1.4 双稳态多谐振荡器使用555定时器

当双稳态多谐振荡器没有稳定状态，而单稳态多谐振荡器有一个稳定状态时，一个具有两个绝对稳定状态的设备是可能的。双稳态多谐振荡器是一种具有两个稳定状态（高和低）的电路类型。它保持在同一个状态，直到外部触发输入被施加。

通常，双稳态多谐振荡器保持低电平，直到触发信号被施加，它保持高电平，直到复位信号被施加。双稳态多谐振荡器也被称为触发器或锁存器。使用“触发器”一词是因为它“翻转”到一个状态，并保持在那里，直到触发信号被施加，一旦触发信号被施加，它就“翻回”到原来的状态。

使用555定时器的双稳态多谐振荡器电路如下图所示。

使用555定时器的双稳态多谐振荡器

双稳态多谐振荡器是使用555定时器可以构建的最简单电路之一。它不需要电容，因为RC充电单元不是输出产生的原因。高和低输出的产生不依赖于RC单元中电容的充电和放电，而是由外部触发和复位信号控制。

555定时器双稳态模式的工作原理如下。触发和复位引脚（分别是引脚2和引脚4）通过两个电阻 $R_1$ 和 $R_2$ 连接到电源，使它们始终保持高电平。在所有前面的情况中，复位引脚没有使用，为了避免任何意外复位，它简单地连接到 $V_{CC}$ 。

在这两个引脚和地之间连接了两个开关，以便使它们暂时变为低电平。触发输入处的开关将作为内部触发器的S（置位）输入。复位输入处的开关将作为内部触发器的复位。

当按下开关 $S_1$ 时，来自 $V_{CC}$ 的电压将绕过触发端子，并通过电阻 $R_1$ 短接到地。因此，触发脉冲将暂时变低，定时器在引脚3的输出将变为高电平。输出保持高电平，因为没有来自阈值端子（引脚6保持开路或最好连接到地）的输入，内部比较器（比较器1）的输出不会变高。

当按下开关 $S_2$ 时，来自 $V_{CC}$ 的电压将绕过复位端子，并通过电阻 $R_2$ 短接到地。这个引脚内部连接到触发器的复位端子。当这个信号暂时变低时，触发器接收到复位信号并复位触发器。

因此，输出将变为低电平，并保持在那里，直到触发信号被施加。555定时器双稳态模式的工作波形如下图所示。

在典型计算机应用中，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（通常在吉赫兹量级）。

555定时器的输出响应速度不足以匹配时钟信号的频率。在高速操作中，使用现成的触发器设备更为合适。

也就是说，使用555定时器的触发器电路如下图所示。

使用555定时器的触发器电路

当引脚3的输出为高电平时，电容 $C$ 通过电阻 $R_1$ 充电至峰值，即 $V_{CC}$ 。当引脚3的输出为低电平时，电容通过同一个电阻放电至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，在触发和阈值引脚的连接处使用了一个开关。

由电阻 $R_2$ 和 $R_3$ 形成的电压分配器将在引脚6和引脚2处提供 $V_{CC} / 2$ 的电压。当按下开关时，这个电压被中断并触发内部触发器。这将允许输出在两个状态之间切换。

一个作为切换触发器的电路如下图所示。它用于点亮一个LED，当按下开关时，LED在打开和关闭之间切换。

存储单元是数字电子学中的一个重要单元。触发器是基本的1位存储元件。当555定时器用作触发器时，它可以作为一个存储1位数据的存储单元。使用555定时器的存储单元电路如下图所示。它作为一个SR触发器工作。

连接方式与双稳态模式的操作类似，只是增加了一些额外的元件。当按下置位开关时，引脚2的电压变低。这将置位触发器，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的电压变低。这将复位触发器，输出变为低电平，关闭LED。