简述使用555定时器的双稳态多谐振荡器电路原理

当非稳态多谐振荡器没有稳定状态而单稳态多谐振荡器只有一个稳定状态时，具有两个绝对稳定状态的器件是可能的。双稳态多谐振荡器是一种具有两种稳定状态（高和低）的电路。它保持相同的状态，直到并且除非应用了外部触发输入。

通常情况下，双稳态多谐振荡器在施加触发信号之前保持低电平，并且在施加复位信号之前保持高电平。双稳态多谐振荡器也称为触发器或锁存器。之所以使用触发器一词是因为它“跳转”到一个状态并保持，直到应用触发器，一旦应用触发器，它就会“跳转”回到原始状态。

多谐振荡器电路是顺序逻辑电路，并且有多种类型，主要取决于它们的创建方式。 一些多谐振荡器可以使用晶体管和逻辑门构成，而有些是用专用芯片作为多谐振荡器，例如555定时器IC。

在本文中，小编主要介绍下使用555定时器作为双稳态多谐振荡器的电路图及应用原理，在实际电子电路当中，它们还是比较常见的。

使用555定时器的双稳态多谐振荡器电路

双稳态多谐振荡器是可以使用555定时器构建的最简单的电路之一。它不需要电容器，因为RC充电单元不负责产生输出。高低输出的产生不取决于RC单元中电容器的充电和放电，而是由外部触发和复位信号控制。

使用555定时器的双稳态多谐振荡器典型的电路如下图所示：

在上图中，555定时器的双稳态多谐振荡器电路的工作过程大致如下：

1. 触发和复位引脚（分别为引脚2和4）通过两个电阻器R1和R2连接到电源，因此它们始终为高电平。在之前的所有情况下，复位引脚都没有使用，为了避免任何意外复位，它只是简单地连接到Vcc。
2. 两个开关连接在这些引脚和地之间，以使它们暂时变低。触发输入处的开关将作为内部触发器的S (SET) 输入，复位输入处的开关将作为内部触发器的复位。
3. 当按下开关S1时，来自Vcc的电压将绕过触发端并通过电阻R1对地短路。因此，触发脉冲将暂时变低，并且引脚3处的定时器输出将变为高电平。输出保持高电平，因为没有来自阈值引脚的输入（引脚6保持开路或接地更好）并且内部比较器（比较器1）的输出不会变高。
4. 当按下开关S2时，来自Vcc的电压将绕过复位端，并通过电阻R2对地短路。该引脚在内部连接到触发器的RESET端。当该信号暂时变低时，触发器接收到复位信号并复位触发器。
5. 因此，输出将变为低电平并保持，直到应用触发器。555定时器的双稳态工作波形如下图所示：

555定时器触发器和存储单元电路

触发器电路

在计算机应用中使用555定时器作为触发器并不是一个很好的选择。在典型的计算机应用中，时钟脉冲用于驱动触发和复位信号，时钟信号的频率非常高（一般在千兆赫量级）。555定时器的输出响应不够快，无法与时钟信号频率的速度相匹配。当用于高速操作时，现成的触发器设备是首选。

555定时器处于双稳态模式，即作为触发器，可用于低速、非计算机应用，如机器人技术。一个简单的应用程序是一个机器人，它每次撞击物体时都会向前和向后移动。

使用555定时器的触发器电路如下图所示：

当引脚3的输出为高电平时，电容C通过电阻R1充电至峰值，即Vcc。当引脚3的输出为低电平时，电容器通过同一电阻器放电至0。为了将输出从高电平切换到低电平或从低电平切换到高电平，在触发引脚和阈值引脚的连接处使用了一个开关。

由电阻R2和R3组成的分压器将在引脚6和2处提供Vcc/2 的电压。当按下开关时，该电压被中断并触发内部触发器。这将允许输出在两种状态之间切换。

另外一个用作触发触发器的电路如下图所示，它用于点亮LED，按下开关时LED在ON和OFF之间切换。

存储器电路

存储器是数字电子学中的重要单元。触发器是基本的1位存储元件。一个555定时器，当用作触发器时，可以充当存储单元来存储1位数据。使用555定时器的存储单元电路如下图所示，这里它充当SR触发器。

该连接类似于具有一些额外组件的双稳态操作模式。当按下设置开关时，引脚2的电压变低。这将设置触发器，输出变为高电平，驱动连接到它的LED。

当按下复位开关时，引脚4的电压变为低电平。这将重置触发器，输出变为低电平，从而关闭LED。

总结

众所周知，双稳态振荡器是一种有两种稳态的用于储存组件，可记录二进位制数字信号“1”和“0”，而触发器是一种双稳态多谐振荡器，该电路可以通过施加在一个或多个控制输入端的信号来改变状态，并会有1个或2个输出。

双稳态多谐振荡器特点是在没有外来触发信号的作用下，电路始终处于原来的稳定状态，直到应用触发器为止。目前构建双稳态多谐振荡器方式有多种，而使用使用555定时器就是常见的方式之一。