定时器是单片机内部的特殊功能模块

定时器是单片机内部的特殊功能模块。

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在控制系统中,常常要求有一些实时时钟以实现定时或者延时控制,如定时中断、定时检测、定时扫描等等,也往往要求有计数器,对外部事件进行计数。

要实现定时或者延时功能,一般有三种方法:软件定时,不可编程硬件定时,可编程硬件定时。

软件定时——让软件循环执行一段程序,程序本身并无执行目的,而是通过执行程序延时固定的时间,也就是以前的程序中经常使用的延时程序。这种方法降低了cpu的利用率。

不可编程硬件定时——如外部芯片555 时基电路,通过外部阻容,达到一定的延时功能,改变阻容大小可以改变延时长度。这种定时器取决于硬件,设定好以后不能通过软件更改。

可编程定时器——这种定时器的定时值可以通过软件确定和修改,使用灵活便捷。

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555定时器可能是有史以来最受欢迎的芯片,它诞生于1971年,仅2003年就有10亿枚的销量,之所以这么受欢迎,是因为它的应用极其广泛,可以设计出成千上万种功能电路,而且非常廉价。

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。

接下来我们就来说一说它的工作原理,看看它到底是一个什么东西,然后用这个555制作一个LED灯闪烁的效果,这是一个铁粉提出的要求,555定时器可以很容易简单实现这个要求,即使是小白也能做出效果。

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555定时器有八个引脚,这是它每个引脚的作用,这是它的原理图,是不是把你看蒙了?

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没关系的,只需要看懂它的等效原理图就可以了。

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左边是三个5000欧的电阻,两个比较器,它很简单,如果同相输入端电压大于反向输入端,则他输出高电平,三极管给他输入高电平,他就能导通,这些都属于模拟电路和数字电路,它的核心是这个RS触发器,R是reset首字母缩写,意思是复位,代表0,S是set首字母缩写,意思是置位,代表1,Q是输出。

通过它的真值表可以知道,也就是当我们给S输入1,R输入0时,Q输出1,反之亦然,但是你看触发器的Q端还加了一个小圈,这就代表着对结果取反,所以T点的取值和触发器的输出相反,这个输出缓冲器对T点的结果进行再一次取反,这就是关于555定时器的基本情况。

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下面我们用555定时器来设计一个应用,让LED灯每三秒钟闪烁一次,这是它的原理图,它的供电电压为5V,所以A点电压大约为1.7V,B电电压大约为3.4V,在上电的一瞬间,电容相当于短路,此时D点电压为0,所以两个比较器的输入此时为0V,比较器1的同相输入为0V,反向输入为3.4V,所以他输出低电平。

比较器2的同相输入为1.7V,反向输入为0V,所以他输出高电平,对于触发器来说,此时T点的输出是低电平,所以三极管截止,但是经过缓冲器之后会进行取反,最后输出高电平,LED灯被点亮,然后电容会充电,当电容被充电3.4V时,两个比较器的输入此时也是3.4V。

比较器1的同相输入将开始大于3.4V,反相输入是固定的3.4V,同相大于反相,所以他输出高电平,同理,比较器2输出低电瓶,此时T点输出高电平,经过缓冲器之后,他就能输出低电平,使LED灯熄灭,因为T点是高电平,所以三极管导通。

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此时电容里面的电将被放掉,D点电压将低于1.7V,两个比较器的输出又回到最初始状态,T点又输出低电平三极管又会截止,LED灯又一次被点亮,他会一直持续上述过程,所以LED灯就会一直闪烁,至于LED灯闪烁的频率是多少呢?取决于我们给他加的阻容件。

通过频率的计算公式,只要按照这个公式选取阻容值,就能满足我们对频率的要求,通过它的占空比公式,也就是LED灯亮的时间的占比,这个取决于电阻值的选取,应用555定时器,我们只需要很少的外围器件就能设计出LED灯闪烁的应用。

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但是请不要小看了555定时器,虽然看着很简单,但是真正的拿555定时器去设计一个富有创新性的电路也是很难的,用555定时器设计出的应用用几本书都讲不完,真可谓是罄竹难书啊,好了今天到这里就结束了,如果你喜欢,别忘了给我一键三连。

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