荡器振荡的频率不同，从而使蜂鸣器发出报警的音响效果[6]。 2.3施密特触发器 施密特触发器是将555定时器内部的两个管脚相连当作信号输出端而形成的。施密特触发器是一个同时具有两种稳态的电路，当施密特触发器的电路导通电压小于输入电压时，则施密特触发器的输出维持在一个不变的电压值。当施密特触发器的电路截止电压大于输入电压时，则施密特触发器的输出则维持另外一个不变的电压值[7]。施密特触发器是一种脉冲整形电路，它可以将缓慢变化的输出波形转换为变化较大的矩形波输出，主要是用于脉冲波形的整形或变换。与一般的双稳态触发器相对比施密特触发器主要有两个优势，首先它属于电平触发，施密特触发器在面对缓慢变化的信号也适用。当输入的电平信号触发施密特触发器的电平时，施密特触发器的输出信号就会从一个稳态变为另一个稳态，此外施密特触发器稳态的维持也离不开外加的触发输入信号[8]。其次是其具有滞回特性，即施密特触发器的输出电压当由高电平向低电平转换时与其相匹配的输入电压与当输出电压由低电平向高电平转换时与之相匹配的电压是不一样的，这种特性就叫做施密特触发器的滞回特性。 3结语 555定时器在定时、防盗报警、工业自动控制以及仿声等方面都有着十分广泛的作用，随着555定时器应用范围不断变大的同时在分析555定时器应用电路时运用555定时器功能模型可以观察出出用这种方法使用的优点是更加形象、更加直观以及更易于掌握，此外得出的结果也是更加的契合实际的逻辑关系。初学者在运用这种模型时能极快的提高自身的识图能力，快速掌握这种技术，进而使得学者更加有效地掌握555定时器应用电路的工作原理，从而对555定时器进行深入的研究开发。 参考文献 [1]艾华.嵌入式技术在便携式多参数监护仪开发中的应用[D].中国医科大学，2008. [2]王全宇.555多谐振荡器在温控报警电路中的应用[J].大学物理实验，2012，05：7-8+18. [3]叶飞.基于ATMEGA128系统的电容式粮食水分检测仪的研究[D].合肥工业大学，2014. [4]于明湖.直线压缩机用横向磁通永磁直线振荡电机系统研究[D].浙江大学，2011. [5]徐利，吕中枢，赵君有，王春玲.基于SIMULINK的555定时器仿真[J].沈阳工程学院学报（自然科学版），2007，03：245-247. [6]周汉清，陶国彬，周云，刘英.基于非平衡RS触发器的555定时器的功能图[J].大庆石油学院学报，2005，05：94-95+99+131-132. [7]张云，左宪章，李建增.突出“三层次”能力培养的555定时器教学设计[J].高师理科学刊，2015，02：94-97. [8]赵小杰，黄晓艳，樊楼英.基于RS触发器模型的555定时器教学探索[J].丽水学院学报，2015，02：83-86.