555定时器电路，只要外部配接少数几个阻容元件便可组成施密特触发器、单稳态触发器、多谐振荡器等电路。555定时器的电源电压范围宽，双极型555定时器为5～16V，CMOS555定时器为3～18V。可以提供与TTL及CMOS数字电路兼容的接口电平。555定时器还可输出一定的功率，可驱动微电机、指示灯、扬声器等。它在脉冲波形的产生与变换、仪器与仪表、测量与控制、家用电气与电子玩具等领域都有着广泛的应用。
TTL单定时器型号的最后3位数字为555，双定时器的为556；CMOS单定时器的最后4位数为7555，双定时器的为7556。它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。
1、555定时器的组成与功能
如图所示为双极型5G555定时器的逻辑图。两个电压比较器C1和C2的基准电压由UCC经3个5kΩ电阻分压后提供，因此，C1的基准电压UR1为，C2的基准电压UR2为；G1和G2组成基本RS触发器；V为集电极开路的放电管，在uO=0时导通；G3为输出缓冲级。
如图所示，555定时器为8脚DIP封装。1脚接地；2脚为触发输入端；3脚为输出端；4脚为异步置0端，=0时输出uO=0，工作时一般接电源；5脚为控制电压输入端UCO，可以改变阈值电压；6脚TH为阈值输入端；7脚为放电端，uO=0时，与1脚接通；8脚接电源UCC。
2、555定时器的应用
555定时器功能表
 555定时器功能表
(1)555定时器组成施密特触发器
如图所示，555定时器的6脚和2脚直接连在一起，作为触发信号输入端。
(2)555定时器组成的单稳态触发器
(3)555定时器组成的多谐振荡器
如图所示，555定时器外接定时元件R1、R2和C；其6脚TH端和2脚端并接，接在R2和C之间；放电端7脚接在R1和R2之间。与单稳态触发器不同的仅仅是外接了定时元件，靠电容C的充放电产生输入信号，使两个暂稳态交替转换，产生自激振荡。
假设当电源接通后电路处于某一暂稳态，电容C上电压初始值为0，555输出高电平，即uO=1；此时V截止，电源UCC通过R1和R2给电容C充电。随着充电，UC逐渐升高，在UC未高到之前，输出一直保持高电平不变，uO=1就是第一个暂稳态。
当电容C上的电压UC大于2/3UCC时，输出由高电平翻转到低电平，即uO=0；此时，V饱和导通，电容C通过R2放电。随着放电，UC逐渐下降，在UC未低到1/3UCC之前，输出电压一直保持低电平不变，uO=0就是第二个暂稳态。
当UC下降到1/3UCC以下时，555的输出又跳变为高电平，电路翻回第一个暂稳态。接着，V截止，电容C再次充电，重复以上过程，电路便输出周期性的矩形脉冲。
矩形脉冲的周期取决于充电时间常数(R1+R2)C和放电时间常数R2C。(R1+R2)C决定矩形脉冲的高电平时间，即脉冲宽度tW1；R2C决定矩形脉冲的低电平时间，即脉冲间隔tW2，若两者相等，就是方波。因此，矩形脉冲周期的估算公式为
T=tW1+tW2=0.7(R1+2R2)
(4)占空比可调的多谐振荡器
如图6-126所示为555定时器组成的脉冲占空比可调的多谐振荡器。与图6-124不同的是通过RP可调节C的充放电时间常数，同时用二极管V1、V2将充放电回路隔开。电容C充电经R1和RP的上半部RP1，放电经R2和RP的下半部RP2。电路输出脉冲的占空比为

555定时器：
555定时器简化原理图如图所示; 它由3个阻值为5kW的电阻组成的分压器、两个电压比较器C1和C2、基本RS触发器、放电晶体管T以及缓冲器G组成; 
RD为复位输入端, 当RD为低电平时, 不管其它输入端的状态如何,输出uO为低电平;
当5脚悬空时, 比较器C1和C2的电压分别为(2/3)VCC和(1/3)VCC; 
555定时器
功能表
如果在电压控制端(5脚)施加一个外加电压VIC(其值在0~VCC之间),比较器C1和C2的电压分别为VIC和(1/2)VIC; 
555定时器的应用
1、555构成不可重复单稳态触发器
电源接通瞬间, 电源通过电阻R向电容C充电, 当uC上升到(2/3)VCC时, 触发器复位, uO为低电平, 放电BJT T导通,电容C放电, 电路进入稳定状态。 
稳态：uO=0，T导通， uI1=uC=0 。
输入负脉冲触发, 触发器发生翻转, 电路进入暂稳态,uO输出高电平, 且BJT T截止; 此后电容C充电至uC=(2/3)VCC时, 电路又发生翻转, 电路恢复到稳定状态。
不可重复单稳态触发器
2、555构成占空比可调多谐振荡器
具体工作过程和原理见下图
3、555构成施密特触发器
特点：有输入， uI1、uI2并接到输入信号。
结论：
1)如果在555定时器的放电BJT输出端(7脚)外接一电阻, 并与另一电源VCC1相连, 则由uO2输出的信号可实现电平转换。 
2)如果将图中5引脚外接控制电压uic, 改变uic的大小, 可以调节回差电压范围。 
详细见下图
例题：
1、用555定时器驱动电机
例题1
经分析得其原理：
1)仅按下S1 ，则 uo=1 ，电机转动 ；即使放开 S1 ，uo 保持为1 , 电机继续转动 ；
2) 仅按下S2 ，则 uo=0 ，电机停止转动 ；即使 放开 S2 ，uo 保持为0 , 电机仍然不会转动。
2、简易防盗报警电路
例题2
分析其工作原理：
ab处连接：清零端有效，输出为低电平，喇叭不响；
ab处断开：清零端无效，输出一定频率的信号，驱动喇叭。
3、双音门铃
例题3
分析工作原理：
门铃按下：D1导通，R1R2C组成充放电回路，产生频率f1。同时P点电压通过C3充电为6V。
门铃松开：C3放电，在C3电压未放电到低电平期间，R1R2R3C组成充放电回路，产生频率f2。C3电压放电到低电平音乐停止。
4、简易电子琴电路
例题4
简易电子琴就是通过改变R21-R28 的阻值来改变输出方波的周期 ,使外接的喇叭发出不同的音调 .
5、555定时器接成的延迟报警器
例题5
分析得工作原理：
图是用两个555定时器接成的延迟报警器。当开关S断开后,经过一定的延迟时间 后扬声器开始发出声音。如果在延迟时间内将S重新闭合,扬声器不会发出声音。

	

555定时器原理
555定时器是数模结合的集成电路，它的内部结构由三个串联的5k电阻、两个比较器、一个RS触发器、一个反向器和放电开关管T组成。三个串联电阻接电源VCC，每个电阻上的压降是1/3VCC。上面的比较器的同相端接2/3VCC，下面的比较器反相端接1/3VCC，这两个电压要记住，经常要用到的。
555定时器内部线路图
6脚是高触发端，2脚是低触发段。RS触发器是由2个与非门的输入端和输出端交叉反馈连接，RS触发是双稳态触发器，有0态和1态。3脚是输出端，7脚是放电端，如果输出低电位，RS触发器Q端置1，开关管放电，7脚拉低成低电位；如果7脚接上拉电阻，则7脚电位与输出端3脚相同。
555定时器引脚图
555定时器引脚功能表
▼ 单稳态模式
在单稳态工作模式下，555定时器作为单次触发脉冲发生器工作。当触发输入电压降至VCC的1/3时开始输出脉冲。输出的脉宽取决于由定时电阻与电容组成的RC网络的时间常数。当电容电压升至VCC的2/3时输出脉冲停止。根据实际需要可通过改变RC网络的时间常数来调节脉宽。
输出脉宽t，即电容电压充至VCC的2/3所需要的时间由下式给出：
虽然一般认为当电容电压充至VCC的2/3时电容通过OC门瞬间放电，但是实际上放电完毕仍需要一段时间，这一段时间被称为“弛豫时间”。在实际应用中，触发源的周期必须要大于弛豫时间与脉宽之和(实际上在工程应用中是远大于)。
▼ 双稳态模式
双稳态工作模式下的555芯片类似基本RS触发器。在这一模式下，触发引脚(引脚2)和复位引脚(引脚4)通过上拉电阻接至高电平，阈值引脚(引脚6)被直接接地，控制引脚(引脚5)通过小电容(0.01到0.1μF)接地，放电引脚(引脚7)浮空。所以当引脚2输入高电压时输出置位，当引脚4接地时输出复位。
▼ 无稳态模式
无稳态工作模式下555定时器可输出连续的特定频率的方波。电阻R1接在VCC与放电引脚(引脚7)之间，另一个电阻(R2)接在引脚7与触发引脚(引脚2)之间，引脚2与阈值引脚(引脚6)短接。工作时电容通过R1与R2充电至2/3VCC，然后输出电压翻转，电容通过R2放电至1/3VCC，之后电容重新充电，输出电压再次翻转。
无稳态模式下555定时器输出波形的频率由R1、R2与C决定：
对于双极型555而言，若使用很小的R1会造成OC门在放电时达到饱和，使输出波形的低电平时间远大于上面计算的结果。为获得占空比小于50%的矩形波，可以通过给R2并联一个二极管实现。这一二极管在充电时导通，短路R2，使得电源仅通过R1为电容充电；而在放电时截止，以达到减小充电时间降低占空比的效果。
四种555定时器方波电路
01
占空比可调的方波发生器
CB555定时器的工作原理表如下：
CB555定时器工作原理表
利用CB555定时器设计方波电路原理图
占空比可调的方波信号发生器分析如上图所示，电路只要一加上电压VDD，振荡器便起振。刚通电时，由于C上的电压不能突变，即2脚电位的起始电平为低电位，使555置位，3脚呈高电平。C通过AR、D1对其充电，充电时间CRtA7.0-充。压充到阈值电平2/3VDD时，555复位，3脚转呈低电平，此时C通过Dl、RB、555内部的放电管放电，放电时间CRtB7.0-放。则振荡周期为放充ttT。
02
555定时器的方波发生器
这是一个无线电信号线路和电视的最有用的方波发生器项目。方波是最适合用于测试信号的中频(IF)地带，将通过中频变压器没有任何衰减，不管是什么电路的调谐频率。
555TImer是配置非稳态运行，这意味着它将触发本身作为一个多谐振荡器自由运行。计时元件电阻R1、R2和电容器(C1~C6)的值已在下图标出；六个电容器分别产生六种频率，即1Hz、10Hz、100Hz、1kHz、10kHz、100kHz。
03
秒信号的发生电路
秒信号发生电路由集成电路555定时器与RC组成的多谐振荡器构成。需要的芯片有集成电路555定时器，还有电阻和电容。下图为其电路图：
振荡电路是数字钟的核心部分，它的频率和稳定性直接关系到表的精度。因此选择555定时器构成的多谐振荡器，其中电容C1为47微法，C2为0.01微法，两个电阻R1=R2=10K欧姆。此时在电路的输出端就得到了一个周期性的矩形波，其振荡频率为：
f=1.43/[(R1+2R2)C]
由公式代入R1，R2和C的值得，f=1Hz，即其输出频率为1Hz的矩形波信号。
04
555定时器实现波形发生器
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2VCC/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，使输出为低电平。
多谐振荡器原理图
THR和TRI分别为基准电压为2VCC/3和VCC/3的两个比较器；当初始电容C1两端的电压值小于VCC/3时，输出端输出高电平，则在输出端和C1之间产生电位差，于是通过二极管D1给电容充电，在C1两端电压小于2VCC/3时输出端一直输出高电平；当电容两端电压由充电上升到2VCC/3时，555定时器输出端输出低电平，此时电容C1两端的电压高于输出端，于是电容放电，直到电容两端电压降到VCC/3，输出端电压变为高电平，于是产生稳定的方波。
其中占空比和方波的频率由两个电位器来调节。充电的时间由电流的大小决定，即由充放电的电路中的电阻大小所决定，故可通过调节充电和放电电路中的电阻的大小来调节方波的占空比和频率。
(1)积分电路
通过运算放大器构成的反相积分器。通过积分电路可将方波滤成三角波。
(2)RC低通滤波
通过对电容C4的充电和放电，可将规则三角波滤成规则的正弦波。
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一、功能概述
集成时基电路又称为集成定时器或555电路，是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，应用十分广泛。它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，由于内部电压标准使用了三个5K电阻，故取名555电路。
555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，使用灵活，逻辑功能强，内部的比较器灵敏度较高,而且采用差分电路形式,用其构成的多谐振荡器的振荡频率受电源电压和温度的影响很小,可以很方便的组成各种自己所需的电路。
二、555定时器集成芯片引脚图
三、555定时器集成芯片引脚功能
1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。
2脚：低触发端TL，该脚电压小于1/3 VCC时有效。
3脚：输出端OUT。
4脚：直接清零端RST。当此端接低电平时，则时基电路不工作，此时不论TL、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端正常工作时应接高电平。
5脚：CO为控制电压端。若此脚外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该脚不用时，应将该脚串入一只0.01μF(103)瓷片电容接地，以防引入高频干扰。
6脚：高触发端TH，该脚电压大于2/3 VCC时有效。
7脚：放电端。该端与放电管T的集电极相连，用做定时器时电容的放电引脚。
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。
四、555定时器集成芯片的内部结构
它内部包括两个电压比较器，三个5K等值串联电阻，一个 RS 触发器(由G1和G2构成)，一个放电三极管T 及功率输出级。它提供两个基准电压VR2(1/3 VCC) 和VR1(2/3 VCC)，如下图所示。
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T的状态。在电源与地之间加上电压，且当5脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为2/3VCC，C2反相输入端的电压为1/3VCC。若低触发输入端 TL的电压小于1/3 VCC，则比较器C2的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1，即输出高电平。如果高触发端TH的电压大于 2/3 VCC，同时 TR端的电压大于1/3 VCC，则 C1 的输出为 0，C2 的输出为 1，可将 RS 触发器置 0，使输出端OUT=0，即输出低电平。
综上所述，在8脚接电源VCC，1脚接地，5脚未外接电压，555时基电路的逻辑功能表如下：
只有彻底理解了这个功能图，才能灵活运用555集成芯片设计产品。
五、仿真测试
为了测试555定时器的功能，我们采用电子仿真软件MultisimV11.0进行搭建仿真电路测试，如下图所示。
当A点电位为0V时，555定时器低触发端(2脚)有效，3脚输出高电平，LED1被点亮。
调节电位器R3，可以改变A点的电位(0到5V可变)。
当A点的电位从0开始上升，一直到4V(2/3 VCC)时，555定时器高触发端(6脚)有效，555定时器3脚才发生跳变输出为0V，LED1被熄灭，如下图所示。
当A点的电位继续上升到5V，555定时器3脚输出电平将保持不变。
如果让A点的电位从5V开始下降，一直下降到2V时，555定时器低触发端(2脚)有效，3脚输出高电平，LED1被点亮。
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