555芯片引腳圖及引腳描述!555定時器的電路結構與工作原理

555芯片引腳圖及引腳描述

555的8腳是集成電路工作電壓輸入端，電壓為5～18V，以UCC表示；從分壓器上看出，上比較器A1的５腳接在R1和R2之間，所以5腳的電壓固定在2UCC/3上；下比較器A2接在R2與R3之間，A2的同相輸入端電位被固定在UCC/3上。

1腳為地。2腳為觸發輸入端；3腳為輸出端，輸出的電平狀態受觸發器控制，而觸發器受上比較器6腳和下比較器2腳的控制。

當觸發器接受上比較器A1從R腳輸入的高電平時，觸發器被置於復位狀態，3腳輸出低電平；2腳和6腳是互補的，2腳只對低電平起作用，高電平對它不起作用，即電壓小於1Ucc/3，此時3腳輸出高電平。6腳為閾值端，只對高電平起作用，低電平對它不起作用，即輸入　電壓大於2Ucc/3，稱高觸發端，3腳輸出低電平，但有一個先決條件，即2腳電位必須大於1Ucc/3時才有效。3腳在高電位接近電源電壓Ucc，輸出電流最大可打200mA。

4腳是復位端，當4腳電位小於0.4V時，不管2、6腳狀態如何，輸出端3腳都輸出低電平。

5腳是控制端。

7腳稱放電端，與3腳輸出同步，輸出電平一致，但7腳並不輸出電流，所以3腳稱為實高（或低）、7腳稱為虛高。

1概述

1.1 555定時器的簡介

555定時器是一種多用途的數字——模擬混合集成電路，利用它能極方便地構成施密特觸發器、單穩態觸發器和多諧振盪器。由於使用靈活、方便，所以555定時器在波形的產生與交換、測量與控制、家用電器、電子玩具等許多領域中都得到了廣泛應用。自從signetics公司於1972年推出這種產品以後，國際上個主要的電子器件公司也都相繼的生產了各自的555定時器產品。儘管產品型號繁多，但是所有雙極型產品型號最後的3位數碼都是555，所有CMOS產品型號最後的4位數碼都是7555.而且，它們的功能和外部引腳排列完全相同。

1.2 555定時器的應用

（1）構成施密特觸發器，用於TTL系統的接口，整形電路或脈衝鑑幅等；

（2）構成多諧振盪器，組成信號產生電路；  

（3）構成單穩態觸發器，用於定時延時整形及一些定時開關中。

555應用電路採用這3種方式中的1種或多種組合起來可以組成各種實用的電子電路，如定時器、分頻器、元件參數和電路檢測電路、玩具遊戲機電路、音響告警電路、電源交換電路、頻率變換電路、自動控制電路等。

2 555定時器的電路結構與工作原理

圖 1

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 觸發器和放電管的狀態。在電源與地之間加上電壓，當 5 腳懸空時，則電壓比較器 C1 的同相輸入端的電壓為 2VCC /3，C2 的反相輸入端的電壓為VCC 若觸發輸入端 TR 的電壓小於VCC /3，則比較器C2 的輸出為 0，可使 RS 觸發器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大於 2VCC/3，同時TR 端的電壓大於VCC /3，則 C1 的輸出為 0，C2 的輸出為 1，可將 RS 觸發器置 0，使輸出為 0 電平。

它的各個引腳功能如下：

1腳：外接電源負端VSS或接地，一般情況下接地。

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

3腳：輸出端Vo

2腳：低觸發端

6腳：TH高觸發端

4腳：是直接清零端。當此端接低電平，則時基電路不工作，此時不論TR、TH處於何電平，時基電路輸出為“0”，該端不用時應接高電平。

5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內部兩個比較器的基準電壓，當該端不用時，應將該端串入一隻0.01μF電容接地，以防引入干擾。

7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電。

在1腳接地，5腳未外接電壓，兩個比較器A1、A2基準電壓分別為的情況下，555時基電路的功能表如表1示。

表 1

3、555定時器與觸發器的聯繫

3.1、555定時器構成單穩態觸發器

圖 2

上圖為由555定時器和外接定時元件R、C構成的單穩態觸發器。D為鉗位二極管，穩態時555電路輸入端處於電源電平，內部放電開關管T導通，輸出端Vo輸出低電平，當有一個外部負脈衝觸發信號加到Vi端。並使2端電位瞬時低於1/3VCC，低電平比較器動作，單穩態電路即開始一個穩態過程，電容C開始充電，Vc按指數規律增長。當Vc充電到2/3VCC時，高電平比較器動作，比較器A1翻轉，輸出Vo從高電平返回低電平，放電開關管T重新導通，電容C上的電荷很快經放電開關管放電，暫態結束，恢復穩定，為下個觸發脈衝的來到作好準備。波形圖見圖3。

圖3 單穩態觸發器波形圖

暫穩態的持續時間Tw（即為延時時間）決定於外接元件R、C的大小。

Tw=1.1RC

通過改變R、C的大小，可使延時時間在幾個微秒和幾十分鐘之間變化。當這種單穩態電路作為計時器時，可直接驅動小型繼電器，並可採用復位端接地的方法來終止暫態，重新計時。此外需用一個續流二極管與繼電器線圈並接，以防繼電器線圈反電勢損壞內部功率管。

3.2 555定時器接成多諧振盪器

多諧振盪器又稱為無穩態觸發器，它沒有穩定的輸出狀態，只有兩個暫穩態。在電路處於某一暫穩態後，經過一段時間可以自行觸發翻轉到另一暫穩態。兩個暫穩態自行相互轉換而輸出一系列矩形波。多諧振盪器可用作方波發生器。

圖 4 多諧振盪器和工作波形

接通電源後，假定是高電平，則T截止，電容C充電。充電迴路是VCC—R1—R2—

C—地，按指數規律上升，當上升到時（TH、端電平大於），輸出翻轉為低電平。是低電平，T導通，C放電，放電迴路為C—R2—T—地，按指數規律下降，當下降到時（TH、端電平小於），輸出翻轉為高電平，放電管T截止，電容再次充電，如此周而復始，產生振盪，經分析可得

輸出高電平時間 T=(R1+R2)Cln2

輸出低電平時間T=R2Cln2

振盪週期 T=(R1+2R2)Cln2

4 555定時器在現實生活中的應用實例

圖 5 門控燈開關

該控制電路的核心是555定時器和D型觸發器。555定時器接成單穩態觸發器,去除觸點跳動對電路工作的影響,D型觸發器接成 T′觸發器形式,利用其輸出去控制可控硅開通和關閉,從而控制電燈的亮滅。平時當房門關閉時,安裝在門扇邊緣的小磁鐵正好靠在幹簧管旁邊,幹簧管的兩常開觸點受外磁力作用吸合,單穩態電路因輸入脈衝為高電平而處於待觸發狀態,此時雙穩態電路的輸出為低電平,可控硅因無觸發電流而阻斷,燈不亮。當有人推門時,小磁鐵會隨門扇離開幹簧管一次,幹簧管的常開觸點會因暫時失去外磁力作用而靠自身彈力張開、吸合一次。實際上,由於幹簧管的觸點的抖動,要重複幾次這種張開、吸合的過程.單穩態觸發器的 CP 端能夠在幹簧管的1觸點第一次張開時獲得一負脈衝觸發信號,使單穩態觸發器翻轉為暫穩態,其輸出由低電平變為高電平此時,電容器 C 經 R 充電,復位端 R 電位上升,當上升到復位電平2/3V 時,單穩態觸發器復位,Q 恢復為低電平。

單穩態電路的時間常數 T=1.1R C ,它有效地將幹簧管的具有抖動信號現象的脈衝信號展寬為單個脈衝,此正脈衝同時加至 T′觸發器器的 CP2端,其輸出由低電平變為高電平,可控硅的控制極獲得正向觸發電流而導通,電燈通電發光.當進來的人離開時,隨著門的再一次打開、關閉,幹簧管重複同樣的動作,單穩態觸發器同樣輸出一正脈衝信號,於是T′觸發器再次翻轉為低電平,可控硅失去觸發電流並在交流電過零時關斷,電燈自動熄滅。光敏電阻 R 和可調電阻R 構成光控電路。在白天 ,光敏電阻受自然光照射阻值很小 ,T′觸發器的置“0”端 R電位 >1/2V ,無論此門被開閉多少次 ,DD電路強制置“0”,Q始終為底電平 ,電燈不會發光;夜晚 ,因自然光照減弱 ,T′觸發器的置“0”端 R 電位 <1/2V ,強制復位自動解除。

實際應用時,將開關盒安裝在門框頂上,小磁鐵則正對著盒內底側部放置的幹簧管固定在門扇頂沿上。仔細調整小磁鐵和幹簧管的相對位置,使幹簧管能夠隨門扇的開閉而可靠地動作。

然後,根據“火線接開關地線進燈頭,接通開關和燈頭”的照明燈接線原則,將開關盒內樁頭外引線不分順序串入電燈火線迴路即可。

最後,用小螺絲刀將 R 調至阻值最小的位置,P在夜晚需要開燈的時候,打開門扇使燈點亮,然後由小到大調節R 阻值,直到電燈剛好熄滅,再將 R 阻值回調一點即可.反覆細調,即可獲得最佳光控靈敏度。

5 結論

555 定時器把模擬電子中的放大功能和數字子的邏輯功能融合起來 ,定時精確 ,電源範圍寬直接推動負載.因此 ,作為一種價格低廉、性能優使用方便的中規模的集成電路 ,555 定時器已成數字電路中最常用的時基電路之一 ,必將在控制域得到更廣泛的應用.