Una "referencia de tensión" es básicamente un comparador, y a grueso modo internamente es un diodo zener con un divisor resistivo, lo que haces este circuito es regular y estabilizar una tensión, en el caso del LM336-5 lo hace a 5v (el diodo zener interno es de 5v), esta tensión se configura externamente con un divisor resistivo y corresponde a la patita ADJ de dicho C.I, al alimentar el circuito esta "referencia de voltaje" lo que hace es comparar esa tensión de alimentación con su referencia (5v) y de acuerdo a esto activar o desactivar algún circuito de control, por ejemplo en los cargadores de baterias controlan cuando la carga de la bateria esta completa o tambien cuando no hay suficiente tensión para cargarla (por un corte eléctrico por ejemplo) y un circuito externo actua en concecuencia.
Es decir el circuito toma como referencia esos 5V y compara la tensión de alimentación, así sabe si pasan 10v, 12v, o lo lo que deba ser según esté diseñado el circuito.
Colocar un LM7805 puede causar que se queme el propio regulador o alguna otra sección del circuito. Lo adecuado sería remplazarlo por uno igual o utilizar un TL431( como te sugirio J2C), o utilizar un diodo zener de 5,1v y un divisor resistivo (como te sugirio moises), el LM317 tambien se puede utilizar, pero me parece que muy grande, ademas que cuesta un poco más.
Un saludos
Edito: El LM317 tiene que estar configurado como comparador de voltaje si no no funciona ese circuito.
Reedito: El circuito que posteaste es un comparador de voltaje "gráfico por así decirlo", y para que me entiendas,es decir de acuerdo al voltaje que reciba enciende un led. No te has preguntado como sabe el circuito ¿cuando recibe 12v? o ¿cuando recibe 6v? con que compara esas tensión para saber, para eso es la referencia de voltaje, tiene una tensión fija e invariable, si el led superior se enciende por ejemplo con 8v, la referencia de tensión compara la tensión que entra al circuito con su tensión y la de la fuente de alimentación (que en este caso es la propia bateria), así sabe si son o no 8v, lo mismo para los demás leds.