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1、 555定时器及其应用555定时器是一种中规模的集成定时器，应用非常广泛。通常只需外接几个阻容元件，就可以构成各种不同用途的脉冲电路，如多谐振荡器、单稳态触发器以及施密特触发器等。555定时器有TTL集成定时器和CMOS集成定时器，它们的逻辑功能与外引线排列都完全相同。TTL型号最后数码为555，CMOS型号最后数码为7555。一、555的结构组成和工作原理555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的器件，下图为其内部组成和引脚图。 内部电路原理图 等效逻辑图 引脚图 由图知，电路由一个分压器，两个电压比较器，一个R-S触发器，一个功率输出级和一个放电晶体管组成。 比较器A1为上比较器，由BG
2、1BG8组成，它是由一个NPN管的复合结构做输出级的两级差分放大器。上比较器的反相输入端固定设置在2/3VCC上，它的同相输入端脚称作阈值端（或高触发端），常用来测外部时间常数回路电容上的电压。比较器A2为下比较器，由BG9BG13组成，它是由一个PNP管组成的复合输出级的差分放大器。上比较器的同相输入端固定设置在1/3VCC上，反向入端脚称作触发输入端，用来启动电路。电路中的比较器的主要功能是对输入电压和分压器形成的基准电压进行比较，把比较的结果用高电平1 或低电平0 两种状态在其输出端表现出来。555 电路中的R-S触发器是由两个与非门交叉连接，上图中是由BG14BG18构成。其中BG15
3、和BG14的基极分别受上比较器和下比较器的输出端控制。A1控制R端，A2控制S端。为了使R-S 触发器直接置零，触发器还引出一个端，只要在端置入低电平0，不管触发器原来处于什么状态，也不管它输入端加的是什么信号，触发器会立即置零，即Q=O=Uo所以端也称为总复位端。BG18BG21构成功率输出级，脚为输出端，能输出最大为200mA的电流，故课直接驱动小型电机、继电器、地租扬声器等功率负荷。BG22是复位放大器。555 电路中特设了一个放电开关，它就是三极管BG23。当555 电路输出端电平Uo =0 时，Q=1, BG23处于导通状态;当输出端电平Uo =1 时，Q=0 , BG23 处于截止
4、状态，相当于端开路。因此三极管BG23 起到了一个开关的作用。当Uo= 0 时，开关闭合，为电容提供了一个接地的放电通路;当Uo = 1 时，开关断开， 端开路，电容器不能放电。R7、R8、R9是三只精密度高的5K的电阻，三只电阻构成了一个电阻分压器，为上比较器和下比较器提供基准电压，因为分压器的三个电阻是5K，“555”因此而得名。555的脚称为“控制端”，它是上比较器的基准电压端。若此端外接电压源，则比较器的基准电压由外接电压源所决定，从而实现了外电压控制，如果脚不接外部电压源，则上、下比较器的基准电压分别是2/3VCC和1/3VCC。若脚接6伏的电压源，则上比较器的基准电压就是6伏，而下
5、比较器的基准电压为外接电压源的一半，为3伏。如果脚接一交变电压，则上比较器和下比较器的基准电压都随时间而变化，从而使外部定时元件的充放电时间也随之变化，可以起到调制的作用。当脚不接外部电压时，通常接入一个0.010.1微法的电容至地，以防外接干扰。脚为电源正极，电源电压范围是4.518伏，脚为电源负极（地）端。工作原理： 当脚电位高于2/3VCC，脚高于1/3VCC时，上比较器输出为高电平，下比较器输出为低电平，因而-触发器中的截止，BG14和BG16导通，Q高电平，脚输出为低电平。放电晶体管BG23导通，即使脚电位变低，此状态也一直保持不变，直到脚输入触发信号。 当脚电位低于2/3VCC，脚
6、低于1/3VCC时，A1输出为低电平，A2输出为高电平。因而Q为低电平，脚输出为高电平，截止。当脚电位低于2/3VCC，脚高于1/3VCC时，上比较器输出为低电平，下比较器输出为高电平，此时状态保持不变，脚输出及状态也不变。当当脚电位高于2/3VCC，脚低于1/3VCC时，上比较器输出为高电平，下比较器输出也为高电平，此时脚输出低电平，导通。 555定时器的逻辑功能 R S Q 端 1 1 0 接地 0 0 1 开路 0 1 Q 保持 1 0 不定 不定 555定时器功能表 输入 输出 阈值输入脚 阈值输入脚 复位输入（脚） 脚输出 脚 L L 导通 VREF1 VREF1 VREF2 H L
7、 导通 VREF2 H 不变 不变 VREF1 VREF2 H L 导通VREF1=2/3VCC VREF2=1/3VCC从简化的内部电路结构和逻辑功能表中可以看出，555 电路有以下几个特点:两个输入端触发电平的要求不同。在 输入端加上大于2/3Vcc( 或Vc)，可以把触发器置于O状态，即Uo = 0 。在端加上小于2/3Vcc( 或VCC/2)的电压时可3以把触发器置于1 状态，即Uo =1。复位端低电平有效，平时应为高电平。对于放电开关端，当UO为低电平时， 端接地;当Uo为高电平时， 对地开路。 TTL与CMOS型的555主要参数比较两者的比较：CMOS型555的输出脉冲的上升沿和下
8、降沿比TTL的要陡，变换时间短；在传输过渡时间里产生的尖峰电流小；输入阻抗比TTL型的555要高出几个数量级；驱动能力比TTL的要差。一般来说，在要求定时长，功耗小，负载轻的场合，宜选用CMOS型的555，而在要求负载重，驱动电流大，电压高的场合，宜选用TTL型的555。 555定时器及其应用分析ne555内部结构原理555定时器由3个阻值为5k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、放电三极管TD和缓冲反相器G4组成。虚线边沿标注的数字为管脚号。其中，1脚为接地端；2脚为低电平触发端，由此输入低电平触发脉冲；6脚为高电平触发端，由此输入高电平触发脉冲；4脚为复位端，输入
9、负脉冲（或使其电压低于0.7V）可使555定时器直接复位；5脚为电压控制端，在此端外加电压可以改变比较器的参考电压，不用时，经0.01uF的电容接地，以防止引入干扰；7脚为放电端，555定时器输出低电平时，放电晶体管TD导通，外接电容元件通过TD放电；3脚为输出端，输出高电压约低于电源电压1V3V，输出电流可达200mA，因此可直接驱动继电器、发光二极管、指示灯等；8脚为电源端，可在5V18V范围内使用。555定时器工作时过程分析如下：5脚经0.01uF电容接地，比较器C1和C2的比较电压为：UR1=2/3VCC、UR2=1/3VCC。当VI12/3VCC，VI21/3VCC时，比较器C1输出
10、低电平，比较器C2输出高电平，基本RS触发器置0，G3输出高电平，放电三极管TD导通，定时器输出低电平。当VI12/3VCC，VI21/3VCC时，比较器C1输出高电平，比较器C2输出高电平，基本RS触发器保持原状态不变，555定时器输出状态保持不来。当VI12/3VCC，VI21/3VCC时，比较器C1输出低电平，比较器C2输出低电平，基本RS触发器两端都被置1，G3输出低电平，放电三极管TD截止，定时器输出高电平。当VI12/3VCC，VI21/3VCC时，比较器C1输出高电平，比较器C2输出低电平，基本RS触发器置1，G3输出低电平，放电三极管TD截止，定时器输出高电平。NE555电路的
11、应用和工作方式 555电路在应用和工作方式上一般可归纳为3类。每类工作方式又有很多个不同的电路。 在实际应用中，除了单一品种的电路外，还可组合出很多不同电路，如：多个单稳、多个双稳、单稳和无稳，双稳和无稳的组合等。这样一来，电路变的更加复杂。为了便于我们分析和识别电路，更好的理解555电路，这里我们这里按555电路的结构特点进行分类 和归纳，把555电路分为3大类、8种、共18个单元电路。每个电路除画出它的标准图型，指出他们的结构特点或识别方法外，还给出了计算公式和他们的用途。方便大家识别、分析555电路。下面将分别介绍这3类电路。l 单稳类电路 第1种（图1）是人工启动单稳，又因为定时电阻定
12、时电容位置不同而分为2个不同的单元，并分别以1.1.1 和1.1.2为代号。他们的输入端的形式，也就是电路的结构特点是：“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。第2种（图2）是脉冲启动型单稳，也可以分为2个不同的单元。他们的输入特点都是“RT-7.6-CT”，都是从2端输入。1.2.1电路的2端不带任何元件，具有最简单的形式；1.2.2电路则带有一个RC微分电路。l 双稳类电路 这里我们将对555双稳电路工作方式进行总结、归纳。555双稳电路可分成2种。第一种（见图1）是触发电路，有双端输入（2.1.1）和单端输入（2.1.2）2个单元。单端比较器（2.1.2）可以是6端固定，2段输入
13、；也可是2端固定，6端输入。第2种（见图2）是施密特触发电路，有最简单形式的（2.2.1）和输入端电阻调整偏置或在控制端（5）加控制电压VCT以改变阀值电压的（2.2.2）共2个单元电路。双稳电路的输入端的输入电压端一般没有定时电阻和定时电容。这是双稳工作方式的结构特点。2.2.2单元电路中的C1只起耦合作用，R1和R2起直流偏置作用。第3种（图3）是压控振荡器。单稳型压控振荡器电路有很多，都比较复杂。为简单起见，我们只把它分为2个不同单元。不带任何辅助器件的电路为1.3.1；使用晶体管、运放放大器等辅助器件的电路为1.3.2。图中列出了2个常用电路。l 无稳类电路 第三类是无稳工作方式。无稳电路就是多谐振荡电路，是555电路中应用最广的一类。电路的变化形式也最多。为简单起见，也把它分为三种。 第一种（见图1）是直接反馈型，振荡电阻是连在输出端VO的。第二种（见图2）是间接反馈型，振荡电阻是连在电源VCC上的。其中第1个单元电路（3.2.1）是应用最广的。第2个单元电路（3.2
