555定時(shí)器是一種多用途的數(shù)字-模擬混合集成電路，利用它能極方便地構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器。由于使用靈活、方便，所以555定時(shí)器在波形的產(chǎn)生與變換、測(cè)量與控制、家用電器、電子玩具等許多領(lǐng)域中都得到了應(yīng)用。

　　圖1是國(guó)產(chǎn)雙極性定時(shí)器CB555的電路結(jié)構(gòu)圖。它由比較器C1 和C2 、基本RS觸發(fā)器和集電極開路的放電三極管 TD 三部分組成。

　　Vi1 ：比較器C1 的輸入端（也稱閾值端，用TH標(biāo)注）

　　Vi2 ：比較器C2 的輸入端（也稱觸發(fā)端，用 /T/R 標(biāo)注）

　　C 1和C2 的參考電壓（電壓比較的基準(zhǔn)） VR1 和 VR2 由Vcc 經(jīng)三個(gè)5kΩ電阻分壓給出。（在控制電壓輸入端 Vco 懸空時(shí)，VR1=1/3Vcc ， VR2=2/3Vcc 。如果 Vco 外接固定電壓，則 VR1=Vco，VR2=1/2Vco）

　　/RD 是置零輸入端， /RD=0 則輸出端 Vo=0 ，不受其他輸入狀態(tài)的影響。正常工作時(shí)必須使 /RD=1 。圖中的數(shù)碼1～8為器件引腳的編號(hào)。通過(guò)分析可以得到如下所示的CB555的功能表。

　　為了提高電路的帶負(fù)載能力，還在輸出端設(shè)置了緩沖器G4 。 如果將 V‘o 端經(jīng)過(guò)電阻接到電源上，那么只要這個(gè)電阻的阻值足夠大， Vo為高電平時(shí) V’o 也一定為高電平，Vo為低電平時(shí) V‘o 也一定為低電平。555定時(shí)器能在很寬的電源電壓范圍內(nèi)工作，并可承受較大的負(fù)載電流。雙極性555定時(shí)器的電源電壓范圍為5～16 V，最大的負(fù)載電流達(dá)200mA。CMOS型7555定時(shí)器的電源電壓范圍為3～18 V，但最大負(fù)載電流在4mA以下。

　　可以設(shè)想，如果使 Vc1 和 Vc2 的低電平信號(hào)發(fā)生在輸入電壓信號(hào)的不同電平，那么輸出與輸入之間的關(guān)系將為施密特觸發(fā)特性；如果在Vi2加上一個(gè)低電平觸發(fā)信號(hào)以后，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間能在 Vc1端自動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)低電平信號(hào)，就可以得到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；如果能使 Vc1和 Vc2 的低電平信號(hào)交替地反復(fù)出現(xiàn)，就可以得到多諧振蕩器。

　　555定時(shí)器的工作模式

　　555定時(shí)器是一種集成電路芯片，常被用于定時(shí)器、脈沖發(fā)生器和震蕩電路。555可被作為電路中的延時(shí)器件、觸發(fā)器或起振元件。

　　555定時(shí)器可工作在三種工作模式下：

　　單穩(wěn)態(tài)模式：在此模式下，555功能為單次觸發(fā)。應(yīng)用范圍包括定時(shí)器，脈沖丟失檢測(cè)，反彈跳開關(guān)，輕觸開關(guān)，分頻器，電容測(cè)量，脈沖寬度調(diào)制（PWM）等。

　　無(wú)穩(wěn)態(tài)模式：在此模式下，555以振蕩器的方式工作。這一工作模式下的555芯片常被用于頻閃燈、脈沖發(fā)生器、邏輯電路時(shí)鐘、音調(diào)發(fā)生器、脈沖位置調(diào)制（PPM）等電路中。如果使用熱敏電阻作為定時(shí)電阻，555可構(gòu)成溫度傳感器，其輸出信號(hào)的頻率由溫度決定。

　　雙穩(wěn)態(tài)模式（或稱施密特觸發(fā)器模式）：在DIS引腳空置且不外接電容的情況下，555的工作方式類似于一個(gè)RS觸發(fā)器，可用于構(gòu)成鎖存開關(guān)。

　　在單穩(wěn)態(tài)工作模式下，555定時(shí)器作為單次觸發(fā)脈沖發(fā)生器工作。當(dāng)觸發(fā)輸入電壓降至VCC的1/3時(shí)開始輸出脈沖。輸出的脈寬取決于由定時(shí)電阻與電容組成的RC網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間常數(shù)。當(dāng)電容電壓升至VCC的2/3時(shí)輸出脈沖停止。根據(jù)實(shí)際需要可通過(guò)改變RC網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間常數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)脈寬。

　　555是一個(gè)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，輸入一個(gè)低點(diǎn)位脈沖，則輸出某一寬度的高電位方波脈沖，其方波脈沖寬度與R3C2有如下關(guān)系

　　tp = 1.1 R3C2

　　12V穩(wěn)壓管上端的波形（即555輸入端2的波形）如下：

　　用555定時(shí)器觸發(fā)相位控制

　　用555定時(shí)器觸發(fā)相位控制

　　一旦555輸出端有方波輸出，晶閘管的觸發(fā)極就通過(guò)晶體管G2接地，而不導(dǎo)通。方波消失后，觸發(fā)極為高電位，晶閘管就處于導(dǎo)通狀態(tài)。

　　將R3加大，會(huì)使tp增大，導(dǎo)通角變小，負(fù)載得到的功率變小。反之負(fù)載得到的功率變大。

　　看來(lái)， 應(yīng)該出去晶體管G1，它在這里不起任何作用。電容器C1（47μF ）也應(yīng)除去，否則555的輸入2端不會(huì)有脈沖下降沿出現(xiàn)了。

　　建議：為了安全，控制電路應(yīng)與主電路隔離。方法是加入一個(gè)適合控制電壓的降壓變壓器，再用4個(gè)1N4001取代1N4007。

　　555定時(shí)器的應(yīng)用

　　1、555定時(shí)器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

　　上圖1為由555定時(shí)器和外接定時(shí)元件R、C構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。D為鉗位二極管，穩(wěn)態(tài)時(shí)555電路輸入端處于電源電平，內(nèi)部放電開關(guān)管T導(dǎo)通，輸出端Vo輸出低電平，當(dāng)有一個(gè)外部負(fù)脈沖觸發(fā)信號(hào)加到Vi端。并使22端電位瞬時(shí)低于1/3Vcc，低電平比較器動(dòng)作，單穩(wěn)態(tài)電路即開始一個(gè)穩(wěn)態(tài)過(guò)程，電容C開始充電，Vc按指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)。當(dāng)Vc充電到2/3Vcc時(shí)，高電平比較器動(dòng)作，比較器A1翻轉(zhuǎn)，輸出Vo從高電平返回低電平，放電開關(guān)管T重新導(dǎo)通，電容C上的電荷很快經(jīng)放電開關(guān)管放電，暫態(tài)結(jié)束，恢復(fù)穩(wěn)定，為下個(gè)觸發(fā)脈沖的來(lái)到作好準(zhǔn)備。波形圖見(jiàn)圖2。

　　暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時(shí)間Tw（即為延時(shí)時(shí)間）決定于外接元件R、C的大小。

　　Tw=1.1RC

　　通過(guò)改變R、C的大小，可使延時(shí)時(shí)間在幾個(gè)微秒和幾十分鐘之間變化。當(dāng)這種單穩(wěn)態(tài)電路作為計(jì)時(shí)器時(shí)，可直接驅(qū)動(dòng)小型繼電器，并可采用復(fù)位端接地的方法來(lái)終止暫態(tài)，重新計(jì)時(shí)。此外需用一個(gè)續(xù)流二極管與繼電器線圈并接，以防繼電器線圈反電勢(shì)損壞內(nèi)部功率管。

　　2、555定時(shí)器組成施密特觸發(fā)器

　　電路如圖3所示，只要將腳2和6連在一起作為信號(hào)輸入端，即得到施密特觸發(fā)器。圖4畫出了Vs、Vi和Vo的波形圖。

　　設(shè)被整形變換的電壓為正弦波Vs，其正半波通過(guò)二極管D同時(shí)加到555定時(shí)器的2腳和六腳，得到的Vi為半波整流波形。當(dāng)Vi上升到2/3Vcc時(shí)，Vo從高電平轉(zhuǎn)換為低電平；當(dāng)Vi下降到1/3Vcc時(shí)，Vo又從低電平轉(zhuǎn)換為高電平。

　　回差電壓：

　　△V=2/3Vcc-1/3Vcc=1/3Vcc

　　3、555定時(shí)器構(gòu)成多諧振蕩器

　　如圖5，由555定時(shí)器和外接元件R1、R2、C構(gòu)成多諧振蕩器，腳2與腳6直接相連。電路沒(méi)有穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個(gè)暫穩(wěn)態(tài)，電路亦不需要外接觸發(fā)信號(hào)，利用電源通過(guò)R1、R2向C充電，以及C通過(guò)R2向放電端Dc放電，使電路產(chǎn)生振蕩。電容C在2/3Vcc和1/3Vcc之間充電和放電，從而在輸出端得到一系列的矩形波，對(duì)應(yīng)的波形如圖6所示。

　　輸出信號(hào)的時(shí)間參數(shù)是： T=tw1+tw2

　　tw1=0.7（R1+R2）C

　　tw2=0.7R2C

　　其中，tw1為VC由1/3Vcc上升到2/3Vcc所需的時(shí)間，tw2為電容C放電所需的時(shí)間。

　　555電路要求R1與R2均應(yīng)不小于1KΩ，但兩者之和應(yīng)不大于3.3MΩ。

　　外部元件的穩(wěn)定性決定了多諧振蕩器的穩(wěn)定性，555定時(shí)器配以少量的元件即可獲得較高精度的振蕩頻率和具有較強(qiáng)的功率輸出能力。因此，這種形式的多諧振蕩器應(yīng)用很廣。

　　4、555定時(shí)器組成占空比可調(diào)的多諧振蕩器

　　電路如圖7，它比圖5電路增加了一個(gè)電位器和兩個(gè)引導(dǎo)二極管。D1、D2用來(lái)決定電容充、放電電流流經(jīng)電阻的途徑（充電時(shí)D1導(dǎo)通，D2截止；放電時(shí)D2導(dǎo)通，D1截止）。

　　占空比

　　可見(jiàn)，若取RA=RB，電路即可輸出占空比為50℅的方波信號(hào)。