555定時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定時器在波形的產(chǎn)生與變換、測量與控制、家用電器、電子玩具等許多領(lǐng)域中都得到了應(yīng)用。

　　圖1是國產(chǎn)雙極性定時器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標注）

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

　　C 1和C2 的參考電壓（電壓比較的基準） VR1 和 VR2 由Vcc 經(jīng)三個5kΩ電阻分壓給出。（在控制電壓輸入端 Vco 懸空時，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。正常工作時必須使 /RD=1 。圖中的數(shù)碼1～8為器件引腳的編號。通過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)過電阻接到電源上，那么只要這個電阻的阻值足夠大， Vo為高電平時 V’o 也一定為高電平，Vo為低電平時 V‘o 也一定為低電平。555定時器能在很寬的電源電壓范圍內(nèi)工作，并可承受較大的負載電流。雙極性555定時器的電源電壓范圍為5～16 V，最大的負載電流達200mA。CMOS型7555定時器的電源電壓范圍為3～18 V，但最大負載電流在4mA以下。

　　可以設(shè)想，如果使 Vc1 和 Vc2 的低電平信號發(fā)生在輸入電壓信號的不同電平，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加上一個低電平觸發(fā)信號以后，經(jīng)過一定的時間能在 Vc1端自動產(chǎn)生一個低電平信號，就可以得到單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器；如果能使 Vc1和 Vc2 的低電平信號交替地反復(fù)出現(xiàn)，就可以得到多諧振蕩器。

　　555定時器的工作模式

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

　　555定時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。

　　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。

　　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時開始輸出脈沖。輸出的脈寬取決于由定時電阻與電容組成的RC網(wǎng)絡(luò)的時間常數(shù)。當(dāng)電容電壓升至VCC的2/3時輸出脈沖停止。根據(jù)實際需要可通過改變RC網(wǎng)絡(luò)的時間常數(shù)來調(diào)節(jié)脈寬。

　　555是一個單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，輸入一個低點位脈沖，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定時器觸發(fā)相位控制

　　用555定時器觸發(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，會使tp增大，導(dǎo)通角變小，負載得到的功率變小。反之負載得到的功率變大。

　　看來， 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。方法是加入一個適合控制電壓的降壓變壓器，再用4個1N4001取代1N4007。

　　555定時器的應(yīng)用

　　1、555定時器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

　　上圖1為由555定時器和外接定時元件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)有一個外部負脈沖觸發(fā)信號加到Vi端。并使22端電位瞬時低于1/3Vcc，低電平比較器動作，單穩(wěn)態(tài)電路即開始一個穩(wěn)態(tài)過程，電容C開始充電，Vc按指數(shù)規(guī)律增長。當(dāng)Vc充電到2/3Vcc時，高電平比較器動作，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，為下個觸發(fā)脈沖的來到作好準備。波形圖見圖2。

　　暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間Tw（即為延時時間）決定于外接元件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(dāng)這種單穩(wěn)態(tài)電路作為計時器時，可直接驅(qū)動小型繼電器，并可采用復(fù)位端接地的方法來終止暫態(tài)，重新計時。此外需用一個續(xù)流二極管與繼電器線圈并接，以防繼電器線圈反電勢損壞內(nèi)部功率管。

　　2、555定時器組成施密特觸發(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，其正半波通過二極管D同時加到555定時器的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，Vo從高電平轉(zhuǎn)換為低電平；當(dāng)Vi下降到1/3Vcc時，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定時器構(gòu)成多諧振蕩器

　　如圖5，由555定時器和外接元件R1、R2、C構(gòu)成多諧振蕩器，腳2與腳6直接相連。電路沒有穩(wěn)態(tài)，僅存在兩個暫穩(wěn)態(tài)，電路亦不需要外接觸發(fā)信號，利用電源通過R1、R2向C充電，以及C通過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，對應(yīng)的波形如圖6所示。

　　輸出信號的時間參數(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所需的時間，tw2為電容C放電所需的時間。

　　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電路增加了一個電位器和兩個引導(dǎo)二極管。D1、D2用來決定電容充、放電電流流經(jīng)電阻的途徑（充電時D1導(dǎo)通，D2截止；放電時D2導(dǎo)通，D1截止）。

　　占空比

　　可見，若取RA=RB，電路即可輸出占空比為50℅的方波信號。