555时基电路

555时基电路简单应用

原理篇

简介：

时基电路是模拟－数字混合式集成芯片，其最初设计的目的是取代机械延时器件，它具有定时精度高、

温度漂移小、速度快、可直接与数字电路相连、结构简单、功能多、有一定负载驱动能力等特点，因此，

迅速在电子定时器、电子检测、控制、报警、电子乐器、信号的产生与调制等方面获得广泛应用。

器件识别：

555时基电路一般有两种封装形式：一、金属圆管壳封装（现已少见）；二、双列直插8角DIP封装

（见图）。其上表面大多标有“555”字样，如：国产5G555、SL555、FX555等；国外NE555、LM555、

MC14555、CA555、UA555、SN52555、LC555等。但需注意，并不是所有标“555”字样的都为时基电路，

像MM555、AD555、NE5555、AHD555等。

内部电路：

时基电路一共集成21个晶体三极管、4个晶体二极管、16个电阻器组成两个高精度电压比较器、一个RS

触发器、一个放电晶体管和3只全等5K电阻分压器，时基电路框图见下表：管脚说明：

1脚：接地端；

2脚：低触发端，<=1/3Vcc；

3

3脚：输出端，最高达200mA；

4脚：强制复位端,低电平有效，不用时接Vcc

或悬空；

5脚：基准电压调节端，不需调节时可悬空

或通过0.01uf电容接地；

6脚：高触发端，>=2/3Vcc；

7脚：放电端；

8脚：电源正极，电压范围4.5V～18V。

原理说明：

一．单稳态工作方式：

如图为集成定时器555构成的单稳态工作方式原理图，其阀值电压输入端6脚与放电端7脚短接，并

外接定时网络Rt和Ct，复位端4脚不使用（接Vcc），触发端2脚接到微分网络Rd和Cd，外输入负极性

触发信号经微分后去触发定时器，控制端5脚不使用，外接抗干扰电容到地端。

设初始状态触发电压输入端2脚无信号输入，电路输出端3脚输出电压V0=0，电路处于复位状态，

此时芯片内放电管导通，定时电容Ct被短路，Vct=0，阀值电压输入端6脚被置0，电路处于稳态。

若输入触发信号Vi（负脉冲），经Rd、Cd微分并由钳位二极管D销去正向微分脉冲后加到2脚，只

要负相微分脉冲幅度足够大，使2脚电压V2<=Vcc/3时，定时器输出电压便由“0”跳变到“1”，同时，

放电管截止，7脚开路，电源经Rt对Ct充电，电路处于暂稳态。

当Ct的电压充电到Vct>=2Vcc/3

时，定时器输出电压又由高电平“1”跳

变到低电平“0”。电路结束暂稳态状态，

重新进入稳定状态。此时，放电管导通，

Ct快速由7脚放电至Vct＝0，电路等待

下一次负向脉冲的触发。

二．双稳态工作方式：

如图为集成定时器555构成的双稳态工作方式原理图，复

位端4脚接Vcc，控制端5脚接抗干扰电容到地，放电端无须

使用，触发电压输入端2脚和阀值电压输入端6脚外加触发输

入信号，定时器并可工作于双稳态工作方式。

电路中，可定义：阀值电压输入端的电平大于或等于

2Vcc/3为高电平逻辑“1”，小于Vcc/3为低电平逻辑“0”。触

发电压输入端的电平小于或等于Vcc/3为低电平逻辑“0”，大

于2Vcc/3为高电平逻辑“1”，如前所述，阀值电压输入端6

脚为“1”时，触发电压输入端为“1”时，定时器处于复位状

态，输出“0”而触发电压输入端为“0”时，输出端3脚输出

“1”，阀值电压输入端为“0”时，触发电压输入端为“1”时，

输出端保持不变。可见，工作于双稳态方式的555定时器，相

当于一个R-S触发器，阀值电压输入端，为复位端R，触发电

压输入端为置位端S，其逻辑关系见附表。

三．无稳态工作方式：

555工作于单稳态工作方式时有一个外触发信号输入端，工作于双稳态工作方式时有两个外触发信号输入端，而工作于无稳态工作方式时，不需任何触发信号，故不设任何触发端，定时器的阀值电压输入端、触发电压输入端及放电端均于定时网络相连接，依靠定时电容Ct上的电压变化来自行循环改变输出端3脚的输出状态，形成多谐振荡器。电路参考制作篇，自行理会。

附：RS触发器真值表：

R S Q Q\

0 0 不定不定

1 0 1 0

0 1 0 1

1 1 0 1

应用篇

简单应用之实用电路：

频闪灯；电子鸟；触摸开关；温升报警器；通断时间可调循环定时器；曝光定时器；交流市电过压、欠压报警器等。

高级应用之单元电路：

方波发生器；占空比可调电路；锯齿波发生器；脉宽调制电路；压频变换电路；DC－DC变换电路等。

注：建议所有会员在课余时间自行完成应用篇内自己感兴趣电路，最好自己找资料并设计出电路，如遇任何问题，请到科协网站内留言或直接到二教4楼询问有关技术人员。当然，科协网站内也提供部分电路原理图，仅供会员参考。对于现在还未入门的初学者，可能看不懂原理图，但这并不影响下面的电子制作，当有了一定的感性认识后，回来再看原理会有事半工倍的效果。

制作篇

题目：交替频闪灯

制作目的：

1.了解555时基电路集成芯片的外形及其管脚分布；

2.深刻理解该芯片每个管脚具体功能；

3.能熟练掌握并分析555时基电路的3种基本工作方式；

4.了解电子制作的基本过程，并实际演练一遍；

5.对无稳态工作方式的应用有一定的感性认识。

制作材料：

NE555集成芯片、发光二极管两只、2k、100k电阻各一只、100Ω电阻两只、4.7uf电解电容一只、万能板，及一些电子制作必备工具。

电路原理：

此电路核心器件为555，接成典型的无稳态工作方式（见原理图），工作过程如下：接通电源，因电容C1两端电压不能突变，2脚为低电平，555置位，3脚输出高电平，LED1灭、LED2亮，此时电源经电阻R1和R2向电容充电，6脚电平不断升高，当电位升高到2/3Vcc

（Vcc指电源电压），555复位，

3脚输出低电平，LED1亮、

LED2灭，此时，集成电路内

放电管导通，7脚与1脚相通

（接地），电容通过电阻R2向

7脚放电，2脚电位不断下降，

当降至1/3Vcc时，555又置位，

3脚输出高电平，LED1灭、

LED2亮，同时，放电管截止，

7脚被悬空，电源又经电阻R1

和R2给电容充电，使6脚电

平不断上升……周而复始，形

成振荡，因3脚没有固定状态，

故称之为无稳态电路。

LED1点亮发光时间取决

于电容C1的放电时间常数，

即T2=0.693R1×C1；LED2的

点亮发光时间，取决于电容C1

的充电时间常数，即T1=0.693（R1＋R2）×C1。由于R2>>R1,则可认为T1=T2，振荡频率为f=1/(T1+T2)=1.44/(R1+2R2)*C1。

制作与调试：

本电路十分简单，只要装配后，接线无误，通电即可正常工作，勿须作任何调试。如嫌交替频率不合适，可改变电阻和电容的数值。如频率过高，可增加C1和电阻R2的数值，反之，则减少数值。电阻R3和R4是限流用的，改变其阻值可调节其亮度，一般使流过LED 的电流为20mA左右。