1、555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为 555，用 CMOS 工艺制作的称为 7555，除单定时器外，还有对应的双定时器 556/7556。555 定时器的电源电压范围宽，可在 4.5V16V 工作，7555 可在 318V 工作，输出驱动电流约为 200mA，因而其输出可与 TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。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。555 定时器的内部电路框图和外引脚
2、排列图分别如图 2.9.1 和图 2.9.2 所示。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个 RS 触发器，一个放电管 T 及功率输出级。它提供两个基准电压 VCC /3 和 2VCC /3 555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为 2VCC /3，C2 的反相输入端的电压为 VCC /3。若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3，则比较器 C2 的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VC
3、C/3，同时 TR 端的电压大于 VCC /3，则 C1 的输出为 0，C2 的输出为 1，可将 RS 触发器置 0，使输出为 0 电平。 它的各个引脚功能如下： 1 脚：外接电源负端 VSS 或接地，一般情况下接地。 8 脚：外接电源VCC，双极型时基电路 VCC 的范围是 4.5 16V，CMOS 型时基电路 VCC 的范围为 3 18V。一般用 5V。 3 脚：输出端 Vo 2 脚：低触发端 6 脚：TH 高触发端 4 脚：是直接清零端。当此端接低电平，则时基电路不工作，此时不论 TR、TH 处于何电平，时基电路输出为“0” ，该端不用时应接高电平。 5 脚：VC 为控制电压端。若此端外
4、接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01F 电容接地，以防引入干扰。 7 脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。 在 1 脚接地，5 脚未外接电压，两个比较器 A1、A2 基准电压分别为的情况下，555 时基电路的功能表如表 61 示。清零端 高触发端 th 低触发端 q 放电管 t 功能 0 0 导通 直接清零 1 0 1 x 保持上一状态 保持上一状态 1 1 0 x 保持上一状态 保持上一状态 1 1 1 0 导通截止 清零概述 是美国 Signetics 公司 1972 年研制的用于取代机械式定时器的中规模集成电路，因输入端
5、设计有三个 5k 的电阻而得名。此电路后来竟风靡世界。目前，流行的产品主要有4 个：BJT 两个：555，556（含有两个 555） ；CMOS 两个：7555，7556（含有两个 7555） 。555 定时器可以说是模拟电路与数字电路结合的典范。 两个比较器 C1 和 C2各有一个输入端连接到三个电阻 R 组成的分压器上，比较器的输出接到 RS 触发器上。此外还有输出级和放电管。输出级的驱动电流可达 200mA。 比较器 C1 和 C2 的参考电压分别为 UA 和 UB，根据 C1 和 C2 的另一个输入端触发输入和阈值输入，可判断出RS 触发器的输出状态。当复位端为低电平时，RS 触发器被
6、强制复位。若无需复位操作，复位端应接高电平555 的应用： 555 定时器 （1）构成施密特触发器，用于 TTL 系统的接口，整形电路或脉冲鉴幅等； （2）构成多谐振荡器，组成信号产生电路； 如右图， 振荡周期： T=0.7（R1+2R2）C 1 （3）构成单稳态触发器，用于定时延时整形及一些定时开关中。 555 应用电路采用这 3 种方式中的 1 种或多种组合起来可以组成各种实用的电子电路，如定时器、分频器、脉冲信号发生器、元件参数和电路检测电路、玩具游戏机电路、音响告警电路、电源交换电路、频率变换电路、自动控制电路等。单稳态电路前面介绍的双稳态触发器具有两个稳态的输出状态和，且两个状态始终
7、相反。而单稳态触发器只有一个稳态状态。在未加触发信号之前，触发器处于稳定状态，经触发后，触发器由稳定状态翻转为暂稳状态，暂稳状态保持一段时间后，又会自动翻转回原来的稳定状态。单稳态触发器一般用于延时和脉冲整形电路。 接通电源后，未加负脉冲 ，而 C 充电， 上升，当 时，电路 输出为低电平，放电管 T 导通，C 快速放电， 使 = 0。这样，在加负脉冲前， 为低电平， = 0，这是电路的稳态。在 t = t0 时刻 负跳变（ 端电平小于 ） ，而 = 0（TH 端电平小于 ） ，所以输出 翻为高电平，T 截止，C 充电。 按指数规律上升。t = t1 时， 负脉冲消失。t = t2 时 上升到
8、 （此时 TH 端电平大于 ， 端电平大于 ） ， 又自动翻为低电平。在 这段时间电路处于暂稳态。t t2，T 导通，C 快速放电，电路又恢复到稳态。由分析可得： 输出正脉冲宽度 tW = 1.1RC 注意：图 63（a）电路只能用窄负脉冲触发，即触发脉冲宽度 ti 必须小于 tW 555 定时器用于实际中的实例有：能发出“叮、咚”声门铃的电路和旋光彩灯控制电路 555 定时器单稳态触发器 图 8-2 555 构成单稳态触发器 上图 8-2 为由 555 定时器和外接定时元件 R、C 构成的单稳态触发器。D 为钳位二极管，稳态时 555 电路输入端处于电源电平，内部放电开关管 T 导通，输出端
9、 Vo 输出低电平，当有一个外部负脉冲触发信号加到 Vi 端。并使 2 端电位瞬时低于 1/3VCC，低电平比较器动作，单稳态电路即开始一个稳态过程，电容 C 开始充电，Vc 按指数规律增长。当 Vc 充电到 2/3VCC 时，高电平比较器动作，比较器 A1翻转，输出 Vo 从高电平返回低电平，放电开关管 T 重新导通，电容 C 上的电荷很快经放电开关管放电，暂态结束，恢复稳定，为下个触发脉冲的来到作好准备。波形图见图 8-3。 图 8-3 单稳态触发器波形图 暂稳态的持续时间 Tw（即为延时时间）决定于外接元件 R、C 的大小。 Tw=1.1RC 通过改变 R、C 的大小，可使延时时间在几个
10、微秒和几十分钟之间变化。当这种单稳态电路作为计时器时，可直接驱动小型继电器，并可采用复位端接地的方法来终止暂态，重新计时。此外需用一个续流二极管与继电器线圈并接，以防继电器线圈反电势损坏内部功率管。多谐振荡器多谐振荡器又称为无稳态触发器，它没有稳定的输出状态，只有两个暂稳态。在电路处于某一暂稳态后，经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态。两个暂稳态自行相互转换而输出一系列矩形波。多谐振荡器可用作方波发生器。 接通电源后，假定是高电平，则 T 截止，电容 C 充电。充电回路是 VCCR1R2 C地，按指数规律上升，当上升到时（TH、端电平大于） ，输出翻转为低电平。是低电平，T 导通，C 放电，放电回路为 CR2T地，按指数规律下降，当下降到时（ TH、端电平小于） ，输出翻转为高电平，放电管 T 截止，电容再次充电，如此周而复始，产生振荡，经分析可得 输出高电平时间 T=(R1+R2)Cln2 输出低电平时间 T=R2Cln2 振荡周期 T=(R1+2R2)Cln2 输出方波的占空比 为
