555定时器工作原理及应用引脚图 (2)

555定时器引脚图及其简单应用
本文主要介绍了555定时器的工作原理及其在单稳态触发器、多谐振荡器方面的应用。

关键词：数字——模拟混合集成电路；施密特触发器；波形的产生与交换
555芯片引脚图及引脚描述
555的8脚是集成电路工作电压输入端，电压为5～18V，以UCC表示；从分压器上看出，上比较器A1的５脚接在R1和R2之间，所以5脚的电压固定在2UCC/3上；下比较器A2接在R2与R3之间，A2的同相输入端电位被固定在UCC/3上。

1脚为地。

2脚为触发输入端；3脚为输出端，输出的电平状态受触发器控制，而触发器受上比较器6脚和下比较器2脚的控制。

当触发器接受上比较器A1从R脚输入的高电平时，触发器被置于复位状态，3脚输出低电平；
2脚和6脚是互补的，2脚只对低电平起作用，高电平对它不起作用，即电压小于1Ucc/3，此时3脚输出高电平。

6脚为阈值端，只对高电平起作用，低电平对它不起作用，即输入电压大于2 Ucc/3，称高触发端，3脚输出低电平，但有一个先决条件，即2脚电位必须大于1Ucc/3时才有效。

3脚在高电位接近电源电压Ucc，输出电流最大可打200mA。

4脚是复位端，当4脚电位小于0.4V时，不管2、6脚状态如何，输出端3脚都输出低电平。

5脚是控制端。

7脚称放电端，与3脚输出同步，输出电平一致，但7脚并不输出电流，所以3脚称为实高（或低）、7脚称为虚高。

1概述
1.1 555定时器的简介
555定时器是一种多用途的数字——模拟混合集成电路，利用它能极方便地构成施密特触发器、单稳态触发器和多谐振荡器。

由于使用灵活、方便，所以555定时器在波形的产生与交换、测量与控制、家用电器、电子玩具等许多领域中都得到
了广泛应用。

自从signetics公司于1972年推出这种产品以后，国际上个主要的电子器件公司也都相继的生产了各自的555定时器产品。

尽管产品型号繁多，但是所有双极型产品型号最后的3位数码都是555，所有CMOS产品型号最后的4位数码都是7555.而且，它们的功能和外部引脚排列完全相同。

1.2 555定时器的应用
（1）构成施密特触发器，用于TTL系统的接口，整形电路或脉冲鉴幅等；（2）构成多谐振荡器，组成信号产生电路；
（3）构成单稳态触发器，用于定时延时整形及一些定时开关中。

555应用电路采用这3种方式中的1种或多种组合起来可以组成各种实用的电子电路，如定时器、分频器、元件参数和电路检测电路、玩具游戏机电路、音响告警电路、电源交换电路、频率变换电路、自动控制电路等。

2 555定时器的电路结构与工作原理
图 1
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 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
图 2
上图为由555定时器和外接定时元件R、C构成的单稳态触发器。

D为钳位二极管，稳态时555电路输入端处于电源电平，内部放电开关管T导通，输出端Vo输出低电平，当有一个外部负脉冲触发信号加到Vi端。

并使2端电位瞬时低于1/3VCC，低电平比较器动作，单稳态电路即开始一个稳态过程，电容C开始充电，Vc按指数规律增长。

当Vc充电到2/3VCC时，高电平比较器动作，比较器A1翻转，输出Vo从高电平返回低电平，放电开关管T重新导通，电容C上的电荷很快经放电开关管放电，暂态结束，恢复稳定，为下个触发脉冲的来到作好准备。

波形图见图3。

图3 单稳态触发器波形图
暂稳态的持续时间Tw（即为延时时间）决定于外接元件R、C的大小。

Tw=1.1RC
通过改变R、C的大小，可使延时时间在几个微秒和几十分钟之间变化。

当这种单稳态电路作为计时器时，可直接驱动小型继电器，并可采用复位端接地的方法来终止暂态，重新计时。

此外需用一个续流二极管与继电器线圈并接，
以防继电器线圈反电势损坏内部功率管。

3.2 555定时器接成多谐振荡器
多谐振荡器又称为无稳态触发器，它没有稳定的输出状态，只有两个暂稳态。

在电路处于某一暂稳态后，经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态。

两个暂稳态自行相互转换而输出一系列矩形波。

多谐振荡器可用作方波发生器。

图 4 多谐振荡器和工作波形
接通电源后，假定是高电平，则T截止，电容C充电。

充电回路是VCC—R1—R2—
C—地，按指数规律上升，当上升到时（TH、端电平大于），输出翻转为低电平。

是低电平，T导通，C放电，放电回路为C—R2—T—地，按指数规律下降，当下降到时（TH、端电平小于），输出翻转为高电平，放电管T截止，电容再次充电，如此周而复始，产生振荡，经分析可得
输出高电平时间 T=(R1+R2)Cln2
输出低电平时间T=R2Cln2
振荡周期 T=(R1+2R2)Cln2
4 555定时器在现实生活中的应用实例
图 5 门控灯开关
该控制电路的核心是555定时器和D型触发器。

555定时器接成单稳态触发器,去除触点跳动对电路工作的影响,D型触发器接成 T′触发器形式,利用其输出去控制可控硅开通和关闭,从而控制电灯的亮灭。

平时当房门关闭时,安装在门扇边缘的小磁铁正好靠在干簧管旁边,干簧管的两常开触点受外磁力作用吸合,单稳态电路因输入脉冲为高电平而处于待触发状态,此时双稳态电路的输出为低电平,可控硅因无触发电流而阻断,灯不亮。

当有人推门时,小磁铁会随门扇离开干簧管一次,干簧管的常开触点会因暂时失去外磁力作用而靠自身弹力张开、吸合一次。

实际上,由于干簧管的触点的抖动,要重复几次这种张开、吸合的过程.单稳态触发器的 CP 端能够在干簧管的1触点第一次张开时获得一负脉冲触发信号,使单稳态触发器翻转为暂稳态,其输出由低电平变为高电平此时,电容器 C 经 R 充电,复位端 R 电位上升,当上升到复位电平2/3V 时,单稳态触发器复位,Q 恢复为低电平。

单稳态电路的时间常数 T=1.1R C ,它有效地将干簧管的具有抖动信号现象的脉冲信号展宽为单个脉冲,此正脉冲同时加至 T′触发器器的 CP2端,其输出由低电平变为高电平,可控硅的控制极获得正向触发电流而导通,电灯通电发光.当进来的人离开时,随着门的再一次打开、关闭,干簧管重复同样的动作,单稳态触发器同样输出一正脉冲信号,于是T′触发器再次翻转为低电平,可控硅失去触发电流并在交流电过零时关断,电灯自动熄灭。

光敏电阻 R 和可调电阻 R 构成光控电路。

在白天 ,光敏电阻受自然光照射阻值很小 ,T′触发器的置“0”端 R电位 >1/2V ,无论此门被开闭多少次 ,DD电路强制置“0”,Q始终为底电平 ,电灯不会发光;夜晚 ,因自然光照减弱 ,T′触发器的置“0”端 R 电位 <1/2V ,强制复位自动解除。

实际应用时,将开关盒安装在门框顶上,小磁铁则正对着盒内底侧部放置的干簧管固定在门扇顶沿上。

仔细调整小磁铁和干簧管的相对位置,使干簧管能够随门扇的开闭而可靠地动作。

然后,根据“火线接开关地线进灯头,接通开关和灯头”的照明灯接线原则,将开关盒内桩头外引线不分顺序串入电灯火线回路即可。

最后,用小螺丝刀将 R 调至阻值最小的位置,P在夜晚需要开灯的时候,打开门扇使灯点亮,然后由小到大调节R 阻值,直到电灯刚好熄灭,再将 R 阻值回调一点即可.反复细调,即可获得最佳光控灵敏度。

5 结论
555 定时器把模拟电子中的放大功能和数字子的逻辑功能融合起来 ,定时精确 ,电源范围宽直接推动负载.因此 ,作为一种价格低廉、性能优使用方便的中规模的集成电路 ,555 定时器已成数字电路中最常用的时基电路之一 ,必将在控制域得到更广泛的应用.。