555定時器是美國Signetics公司1972年研制的用于取代機械式定時器的中規(guī)模集成電路，因輸入端設(shè)計有三個5kΩ的電阻而得名。此電路后來竟風(fēng)靡世界。目前，流行的產(chǎn)品主要有4個：BJT兩個：555，556（含有兩個555）；CMOS兩個：7555，7556（含有兩個7555）。

初識555定時器

555定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極型（TTL）工藝制作的稱為 555，用 互補金屬氧化物（CMOS ）工藝制作的稱為 7555，除單定時器外，還有對應(yīng)的雙定時器 556/7556。555 定時器的電源電壓范圍寬，可在 4.5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 工作，輸出驅(qū)動電流約為 200mA，因而其輸出可與 TTL、CMOS 或者模擬電路電平兼容。

555 芯片是極其多用途的芯片，有著多達(dá)數(shù)百的不同應(yīng)用包括時基計時或是開關(guān)以及電壓控制的振蕩器和調(diào)節(jié)器。

對于接觸過數(shù)字電路或者模擬電路的人來說，555芯片絕對算的上是經(jīng)典的。憑借著其低廉的成本和可靠的性能，廣泛的被應(yīng)用到各種電器上，包括儀器儀表、家用電器、電動玩具、自動控制。

555定時器的引腳圖

它的各個引腳功能如下：

1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。

2腳：低觸發(fā)端TL，該腳電壓小于1/3 VCC時有效。

3腳：輸出端OUT。

4腳：直接清零端RST。當(dāng)此端接低電平時，則時基電路不工作，此時不論TL、TH處于何電平，時基電路輸出為“0”，該端正常工作時應(yīng)接高電平。

5腳：CO為控制電壓端。若此腳外接電壓，則可改變內(nèi)部兩個比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該腳不用時，應(yīng)將該腳串入一只0.01μF（103）瓷片電容接地，以防引入高頻干擾。

6腳：高觸發(fā)端TH，該腳電壓大于2/3 VCC時有效。

7腳：放電端。該端與放電管T的集電極相連，用做定時器時電容的放電引腳。

8腳：外接電源VCC，雙極型時基電路VCC的范圍是4.5 -16V，CMOS型時基電路VCC的范圍為3-18V，一般用5V。

555定時器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

它內(nèi)部包括兩個電壓比較器，三個5K等值串聯(lián)電阻，一個 RS 觸發(fā)器(由G1和G2構(gòu)成)，一個放電三極管T 及功率輸出級。它提供兩個基準(zhǔn)電壓VR2(1/3 VCC) 和VR1(2/3 VCC)，如下圖所示。

555 定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的輸出電壓控制RS 觸發(fā)器和放電管T的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，且當(dāng)5腳懸空時，則電壓比較器 C1 的同相輸入端的電壓為2/3VCC，C2反相輸入端的電壓為1/3VCC。若低觸發(fā)輸入端 TL的電壓小于1/3 VCC，則比較器C2的輸出為 0，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1，即輸出高電平。如果高觸發(fā)端TH的電壓大于 2/3 VCC，同時 TR端的電壓大于1/3 VCC，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發(fā)器置 0，使輸出端OUT=0，即輸出低電平。

綜上所述，在8腳接電源VCC，1腳接地，5腳未外接電壓的條件下，555時基電路的邏輯功能表如下：

555定時器三種工作模式

1、單穩(wěn)態(tài)模式

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

2、無穩(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電阻，555可構(gòu)成溫度傳感器，其輸出信號的頻率由溫度決定

3、雙穩(wěn)態(tài)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RS觸發(fā)器，可用于構(gòu)成鎖存開關(guān)

555可實現(xiàn)的功能

1、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器（用于定時延時整形及一些定時開關(guān)中）

2、多諧振蕩器（組成信號產(chǎn)生電路）

3、施密特觸發(fā)器（用于TTL系統(tǒng)的接口，整形電路或脈沖鑒幅）

555常見應(yīng)用及原理解析

單穩(wěn)類電路

單穩(wěn)工作方式，它可分為3種。見圖示。

第1種（圖1）是人工啟動單穩(wěn)，又因為定時電阻定時電容位置不同而分為2個不同的單元，并分別以1.1.1 和1.1.2為代號。他們的輸入端的形式，也就是電路的結(jié)構(gòu)特點是：“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。

第2種（圖2）是脈沖啟動型單穩(wěn)，也可以分為2個不同的單元。他們的輸入特點都是“RT-7.6-CT”，都是從2端輸入。1.2.1電路的2端不帶任何元件，具有最簡單的形式；1.2.2電路則帶有一個RC微分電路。

第3種（圖3）是壓控振蕩器。單穩(wěn)型壓控振蕩器電路有很多，都比較復(fù)雜。為簡單起見，我們只把它分為2個不同單元。不帶任何輔助器件的電路為1.3.1；使用晶體管、運放放大器等輔助器件的電路為1.3.2。圖中列出了2個常用電路。

雙穩(wěn)類電路

這里我們將對555雙穩(wěn)電路工作方式進(jìn)行總結(jié)、歸納。555雙穩(wěn)電路可分成2種。

第一種（見圖1）是觸發(fā)電路，有雙端輸入（2.1.1）和單端輸入（2.1.2）2個單元。單端比較器（2.1.2）可以是6端固定，2段輸入；也可是2端固定，6端輸入。

第2種（見圖2）是施密特觸發(fā)電路，有最簡單形式的（2.2.1）和輸入端電阻調(diào)整偏置或在控制端（5）加控制電壓VCT以改變閥值電壓的（2.2.2）共2個單元電路。

雙穩(wěn)電路的輸入端的輸入電壓端一般沒有定時電阻和定時電容。這是雙穩(wěn)工作方式的結(jié)構(gòu)特點。2.2.2單元電路中的C1只起耦合作用，R1和R2起直流偏置作用。

無穩(wěn)類電路

第三類是無穩(wěn)工作方式。無穩(wěn)電路就是多諧振蕩電路，是555電路中應(yīng)用最廣的一類。電路的變化形式也最多。為簡單起見，也把它分為三種。

第一種（見圖1）是直接反饋型，振蕩電阻是連在輸出端VO的。

第二種（見圖2）是間接反饋型，振蕩電阻是連在電源VCC上的。其中第1個單元電路（3.2.1）是應(yīng)用最廣的。第2個單元電路（3.2.2）是方波振蕩電路。第3、4個單元電路都是占空比可調(diào)的脈沖振蕩電路，功能相同而電路結(jié)構(gòu)略有不同，因此分別以3.2.3a 和3.2.3b的代號。

第三種(見圖3)是壓控振蕩器。由于電路變化形式很復(fù)雜，為簡單起見，只分成最簡單的形式（3.3.1）和帶輔助器件的(3.3.2)兩個單元。圖中舉了兩個應(yīng)用實例。

無穩(wěn)電路的輸入端一般都有兩個振蕩電阻和一個振蕩電容。只有一個振蕩電阻的可以認(rèn)為是特例。例如：3.1.2單元可以認(rèn)為是省略RA的結(jié)果。有時會遇上7.6.2三端并聯(lián)，只有一個電阻RA的無穩(wěn)電路，這時可把它看成是3.2.1單元電路省掉RB后的變形。

以上歸納了555的3類8種18個單元電路，雖然它們不可能包羅所有555應(yīng)用電路，古話講：萬變不離其中，相信它對我們理解大多數(shù)555電路還是很有幫助的。

實際應(yīng)用電路

555觸摸定時開關(guān)

集成電路IC1是一片555定時電路，在這里接成單穩(wěn)態(tài)電路。平時由于觸摸片P端無感應(yīng)電壓，電容C1通過555第7腳放電完畢，第3腳輸出為低電平，繼電器KS釋放，電燈不亮。

當(dāng)需要開燈時，用手觸碰一下金屬片P，人體感應(yīng)的雜波信號電壓由C2加至555的觸發(fā)端，使555的輸出由低變成高電平，繼電器KS吸合，電燈點亮。同時，555第7腳內(nèi)部截止，電源便通過R1給C1充電，這就是定時的開始。

當(dāng)電容C1上電壓上升至電源電壓的2/3時，555第7腳道通使C1放電，使第3腳輸出由高電平變回到低電平，繼電器釋放，電燈熄滅，定時結(jié)束。

定時長短由R1、C1決定：T1=1.1R1*C1。按圖中所標(biāo)數(shù)值，定時時間約為4分鐘。D1可選用1N4148或1N4001。

相片曝光定時器

附圖電路是用555單穩(wěn)電路制成的相片曝光定時器。用人工啟動式單穩(wěn)電路。

工作原理： 電源接通后，定時器進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。此時定時電容CT的電壓為：VCT=VCC=6V。對555這個等效觸發(fā)器來講，兩個輸入都是高電平，即VS=0。繼電器KA不吸合，常開點是打開的，曝光照明燈HL不亮。

按一下按鈕開關(guān)SB之后，定時電容CT立即放到電壓為零。于是此時555電路等效觸發(fā)的輸入成為：R=0、S=0，它的輸出就成高電平：V0=1。繼電器KA吸動，常開接點閉合，曝光照明燈點亮。按鈕開關(guān)按一下后立即放開，于是電源電壓就通過RT向電容CT充電，暫穩(wěn)態(tài)開始。當(dāng)電容CT上的電壓升到2/3VCC既4伏時，定時時間已到，555等效電路觸發(fā)器的輸入為：R=1、S=1，于是輸出又翻轉(zhuǎn)成低電平：V0=0。繼電器KA釋放，曝光燈HL熄滅。暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束，有恢復(fù)到穩(wěn)態(tài)。

曝光時間計算公式為：T=1.1RT*CT。本電路提供參數(shù)的延時時間約為1秒~2分鐘，可由電位器RP調(diào)整和設(shè)置。

電路中的繼電器必需選用吸合電流不應(yīng)大于30mA的產(chǎn)品，并應(yīng)根據(jù)負(fù)載（HL）的容量大小選擇繼電器觸點容量。

單電源變雙電源電路

附圖電路中，時基電路555接成無穩(wěn)態(tài)電路，3腳輸出頻率為20KHz、占空比為1：1的方波。3腳為高電平時，C4被充電；低電平時，C3被充電。由于VD1、VD2的存在，C3、C4在電路中只充電不放電，充電最大值為EC，將B端接地，在A、C兩端就得到+/-EC的雙電源。本電路輸出電流超過50mA。

簡易催眠器

時基電路555構(gòu)成一個極低頻振蕩器，輸出一個個短的脈沖，使揚聲器發(fā)出類似雨滴的聲音（見附圖）。揚聲器采用2英寸、8歐姆小型動圈式。雨滴聲的速度可以通過100K電位器來調(diào)節(jié)到合適的程度。如果在電源端增加一簡單的定時開關(guān)，則可以在使用者進(jìn)入夢鄉(xiāng)后及時切斷電源。

直流電機調(diào)速控制電路

這是一個占空比可調(diào)的脈沖振蕩器。電機M是用它的輸出脈沖驅(qū)動的，脈沖占空比越大，電機電驅(qū)電流就越小，轉(zhuǎn)速減慢；脈沖占空比越小，電機電驅(qū)電流就越大，轉(zhuǎn)速加快。因此調(diào)節(jié)電位器RP的數(shù)值可以調(diào)整電機的速度。如電極電驅(qū)電流不大于200mA時，可用CB555直接驅(qū)動；如電流大于200mA，應(yīng)增加驅(qū)動級和功放級。

圖中VD3是續(xù)流二極管。在功放管截止期間為電驅(qū)電流提供通路，既保證電驅(qū)電流的連續(xù)性，又防止電驅(qū)線圈的自感反電動勢損壞功放管。電容C2和電阻R3是補償網(wǎng)絡(luò)，它可使負(fù)載呈電阻性。整個電路的脈沖頻率選在3~5千赫之間。頻率太低電機會抖動，太高時因占空比范圍小使電機調(diào)速范圍減小。

用555制作的D類放大器

我們知道D類放大器具有體積小、效率高的特點。這里介紹一個用555電路制作的簡易D類放大器。它是利用555電路構(gòu)成一個可控的多諧振蕩器，音頻信號輸入到控制端得到調(diào)寬脈沖信號（如圖），基本能滿足一般的聽音要求。

由IC 555和R1、R2、C1等組成100KHz可控多諧振蕩器，占空比為50%，控制端5腳輸入音頻信號，3腳便得到脈寬與輸入信號幅值成正比的脈沖信號，經(jīng)L、C3接調(diào)、濾波后推動揚聲器。

風(fēng)扇周波調(diào)速電路

夏天要來了，電風(fēng)扇又得派上用場。這里介紹一個電風(fēng)扇模擬陣風(fēng)周波調(diào)速電路，可以為將我們家里的老式風(fēng)扇增加一個實用功能，也算是一個迎接夏天到來的準(zhǔn)備吧。下面介紹其工作原理。

電路見圖1a。電路中NE555接成占空比可調(diào)的方波發(fā)生器，調(diào)節(jié)RW可改變占空比。在NE555的3腳輸出高電平期間，過零通斷型光電耦合器MOC3061初級得到約10mA正向工作電流，使內(nèi)部硅化鎵紅外線發(fā)射二極管發(fā)射紅外光，將過零檢測器中光敏雙向開關(guān)于市電過零時導(dǎo)通，接通電風(fēng)扇電機電源，風(fēng)扇運轉(zhuǎn)送風(fēng)。在NE555的3腳輸出低電平期間，雙向開關(guān)關(guān)斷，風(fēng)扇停轉(zhuǎn)。

MOC3061本身具有一定驅(qū)動能力，可不加功率驅(qū)動元件而直接利用MOC3061的內(nèi)部雙向開關(guān)來控制電風(fēng)扇電機的運轉(zhuǎn)。RW為占空比調(diào)節(jié)電位器，亦即電風(fēng)扇單位時間內(nèi)（本電路數(shù)據(jù)約為20秒）送風(fēng)時間的調(diào)節(jié)，改變C2的取值或RW的取值可改變控制周期。

圖1b電路為MOC3061的典型功率擴展電路，在控制功率較大的電機時，應(yīng)考慮使用功率擴展電路。制作時，可參考圖示參數(shù)選擇器件。由于電源采用電容壓降方式，請自制時注意安全，人體不能直接觸摸電路板。

電熱毯溫控器

一般電熱毯有高溫、低溫兩檔。使用時，撥在高溫檔，入睡后總被熱醒；撥在低溫檔，有時醒來會覺得溫度不夠。這里介紹一種電熱毯溫控器，它可以把電熱毯的溫度控制在一個合適的范圍。

工作原理：

電路如圖所示。圖中IC為NE555時基電路。RP3為溫控調(diào)節(jié)電位器，其滑動臂電位決定IC的觸發(fā)電位V2和閥電位Vf，且V5=Vf=2Vz。220V交流電壓經(jīng)C1、R1限流降壓，D1、D2整流、C2濾波，DW穩(wěn)壓后，獲得9V左右的電壓供IC用。室溫下接通電源，因已調(diào)V2Vz，V6≥Vf時，IC翻轉(zhuǎn)，3腳變?yōu)榈碗娖?，BCR截止，電熱絲停止發(fā)熱，溫度開始逐漸下降，BG1的ICEO隨之逐漸減小，V2、V6降低。當(dāng)V6元件選擇：

BG1可選用3AX、3AG等PNP型鍺管；BCR用400V以上的小型雙向可控硅，其它元件按圖標(biāo)選用。

制作要點：

熱敏傳感器BG1可用耐溫的細(xì)軟線引出，并將其連同管腳接頭裝入。一電容器鋁殼內(nèi)，注入導(dǎo)熱硅脂，制成溫度探頭。使用時，把該溫度探頭放在適當(dāng)部位即可。

多用途延遲開關(guān)電源插座

家用電器、照明燈等電源的開或關(guān)，常常需要在不同的時間延遲后進(jìn)行，本電源插座即可滿足這種不同的需要。

工作原理：電路如圖所示，它由降壓、整流、濾波及延時控制電路等部分組成。

按下AN，12V工作電壓加至延遲器上，這時NE555的②腳和⑥ 腳為高電平，則NE555的③ 腳輸出為低電平，因此繼電器K得電工作，觸點K1-1向上吸合，這時“延關(guān)”插座得電，而“延開”插座無電。

這時電源通過電容器C3 、電位器RP、電阻器R3至“地”，對C3進(jìn)行充電，隨著C3上的電壓升高，NE555的②、⑥腳的電壓越來越往下降，當(dāng)此電壓下降至2/3Vcc 時，NE555的③腳輸出由低電平跳變?yōu)楦唠娖?，這時繼電器將失電而不工作，則其控制觸點恢復(fù)原位，則“延關(guān)”插座失電，而“延開”插座得電。就這樣滿足了不同的需求，LED、LED2作相應(yīng)的指示。

本電路只要元器件是好的，裝配無誤，裝好即可正常工作。

延時時間由C3及PR+R3的值決定，T≈1.1C3(PR+R3)。RP指有效部分。C3可用數(shù)十pF至1000μF的電容器，(PR+R3)的值可取2K～10MΩ。

C1的耐壓值應(yīng)≥400V，R1的功率應(yīng)≥2W，AN按鈕開關(guān)可選用K-18型的，繼電器的型號為JQX-13F-12V。其它元器件無特殊要求。

新穎實用的直流低壓穩(wěn)壓電源

開關(guān)電源部分的VD1－VD4、R1、C1、C2組成整流濾波電路。NE555和R2、R3、C4、VD6等元件組成多諧振蕩電路，其頻率約20KHz。R4、C3、VD5組成降壓穩(wěn)壓電路，為NE555提供12V工作電源。大功率管VT1及變壓器T構(gòu)成開關(guān)電路。VT1的工作狀態(tài)由NE555的③腳控制，導(dǎo)通時間由脈沖寬度決定，調(diào)整R3即可改變脈沖寬度。脈沖寬度變寬，輸出電壓升高；脈沖寬度變窄，輸出電壓降低。VT2及R8、R9、C6組成過流保護(hù)電路。當(dāng)負(fù)載過重或發(fā)生短路故障時，VT2導(dǎo)通，強迫NE555復(fù)位停振，從而保護(hù)VT1不致?lián)p壞。C7、R10為保護(hù)網(wǎng)絡(luò)，防止VT1的c-e結(jié)被瞬間脈沖擊穿。兩個次級繞組經(jīng)整流濾波后分別輸出20V及12V。

為了使制作簡單，開關(guān)電源設(shè)計成不能自動穩(wěn)壓的，其功能類似于變壓器，只是實現(xiàn)輕型化的隔離降壓作用，穩(wěn)壓功能由后面的穩(wěn)壓電路實現(xiàn)。12V直流電壓經(jīng)7805穩(wěn)壓后輸出+5V電壓；20V直流電壓送至可調(diào)穩(wěn)壓電路。兩者不共地，以便于進(jìn)行加減組合輸出多種電壓。

41個555定時器的經(jīng)典設(shè)計項目

3*3*3光立方

警報器

閃光器

鳴笛警報器

閃爍電路

閃爍電路

激光射線

閂

電子骰子

LED調(diào)光器

555放大器

光檢測器

機器槍

金屬探測器

電機脈寬調(diào)制

LED閃光電路

音樂盒

玩具器官

警燈

另一個警燈

驅(qū)動雙色LED

模型鐵路時間

雨水警報

反應(yīng)計時器

繼電器

繼電器

輪盤賭

伺服測試器

步進(jìn)電機速度控制器

電擊槍

自行車轉(zhuǎn)彎燈

定時炸彈

敏感觸控開關(guān)

交通信號燈

二極管測試器

電視遙控信號阻塞器

嚎叫的報警器

齊納二極管測試器

轉(zhuǎn)速表

連續(xù)性測試

自動窗簾關(guān)閉