1/8 篇名 時脈產生器之555系列晶片 作者 曾一雄市立高雄高工資訊三甲 蔡育宗市立高雄高工資訊三甲 楊順弘市立高雄高工資訊三甲 PDF created with pdfFactory Pro trial version 時脈產生器之555 系列晶片 2/8 壹●前言 555 系列晶片乃Signetics 公司於1972 年首次推出，很快的就普及全球555 的主要 功能是做為方波產生器、振盪器或計時器，是數位電路常使用的元件555 通常做成 DIP形式出售，一共有 8pin，也有兩個 555 封裝在一顆IC 內的型式，稱為 556，其功 能等同於兩顆獨立的555一般常見的555 計時晶片有 SE555、NE555、LM555…等， 不同公司所生產型號不同，但用法均相同我們將針對LMC555 和NE555 來做介紹 貳●正文 01. LMC555 其主要特性有： A.在5V的供應電源下，消耗功率小於1mW B.無穩態多階振盪模式頻率最高可達3MHz C.即使供應電壓只有1.5V，也能正常運作 D.在5V的供應電源下，輸出完全相容於TTL和CMOS模式 E.極小的電流即可觸發reset、trigger、threshold。
F.對溫度的穩定性極高 G.和SE555/NE555/LM555系列腳位相容 H.有8pin的msop封裝和8-Bump micro SMD封裝註一) 02. 接腳說明 LMC555 接腳圖及內部方塊圖如圖1 及圖2所示，以下將針對每隻接腳的功能作說明 PDF created with pdfFactory Pro trial version 時脈產生器之555 系列晶片 3/8 (註二) A.Pin1接地(Ground)：接電源負極 B.Pin2觸發(Trigger)：當Pin2之電壓低於1/3Vcc時，會令Output輸出高電位及Pin7對地 開路 C.Pin3輸出(Output)：輸出腳，由Pin2、4、6控制其為高電位或低電位 D.Pin4重置(Reset)：Pin4之電壓小於0.4V時，Output之輸出為低電位、Pin7對地短路 所以不使用Pin4時，應接於1V以上之電壓 E.Pin5控制電壓(Control Voltage)：Pin5直接與比較器的參考電壓相通，充許由外界 電路改變Pin2、Pin6之動作電壓平時多接一個0.01μF以上之電容到Ground，以避免 雜訊干擾。
F.Pin6臨界(Threshold)：Pin6之電壓高於2/3Vcc時，會使Output低電位、Pin7對地短路 G.Pin7放電(Discharge)：與Output同步動作當Output輸出高電位時，Pin7對地地開路； Output輸出低電位時，Pin7對地短路 H.Pin8(+Vcc)：電壓輸入，最大可至15V註三) 03. 相關應用 LMC555的應用範圍很廣，但一般多應用於單穩態多諧振盪器（Monostable Mutlivibrator）及無穩態多諧振盪器(Astable Multivibrator) PDF created with pdfFactory Pro trial version 時脈產生器之555 系列晶片 4/8 A 單穩態多諧振盪器（Monostable Mutlivibrator） 單穩態多諧振盪器電路如圖3所示， 其作動為當開關SW壓一下 （Pin2接地） 時， Output 腳位會由原本的低電位，輸出T秒的高電位，T由式(1)計算，隨後恢復為低電位，待 Pin2再次觸發才會再作動，可於負載後串聯一個LED到Ground實驗 圖3. 單穩態電路 T=1.1 x R1 x C1 （R1範圍：10kΩ~1MΩ、C1範圍：100pF~1000μF） B 無穩態多諧振盪器(Astable Multivibrator) 圖圖 5. 波形及公式波形及公式(註四) PDF created with pdfFactory Pro trial version 時脈產生器之555 系列晶片 5/8 無穩態多階振盪器的即為方波產生器，其電路可分成基本型及精簡型，如圖 4、圖 6 所示。
其差別在於基本型之高位及低位輸出時間比例可以調整，如圖 5 所示； 而精簡型之高位及低位輸出時間比例固定為 1:1，如圖 7 所示註五) PDF created with pdfFactory Pro trial version 時脈產生器之555 系列晶片 6/8 NE555時基電路封形式有兩種，一是DIP雙列直插8腳封裝，另一種是SOP-8小型 （SMD）封裝形式NE555屬于CMOS工藝製造，下面我們將對其進行介紹 圖8.NE555外型圖 圖9.內部功能原理框圖 圖8是NE555的外形圖，圖9是它的內部功能原理框圖，圖10是它的內部等效電路 NE555的內部中心電路是三極管Q15和Q17加正回饋組成的RS觸發器輸入控制端有 直接重置Reset端，通過比較器A1，重置控制端的TH、比較器A2置位控制的T輸出 端為F，另外還有集電極開路的放電管DIS它們控制的優先權是R、T、TH 圖10.內部等效電路 PDF created with pdfFactory Pro trial version 時脈產生器之555 系列晶片 7/8 圖11.無穩態工作模式 圖12.脈寬調制電路 圖13.脈寬調制電路 圖14.單穩態工作模式 NE555的極限參數 電源電壓 允許功率 工作溫度 儲存溫度 最高溫度 +18V 600mW -10—+70℃ 軍用 -55—+125℃ -65—+150℃ 300℃ 表1 表1是NE555的極限參數，不同的封裝形式及不同的生產廠商的器件這些參數不盡相 同，極限參數是指在不損壞器件的情況下，廠商保証的界限，並非可以工作的條件，如 果超過某一環境下使用，其間的安全性將不會得到保証，這使用中應加以注意。
註六) 叁●結論 跟著科技的進步，555 系列晶片也跟著越來越精密，利用NE555可以組成相當多的 應用電路 ， 甚至多達數百種應用電路 ， 在各類書刊中均有介紹 ， 例如家用電器控制裝置、 門鈴、報警器、信號發生器、自動控制裝置及其它應用電路都有著廣泛的應用，這是因 為NE555巧妙地將模擬電路和數字電路結合在一起的緣故 而LMC555 比 NE555 更加 的穩定、省電、可產生的振盪頻率也較高，不過相對的價格也比較高，現在也有PDF created with pdfFactory Pro trial version 時脈產生器之555 系列晶片 8/8 更好的時脈產生器 CY28551，可以透過硬體控制進行組態設定、低功耗、超頻功 能，以及具備低電源差動緩衝器(differential buffer)、監控計時器(watchdog timer)，可進行系統重設與自動重新開機等新產品具備 64 接腳 QFN 封裝 (CY28551)，以及與 56 接腳 QFN 封裝 肆●引註資料 註一、蔡朝洋編著，電子學實驗，全華科技圖書股份有份公司，2002 註二、陳清良編著，電子電路，龍騰文化事業公司 註三、陳日昇 賴瑞昌 劉新民編著，電子電路實習總複習，科友圖書股份有限公司 註四、電子工程專 註五、http://designer.mech.yzu.edu.tw/article/articles/technical/file/(2003-04-02).pdf 註六、強聯單片機科技有限公司 /readnews.asp?newsid=669 PDF created with pdfFactory Pro trial version 。