单稳态触发器在数字电路中一般用于定时（产生一定宽度的矩形波）、整形（把不规则的波形变为幅度和宽度都相等的脉冲）及延时（将输入信号延迟一定时间后输出）等。

一、555 集成定时器

常用的 555 定时器有 TTL 定时器 5G555 和 CMOS 定时器 CC7555 等。555 集成定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成电路，其电路如图 1 所示。

图 1　555 定时器电路

555 定时器含有两个电压比较器 C1 和 C2、一个由“与非”门组成的基本 RS 触发器、一个放电晶体管 T 以及由三个 5 kΩ 电阻组成的分压器。比较器 C1 的参考电压为 2/3U_CC、加在同相输入端，C2 的参考电压为 1/3U_CC、加在反相输入端，两者均由分压器上取得。

各外引线端的功能是：

2 为低电平触发端，由此输入触发脉冲——当 2 端的输入电压高于 1/3U_CC 时，C2 的输出为“1”；当输入电压低于 1/3U_CC 时，C2 的输出为“0”，使基本 RS 触发器置“1”。

6 为高电平触发端，由此输入触发脉冲——当输入电压低于 2/3U_CC 时，C1 的输出为“1”；当输入电压高于 2/3U_CC 时，C1 的输出为“0”，使触发器置“0”。

4 为复位端，由此输入负脉冲（或使其电压低于 0.7 V）而使触发器直接复位（置“0”）。

5 为电压控制端，在此端可外加一电压以改变比较器的参考电压；不用时经 0.01 μF 的电容接“地”，以防止干扰的引入。

7 为放电端，当触发器的 Q 端为“1”时，放电晶体管 T 导通，外接电容元件通过 T 放电。

3 为输出端，输出电流可达 200 mA，因此可直接驱动继电器、发光二极管、扬声器、指示灯等；输出高电压约低于电源电压 U_CC 1～3 V。

8 为电源端，可在 5～18 V 范围内使用；1 为接地端。

二、由 555 定时器组成的单稳态触发器

图 2 是由 555 定时器组成的单稳态触发器，R 和 C 是外接元件，触发脉冲由 2 端输入。

图 2　555 定时器组成的单稳态触发器

工作原理：当触发脉冲尚未输入时，u_i 为“1”，其值大于 1/3U_CC，故比较器 C2 的输出为“1”。在稳定状态时触发器的状态为：

若 Q = 0、Q̅ = 1，则晶体管 T 饱和导通，u_C = U_CE(sat)，其值远低于 2/3U_CC，故比较器 C1 的输出也为“1”，触发器的状态保持不变；

若 Q = 1、Q̅ = 0，则晶体管截止，U_CC 通过 R 对电容 C 充电，当 u_C 上升略高于 2/3U_CC 时，比较器 C1 的输出为“0”，将触发器置“0”，翻转为 Q = 0、Q̅ = 1。

可见，在稳定状态时 Q = 0，即输出电压 u_o 为“0”。在 t1 时刻输入触发负脉冲，其幅度低于 1/3U_CC，故 C2 的输出为“0”，将触发器置“1”，u_o 由“0”变为“1”，电路进入暂稳状态；这时因 Q̅ = 0，晶体管截止，电源对电容 C 充电。虽然在 t2 时刻触发脉冲已消失、C2 的输出变为“1”，但充电继续进行，直到 u_C 上升略高于 2/3U_CC 时（在 t3 时刻），C1 的输出为“0”，从而使触发器自动翻转到 Q = 0、Q̅ = 1 的稳定状态，此后电容 C 迅速放电。

输出的是矩形脉冲，其宽度（暂稳状态持续时间）为

t_p = RC·ln3 = 1.1RC

结论：

（1）改变 RC 值可改变脉冲宽度，从而可以进行定时控制；

（2）输入脉冲的波形往往是不规则的，边沿不陡、幅度不齐，不能直接输入到数字装置，需要单稳态触发器或另外某种触发器整形。