NE555时基集成电路的创新应用研究
NE555时基集成电路的创新应用研究
王若麟，邱宗毓，符俊虎，李麒，王艺凯，郑培远，刘世源
（平顶山一中）
摘要：NE555是555计时芯片中应用较广的一个型号，具有双稳态、单稳态、无稳态三种电路组织形式，工作电压范围达4.5~16V，输出电流最大可达225mA，工作频率范围宽，具有较好的兼容性。其双稳态电路可用于电子开关等，单稳态电路可用于定时器、延时器、分频器等，无稳态电路可用于逆变器、音频振荡器、PWM调压输出等。关键词：NE555集成电路；R-S触发器；单稳态定时器；PWM调压输出；多谐振荡器
1 绪论
1.1 NE555简介
NE555是属于555系列的计时芯片中的一个型号，输入电压范围4.5~16V，输出电流最大225mA，只需简单的电容器、电阻与其配合，便可构成双稳态、单稳态、无稳态三大类电路，完成特定的振荡、锁存或延时作用，且定时范围极广，可由数微秒至数小时。它的操作电源范围大，可与TTL,CMOS 等逻辑芯片配合，并且输出电流大，可直接推动多种负载。DIP封装的NE555的芯片引脚图和内部结构图如下所示
图1.1-1 DIP封装NE555引脚图1
图1.1-2 NE555内部结构示意图1
555定时器典型应用有单稳态电路、双稳态电路、无稳态电路三种。单稳态电路只有一个稳定状态，触发翻转一段时间后会回到原来的稳定状态，一般用作定时、分频或固定宽度脉冲整形，分为人工启动型、脉冲启动型、压控振荡器三种类型。双稳态电路有两个稳定状态，具有记忆和锁存的功能，有R-S触发器和施密特触发器两种形式，R-S型可用于电子开关等，施密特触发器可用于波形变换、电压鉴别。无稳态电路主要是多谐振荡器，可分为直接反馈型、间接反馈型和压控振荡型，
用于电源逆变、音频信号发生和获得PWM调压输出。【1】
2 NE555的引脚位和逻辑特性
2.1 NE555各引脚位
2.1.1引脚号1 GND(ground)
第一脚GND是接地端，与电源负极和电路的虚拟地相连，是电源、输入信号和输出信号的公共端。
2.1.2引脚号2 TRI(trigger)
第二脚TRI是触发输入端，在控制端CON未加电压时，输入电压小于三分之一电源电压为低电平，否则为高电平。
2.1.3引脚号3 OUT
第三脚OUT是输出端，当输入端逻辑符合低电平输出时，输出接近0V的电压；当输入端符合高电平输出时，输出接近电源的电压。
2.1.4引脚号4 RST(reset)
第四脚RST是复位端，当其电位低于0.4V时，无论输入端状态如何，OUT输出低电平，DIS
输出低阻抗；反之按照输入的逻辑电平输出。
2.1.5引脚号5 CON(control)
第五脚CON是控制端，当其悬空或者通过电容器接到电源负极时，其电位由内部的分压电阻提供，是三分之二电源电压，对内部比较器不起控制作用；当其加上Vcon的控制电压时，改变内部比较器的比较电平，触发输入端TRI的低电平阈值变为Vcon/2，阈值输入端THR的高电平阈值变为Vcon。
2.1.6 引脚号6 THR(threshold)
第六脚THR是阈值输入端，与第二脚TRI配合输入信号，可用于锁存NE555的输出状态，控制极未加控制电压时电压高于三分之二电源电压为高电平输入，反之为低电平。THR为低电平且TRI为高电平时，输出端保持上一次的输出状态不变。
2.1.7 引脚号7 DIS(discharge)
第七脚DIS是放电端，其状态与输出端OUT的状态同步：OUT输出高电平时DIS为高阻抗输出，OUT为低电平时DIS为低阻抗输出。所谓高阻抗输出相当于该脚悬空，低阻抗输出相当于该脚接地。该脚可控制定时电容的充放电过程，故名放电端。
2.1.8 引脚号8 Vcc
第八脚Vcc是电源端，为NE555芯片工作提供电源，典型范围为4.5~16V。
2.2 NE555的逻辑特性与真值表
NE555的逻辑电平兼容CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)的电平协议和TTL(Transistor-Transistor Logic，晶体管-晶体管逻辑电平)的电平协议，并且兼具数字电路和模拟电路的特点，因此对于各种电路结构有较强的适应性。其逻辑特性用以下的真值表概括。
表2.2-1 NE555真值表
注：H高电平 L低电平 X任意输入 R高阻抗输出 S低阻抗输出 Q保持原状态 A悬空输入或电容到地其各脚的电平特性见2.1部分。
3 NE555的常见电路形式
3.1 NE555双稳态电路
3.1.1 R-S触发器
R-S触发器是NE555最基本的电路组构形式，典型电路图如下
图3.1-1 NE555 R-S触发器2
电路的DIS未用，THR引出作为R-S触发器的复位输入端R，TRI引出作为置位输入端，但TRI 的逻辑与标准R-S触发器的相反，因此用“非S”（?S）表示。当?S端为“0”时，Q端输出“1”。当?S端为“1”时，若R端为“0”则保持上一次的输出状态不变，称为锁存；若R端为“1”则输出“0”。CON端未加控制电压，通过电容引到地以滤除杂波干扰，电容的典型值为10nF。
据此电路，可以进行改动得到更多基于此原理的双稳态触发器电路，如下两例
图3.1-2 具有复位端的NE555 R-S触发器2图3.1-3 可调控制电压的单端比较器（基于NE555 R-S触发器）2 3.1.2 施密特触发器
施密特触发器(Schmidt Trigger)也有两个稳定状态，但与一般触发器不同的是，施密特触发器采用电位触发方式，其状态由输入信号电位维持；对于负向递减和正向递增两种不同变化方向的输入信号，施密特触发器有不同的阈值电压。【2】采用NE555可方便地构建施密特触发器，电路图如下
图3.1-4 NE555施密特触发器2
施密特触发器将THR和TRI接在一起共同作为输入端，当输入信号由低变高超过低电平阈值电压时，输出变为低电平；当输入信号由高变低低于高电平阈值电压时，输出变为高电平。这种触发器的输出与标准施密特触发器的正好相反，需要时可以在输出端接入反相器。通过调节电位器R1改变控制极电压，可以调节两个阈值电压，以更好地适应电路需要。
双稳态电路中一般没有定时电阻和电容，电路不会在两种状态之间自动跳变，这是双稳态工作方式的特点。
3.2NE555单稳态电路
单稳类电路大体可分为人工启动型、脉冲启动型和单稳型压控振荡器(VCO)。
3.2.1 人工启动型单稳态触发器
典型的人工启动型单稳态电路如下所示
图3.2-1 人工启动型单稳态触发器3
DIS端未用，THR和TRI接在一起作为输入端，通过按下S1启动暂稳态。上电初始，电源通过定时电阻RT向定时电容CT充电，充满后THR和TRI便均达到高电平，输出低电平。当按下S1，电容迅速被放电，THR、TRI与地连通降至低电平，输出高电平，暂稳态开始。松开S1后，电源重新通过RT向CT充电，一段时间后便又回到按下S1前的状态，暂稳态结束。暂稳态时间由定时电容、电阻共同决定，经实验暂稳态时间
T=1.1RT×CT （式3.2-1）3.2.2 脉冲启动型单稳态触发器
最基本的脉冲启动型单稳态触发器电路图如下所示
图3.2-2 脉冲启动型单稳态触发器3
其工作原理与人工启动型相仿，只是通过脉冲输入改变TRI的状态，并通过DIS悬空或接地自动对定时电容进行充放电。当输出低电平时，DIS导通到地，CT迅速放电并使THR降至低电平；当输入脉冲使状态跳变，DIS截止，CT开始充电并进入暂稳态。充满电后，THR回到高电平，暂稳态结束。其暂稳态时间与人工启动型相同。
3.2.3 单稳型压控振荡器(VCO,V oltage-controlled Oscillator)
压控振荡器大部分结构较复杂，简单起见在此只介绍最基本的电路，即没有附属元件的电路。电路图如下
图3.2-3 单稳型压控振荡器4
从Vi端输入被调制信号，Vct输入控制电压。通过改变Vct的电压即可调节输入电平阈值，从而改变Vout输出的信号宽度。具体原理类似于脉冲启动型的单稳态触发器，在此不再赘述。
3.3 NE555无稳态电路
NE555无稳态电路主要有多谐振荡器和无稳型压控振荡器(VCO)。
3.3.1 NE555多谐振荡器
最常见的NE555多谐振荡器如下所示
图3.3-1 NE555多谐振荡器4
电路通过DIS控制电容CT的充放电来自动翻转电路状态。刚上电时输出高电平，同时电流流经RT1和RT2对CT充电，THR-TRI输入端的电位逐渐升高；当超过阈值电压后便触发状态翻转，输出低电平并导通DIS，CT经RT2和DIS端对地放电，电位逐渐下降，低于阈值电压时再次触发翻转，输出高电平并再次对CT充电。如此循环往复便得到方波输出。经实验，输出方波的高电平宽度为
T H=0.7(RT1+RT2)CT (式3.3-1)
低电平宽度为
T L=0.7RT2×CT(式3.3-2）由此可见，如要输出占空比小于50%的方波，就无法使用此电路。鉴于此，可以在原电路的基础上添加一个二极管，即可获得占空比小于50%的方波输出。下附电路图
图3.3-2 低占空比多谐振荡器5
3.3.2 无稳型压控振荡器(VCO)
将图3.3-1所示电路中的C1去除并将CON极引出加以控制电压即构成无稳型压控振荡器。通过调节CON极的电压，可以调节输出方波的频率。该电路还可以增加其他元件以扩展性能，在此不再过多讨论。
4 NE555的部分创新应用
4.1 双稳态应用
4.1.1 触摸台灯
采用R-S触发器型电路，利用阈值输入端THR为低电平时的贮存特性设计为触摸开关灯。电路图如下：
图4.4-1 触摸台灯电路图6
注释5制图：Multisim 12.0
R1-S1、R2-S2分别模拟触摸开关。触摸开关由两个金属片构成，中间有一条缝隙，如下图所示
图4.4-2 触摸开关示意图
当未被触摸时，1、2两脚未接通；有人触摸时，1、2脚之间就有一个2k~100kΩ的电阻，电路图中以R1、R2代替。R3、R4为22MΩ的高值电阻，其大小远大于人体电阻，当开关未被触摸时，二者将RST和TRI拉至高电平，一旦开关被触摸，对应的管脚随即被拉低。E1为控制电源，负责为控制电路提供低压电源，E2为工作电源，其电压、功率可随所用LED的电压、功率调节。NE555通过控制继电器J1的吸合来控制工作电路的接通，D1为泄流二极管，作用是防止继电器线圈断电瞬间产生的感生电动势击穿NE555芯片，型号可采用低频小功率整流管1N4001。
工作原理：上电开始，S1、S2均断开时，LED熄灭。触摸开关S2后，由于人体电阻远小于22MΩ，因此TRI极被拉至低电平，输出高电平，吸合继电器，LED灯亮。此时松开S2，TRI回到高电平，由于THR被下拉电阻R5拉至低电平，输出状态保持不变。按下S1，RST脚被拉至低电平，NE555芯片复位，输出低电平，灯被关闭。再松开S2，因TRI为高电平、THR为低电平，输出状态保持为低电平。
此电路也可以变通使用，如把触摸开关换为普通的微动开关或按钮并适当减小R3、R4阻值则可改制为普通台灯；将J1换为光电耦合器即可实现更加安全的隔离，避免继电器漏电引发事故。
4.1.2 波形变换器、电压鉴别器
这两种应用均是以NE555施密特触发器为核心，兼有波形变换和电压鉴别的作用。施密特触发器可以把传感器等输入设备发来的不规则脉冲信号转换为规则的方波，同时去除低于阈值电压的干扰信号。电路图如下
图4.4-3 波形变换器电路图7
信号从IN端输入，NE555接成最简施密特触发器形式，Rp用于调节CON极电位，控制阈值电压，经过处理后的信号从OUT输出。变体电路可以将Rp去除，改为直接输入控制电压；也可以在输入端与电源正极、地之间加入输入偏置电阻，以调节输入特性和匹配阻抗；IN与THR-TRI输入端之间可以串接一个电容器去除干扰，容量依输入信号频率而定；CON与地之间可以接入一个10nF 瓷片电容，用于滤除杂波；输出端可接一个运算放大器构成的反相器，以获得标准的施密特触发输出。
工作原理：施密特触发器的输入端高于高电平阈值电压时，输出高电平；低于低电平阈值电压时，输出低电平。而NE555施密特触发器稍有不同，当CON没有钳制电位时，CON电位由NE555内部的分压电阻提供，当输入电压低于1/3电源电压时，输出为高电平；介于1/3~2/3电源电压时，保持之前的输出状态不变；高于2/3电源电压时，输出为低电平。当CON加上控制电压Vc时，高电平输出阈值变为1/2Vc，低电平输出阈值变为Vc，而介于其间时输出保持之前的电压不变。基于这样的特点，NE555可以将不规则信号整为方波并滤除低于低电平输出阈值的干扰信号，见下图
图4.4-4 波形示意
下附带运算放大器反相器的电压比较器电路图
图4.4-5 附反相器的波形变换器8
4.2 单稳态应用
4.2.1 NE555延时开关
NE555单稳态输出高电平时，在输入回落至低电平时可延时落回低电平，因此可用于定时及延时电路。生活和生产中常遇到需要延时关闭电源的情况，过去使用的延时继电器精度低，体积大，使用NE555则可以较为精确地定时，范围可达数分钟，电路图如下
图4.2-1 NE555延时开关9
NE555延时开关采用单稳态电路，上电开始，C1被充电，当充满时，THR和TRI的电平均被拉高，输出低电平，继电器未吸合。当按下AN1，电容器C1迅速放电，THR、TRI降至低电平，输出高电平并吸合继电器，灯亮；同时，直流电源通过R1对C1充电，一段时间后C1重新充满电便会回到按下按钮之前的状态，继电器断开，灯灭。根据NE555单稳态电路的稳态时间公式，定时时间为T=1.1R1×C1.但由于NE555内部的漏电阻也不可忽略，因此R1应在1k~10MΩ之间取值。
这种定时开关还有另一种形式，如下
图4.2-2 NE555延时开关的另一种形式9
这里的按钮作用是改变TRI的电平位置，使其由R2上拉到的高电平降至低电平，同时启动高电
平输出。同时，此电路利用了放电端DIS。未按下按钮时，DIS为低阻抗输出，C1的上端与地连通，
电位为0；而按下按钮后，DIS截止，电源开始通过R1对C1充电。具体原理与上一个电路组成相
似，不再赘述。
4.2.2 方波分频器
采用脉冲启动型的单稳态触发器，可以将方波发生器产生的方波宽度增加奇数倍，电路图如下
图4.2-3 方波分频器10
脉冲由IN端输入，而T=1.1R1×C1决定的延时周期设置为输入脉冲宽度的奇数倍。经过单稳态电路的延时后，方波便被分频。示波器输出如下
图4.2-4 示波器输出图
输入高电平开始时，TRI置位，而THR由于之前DIS低阻抗输出，因此为低电平，保持上电时的低电平输出不变。当输入脉冲发生负跳变时，TRI变为低电平，输出高电平开始，同时DIS内部截止，C1开始充电。这时即使输入脉冲跳变到高电平，也仍保持之前的高电平输出不变。C1充满后，定时结束。由于定时时间正好为输入脉冲宽度的奇数倍，因此此时TRI刚好发生正跳变，输出低电平并导通DIS，C1迅速放电，为下一次负跳变做好准备。
4.3无稳态应用
4.3.1汽车电源逆变器
目前的汽车上大都装有点烟器，同时也可输出功率不大于200W的12V直流电源。而常用的用电器均为220V交流供电，因此若要使用，常常需要逆变。使用NE555构成多谐振荡器可以方便的输出50Hz的方波，在对功率和波形要求不高的场合，可以直接使用NE555产生交流电。NE555输出电压最大为16V，电流225mA，因此最大功率为3.6W。若要获得更大的输出功率，则需要使用晶闸管（又称可控硅）进行逆变。
晶闸管是一种可控二极管，具有普通晶体二极管单向导电的特性，同时也具有可控性：控制极未加电压时，晶闸管双向阻断；控制极加上控制电压，晶闸管单向导通。因此可以使用NE555控制
晶闸管的控制极来控制大功率电源。电路图如下
图4.3-1 汽车电源逆变器11
电路使用NE555接成无稳态形式，控制晶闸管导通和关闭；产生的交变电流通过12：310变压器变为最高310V、最低0V的方波。二极管D2是续流二极管，用于释放变压器线圈的自感电流。市电使用的是50Hz正弦波交流电，有效值为220V，据此计算电压峰值为220V×1.414=310V。而本电源产生的是方波，并且最大值为12V，最小值为0V，经过变压器变压后最大值为310V，最小值0V，有效值只有310/2=155V，不到220V。但是考虑到电器耐压的影响，电压峰值不宜超过310V，又从简化电路出发，采用最大值310V方波供电。使用时功率不应过大，并且由于电源为方波输出且有效值较低，不宜用作需要高精度供电的场合。
4.3.2 NE555门磁报警器
利用NE555多谐振荡器产生音频信号，再加上其它附属电路，便可以用于需要发声的场合。此门磁报警器只是NE555用作音频信号源的一个应用，利用相似的原理也可用于其它电路。电路图如下：
图4.3-2 门磁报警器11
S1A为磁性传感器或干簧管，也可用一钢弹簧和一定触片组成。当没有磁铁靠近时，开关闭合；磁铁靠近时，开关断开。LS1为压电蜂鸣片（由于制图软件Multisim 12.0中没有无源压电蜂鸣片，此处用有源蜂鸣器代替），L1、L2共同构成一自耦变压器，其比例和感量根据压电片的电容和声音频率决定，取值要近似满足
1 F =2π(L
1
+L
2
)C
LS1
(式
4.3-1)
其中F为振荡器频率，C LS1为LS1的电容值。此时回路发生谐振，可获得较好的效果。Q1采用高频小功率晶体管，S9014、9014、S9013、9013、S9011、9011、S9018或9018国产三极管均可。电路的主体部分是NE555构成的多谐振荡器，产生频率F=1/(0.7(2R1+R2)C1)的方波，用于产生报警音频信号。使用时，将电路部分固定在门上，将磁铁固定在门框上，S1A与磁铁正对。当门关闭时，开关断开；一旦门被打开，开关闭合，随即发出报警声。
4.3.3 风扇调速装置
NE555无稳态的另一应用便是PWM调压输出了，这与直接采用电位器调压相比，具有调节范围宽、调压平滑、受负载变动影响小等特点。采用PWM控制风扇是它最简单的一个应用，基于此原理，还可扩展到更多的领域。NE555风扇调速器电路图如下
图4.3-4 风扇调速器12
电路整体采用220V交流供电，主体部分是NE555多谐振荡器，但在一些细节有少量变动。振荡电路采用了两只二极管D1、D2，接为相反方向。这样可以使充电电流只流过R1而放电电流只流过R2，占空比调节范围更大。调节占空比的电位器Rp可改变接入充放电回路的电阻比例，从而调节占空比。时间电容C1用于配合产生振荡，振荡频率F=0.7(R1+R2)C1。F的取值最好在3~5kHz 之间，太小电机易抖动，太大不仅会减小占空比调节范围，也可能超出晶闸管D4的控制频率范围。控制电路的供电电源采用交流降压整流的形式，阻容降压网络C5-R4用于降低输入电压并提供70mA 的输出电流，具体原理不在本文范围内，不再赘述。D3为小功率整流桥集成电路，使用桥式整流器将交流电整流为直流，C3为滤波电容，U2为LM7805三端稳压器，提供5V的高稳压直流输出，为控制电路供电。C4与三端稳压器配合，用于改善负载的瞬态响应。元器件选择上，C5选用耐压
500V以上的涤纶电容或聚丙烯电容，R4选用1/4W或以上功率的电阻，D3采用1N4001即可，C3、C4选用瓷片电容或涤纶电容。负载部分，使用大功率整流桥直接整流，并使用C6滤波。负载部分的开断由晶闸管D6控制，以得到PWM输出。D6为续流二极管，C7与直流电机M1配合作为负载。元器件选择上，D5采用大功率整流桥，C6采用耐压500V以上的涤纶或聚丙烯电容，D4应采用频率高、电流较大、耐压较高的晶闸管，必要时还可加配快速熔断器以保护晶闸管。
5 结语
NE555作为一种模拟电路与数字电路的混合体，以其较高的兼容性在各个领域都得到了广泛的应用。本文只是对其原理和特性的高度概括，更多创新的应用实例还有待各位读者发掘。希望本文能起到抛砖引玉的作用，使NE555的应用更加广泛、成熟。
参考文献
【1】刘祖明，张安若，祝建孙.12天学通电子元器件及电路.北京：化学工业出版社，2013
【2】中国通讯学会张新生等.施密特触发器.百度百科
555-556时基电路的特点和封装
555/556时基电路的特点和封装 常见的数字或模拟集成电路型号的阿拉伯数字，仅表示其编号，而５５５时基集成电路的３个“５”，却有具体的内涵，故各生产厂家无一例外地在型号中加以保留。这是因为在该集成电路基片上的基准电压电路是由三个误差极小的５ＫΩ电阻组成，分压精度高。 ５５５电路大量应用于电子控、电子检测、仪器仪表、家用电器、音响报警、电子玩具等诸多方面。可用作振荡器、脉冲发生器、延时发生器、定时器、方波发生器、单稳态触发振荡器、双稳态多谐振荡器、自由多谐振荡器、锯齿波产生器、脉宽调制器、脉位调制器等等。 ５５５时基电路之所以得到这样的广泛应用，在于它具有如下几个特点： １、５５５在电路结构上是由模拟电路数字电路组合而成，它将模拟功能与逻辑功能兼容为一体，能够产生精确的时间延迟和振荡。它拓宽了模拟集成电路的应用范围。 ２、该电路采用单电源。双极型５５５的电压范围为1.5V~15V；而CMOS型的电源适应范围更宽，为2V~18V。这样，它就可以和模拟运算放大器和TTL或CMOS数字电路共用一个电源。 ３、５５５可独立构成一个定时电路，且定时精度高。 ４、５５５的最大输出电流达200mA，带负载能力强，可直接驱动小电机、喇叭、继电器等负载。
图１ ５５５时基集成电路的封装外形一般有两种，一种是做成８脚圆形TO-99型，如图１中(a)所示；另一种是８脚双列直插式封装，如图１中(b)所示。５５６双时基集成电路内含两个相同的时基电路，双列直插１４脚封装，如图２所示。 图２ CMOS型５５５/５５６时基集成电路与双极型的５５５/５５６管脚排列完全相同，国产型号的５５５/５５６与国外产品的管脚排列也一致，易于互换。 同时应指出，CMOS型５５５/５５６在绝大多数场合都可以直接替代双极型５５５/５５６，但CMOS型的驱动电流较双极型的要小，且多数电参数都有所改善，如静态电流300μA，阈值端、触发端、复位端等的输入阻抗高达1010欧姆，电源电压的适应范围也加宽，为2~18V。
555时基电路的四种常用电路
555时基电路的四种常用电路 555时基电路是一种双极型的时基集成电路，工作电源为4．5v～18v，输出电平可与TTL、CMOS 和HLT逻辑电路兼容，输出电流为200mA，工作可靠，使用简便而且成本低，可直接推动扬声器、电感等低阻抗负载，还可以在仪器仪表、自动化装置及各种电器中作定时及时间延迟等控制，可构成单稳态触发器、无稳态多谐振荡器、脉冲发生器、防盗报警器、电压监视器等电路，应用及其广泛 1 555时基电路的内部结构 国产双极型定时器CB555的电路结构如图l所示。它由分压器、电压比较器C1和C2、SR锁存器、缓冲输出器和集电极开路的放电三极管TD组成。 1．1 电压比较器 电压比较器C1和C2是两个相同的线性电路，每个电压比较器有两个信号输入端和一个信号输出端。C1的同向输入端接基准比较电压VR1，反向输入端(也称阈值端TH)外接输入触发信号电压，C2的反向输入端接基准比较电压VR2，同向输入端(也称触发端TR')外接输入触发信号电压。 1．2 分压器 分压器由三个等值电阻串联构成，将电源电压Vcc分压后分别为两个电压比较器提供基准比较电压。在控制电压输入端Vco悬空时，C1、C2的基准比较电压分别为 通常应将Vco端接一个高频干扰旁路电容。如果Vco外接固定电 压，则 1．3 SR锁存器 SR锁存器是由两个TTL与非门构成，它的逻辑状态由两个电压比较器的输出电位控制，并有一个外引出的直接复位控制端R'D。只要在R'D端加上低电平，输出端vo便立即被置成低电平，不受其它输入端状态的影响。正常工作时必须使R'D处于高电平。SR锁存器有置0(复位)、置1(置位)和保持三种逻辑功能。电压比较器C1的输出信号作为SR锁存器的复位控制信号，电压比较器C2的输出信号作为SR锁存器的置位控制信号。 1．4 集电极开路的放电三极管
NE555时基集成电路的创新应用研究
NE555时基集成电路的创新应用研究 王若麟，邱宗毓，符俊虎，李麒，王艺凯，郑培远，刘世源 （平顶山一中） 摘要：NE555是555计时芯片中应用较广的一个型号，具有双稳态、单稳态、无稳态三种电路组织形式，工作电压范围达4.5~16V，输出电流最大可达225mA，工作频率范围宽，具有较好的兼容性。其双稳态电路可用于电子开关等，单稳态电路可用于定时器、延时器、分频器等，无稳态电路可用于逆变器、音频振荡器、PWM调压输出等。关键词：NE555集成电路；R-S触发器；单稳态定时器；PWM调压输出；多谐振荡器 1 绪论 1.1 NE555简介 NE555是属于555系列的计时芯片中的一个型号，输入电压范围4.5~16V，输出电流最大225mA，只需简单的电容器、电阻与其配合，便可构成双稳态、单稳态、无稳态三大类电路，完成特定的振荡、锁存或延时作用，且定时范围极广，可由数微秒至数小时。它的操作电源范围大，可与TTL,CMOS 等逻辑芯片配合，并且输出电流大，可直接推动多种负载。DIP封装的NE555的芯片引脚图和内部结构图如下所示 图1.1-1 DIP封装NE555引脚图1 图1.1-2 NE555内部结构示意图1 555定时器典型应用有单稳态电路、双稳态电路、无稳态电路三种。单稳态电路只有一个稳定状态，触发翻转一段时间后会回到原来的稳定状态，一般用作定时、分频或固定宽度脉冲整形，分为人工启动型、脉冲启动型、压控振荡器三种类型。双稳态电路有两个稳定状态，具有记忆和锁存的功能，有R-S触发器和施密特触发器两种形式，R-S型可用于电子开关等，施密特触发器可用于波形变换、电压鉴别。无稳态电路主要是多谐振荡器，可分为直接反馈型、间接反馈型和压控振荡型，
555时基电路内部结构及工作原理实例详解
2.3．1 555时基电路的介绍和内部结构 555集成电路定时器是一种将模拟功能和逻辑功能集成在同一硅片上的单片时基电路。它的型号很多，如FX555，5G555，J55，UA555，NE555，它们的逻辑功能与外部引线排列完全相同，555定时器的电源电压范围宽，双极型555定时器为5~16V，CMOS555 定时器为3~18V，它可提高与TTL，CMOS的数字电路兼容的接口电平。由于555定时 器价格低廉，使用灵活方便，只需外接少量元件就可构成多种模拟和数字电路，因而极广泛地应用在波形产生与变换，测量与控制，家用电器及电子玩具领域，它的外部引脚 555定时器能在较宽电压范围工作，输出交电平不低于90%电源电压，带拉电流负载和电流负载能力可达到200MA。 图2-3 555定时器外部引脚 555时基电路由运算放大电路器A1，A2组成电压比较器，由F1F2组成的
基本R—S触发器以及由F3和NPN型集成电极开路输出的放电三极管TD等组成的输出级和放电开关。其中电压比较器的分压偏置电阻采用三个阻值相同的5K电阻，所以电路因此特征而被命名为“555时基电路”。555时基电路的内部结构图如图2-4。 图2-4 555时基电路图 2.3.2 555时基电路的工作原理及功能电压比较 1）分压器3个5K 电阻组成，为两个A1和A2提供基准电平，如控制端C O，则经分压后，A的基准电平为2/3Ucc，B的基准电平为1/3Ucc，如改变管脚的接法就改变了两个电压比较器的基准电平 2）比较器 比较器A1，B2是两个结构和性能完全相同的高精度电压比较器，其输出直接控制着基本R-S触发器的状态。TH是比较器A1的输入端，TR是比较器A2的输入端。 当TH输入信号使U6》2/3Ucc，则A1输出交电平，否则A输出为低电平，当R输入信号使号使V2》1/3Ucc，A2输出为低电平，否则输出高电平3）基本R—S触发器 基本R——S触发器要求低电平触发，图中F1的输入端接UC1，为置O 输入端（R），F2的输入端接Uc2为置输入端（S）。Uc1=0，Uc2=1，时Q=0。当Uc1=1，Uc2=时，Q=1 4）放电器和输出缓冲器 集电极开路输出的放三极管TD组成放电器当输出U0为‘0“时，Q为1使UTD导通，管脚T和地间构成通路，而输出U0为”1“时，Q为0 使UTD 截止，通路被切断。输出缓冲器由反相器构成，一方面增强了带负载能力，另一方面隔离负载对555定时器的影响。 总上所述可得555时基器电路功能表如下表2-1所示 2-1 表555时基电路功能表
NE555时基集成电路实验
NE555时基集成电路实验 2012年04月01日11:41 来源：本站整理作者：灰色天空我要评论(0) 1.常用电子元器件简介 (1)名称·电路符号·文字符号 (2)555时基集成电路 555时基集成电路是数字集成电路，是由21个晶体三极管、4个晶体二极管和16个电阻组成的定时器，有分压器、比较器、触发器和放电器等功能的电路。它具有成本低、易使用、适应面广、驱动电流大和一定的负载能力。在电子制作中只需经过简单调试，就可以做成多种实用的各种小电路，远远优于三极管电路。 555时基电路国内外的型号很多，如国外产品有：NE555、LM555、A555和CA555等;国内型号有5GI555、SL555和FX555等。它们的内部结构和管脚序号都相同，因此，可以直接互相代换。但要注意，并不是所有的带555数字的集成块都是时基集成电路，如MMV555、AD555和AHD555等都不是时基集成电路。 常见的555时基集成电路为塑料双列直插式封装(见图5-36)，正面印有555字样，左下角为脚①，管脚号按逆时针方向排列。
(图5-36) 555时基集成电路各管脚的作用：脚①是公共地端为负极;脚②为低触发端TR，低于1/3电源电压以下时即导通;脚③是输出端V，电流可达2000mA;脚④是强制复位端MR，不用可与电源正极相连或悬空;脚⑤是用来调节比较器的基准电压，简称控制端VC，不用时可悬空，或通过0.01μF电容器接地;脚⑥为高触发端TH，也称阈值端，高于2/3电源电压发上时即截止;脚⑦是放电端DIS;脚⑧是电源正极VC。 555时基集成电路的主要参数为(以NE555为例)电源电压4.5～16V。 输出驱动电流为200毫安。 作定时器使用时，定时精度为1%。 作振荡使用时，输出的脉冲的最高频率可达500千赫。 使用时，驱动电流若大于上述电流时，在脚③输出端加装扩展电流的电路，如加一三极管放大。 (3)音乐片集成电路 它同模仿动物叫声和人语言集成电路都是模拟集成电路，采用软包装，即将硅芯片用黑的环氧树脂封装在一块小的印刷电路板上。 由于集成电路内不宜制作电感、电容及可调电阻等元器件，为了发挥它的作用，必须外接一些元器件。 注意：集成电路片在焊接时不能带电操作，只有焊接后，检查无误，才能接通电源。 2.555时基集成电路基础电路实验 为了便于利用较少的元器件，而达到基本学会555时基集成电路的制作和应用能力，我们筛选了以下元器件供大家实验参考(以下电路图5-37中不再标出数值)。
555时基电路的基本特性和用法
555时基电路的基本特性和用法 我们在使用555时基电路之前应该先了解它的基本特性。按照集成电路的分类方法，数字集成电路以外的集成电路都归入模拟集成电路中，因此关于555时基电路的特性可以从非线性模拟集成电路手册中查找。 一、555电路的型号、封装和引脚 1．型号 我国目前广泛使用的555时基电路的统一型号是：双极型为CB555，CMOS型为CB7555。这两种电路每个集成片内只有一个时基电路，称为单时基电路。此外还有一种双时基电路，在一个集成片内包含有两个完全相同、又各自独立的时基电路。它们的型号分别是CB556和CB7556。表1列出它们的型号和与之对应的国内、国外常用的型号。 2．封装和引脚 555单时基电路的封装有8脚圆形和8脚双列直插型两种。圆形集成电路引脚的编号方法是把引脚朝下，带标志的引脚置于上倒，从带标志的引脚左边开始按逆时针方向顺序编号，见图1（a）。双列直插型单时基电路的引脚编号方法是把集成片平放，从带标志的引脚开始按逆时针方向顺序编号，见图1（b）。556双时基电路的封装只有14脚双列直插型一种。引脚按双列直插型集成电路的统一方法编号，见图1（C）。 CB555（CB7555）单时基电路各引脚的作用见图1（a）、（b）和图2。6脚是阈值输入端TH，2脚是触发输人端，5脚是控制端VC，4脚是主复位端，8脚是电源正极Vcc或VDD。3脚是输出端VO，7脚是放电端DIS，1 脚是公共地端 GND或VSS。对双时基电路CB556（CB7556)来讲，两个时基电路共用一个电源端（14）一个地端（7），其余12个脚按左右分开，各为一个独立的时基电路，见图1（c）。为了便于应用，在图2上，用圆圈内的数码表示出单时基电路的引脚号。在小方框内用斜线隔开的2个数码表示出双时基电路左右两个时基电路的引脚号。例如 5／9表示左边时基电路输出端V01的引脚号是5，右边时基电路输出端V02的引脚号是9。 双极型和CMOS型555电路的内部电路和参数虽然不同，但它们的引脚编号和功能是完全相同的。 二、555时基电路的主要参数 为了正确使用555时基电路，必须对它的基本特性有所了解。双极型和CMOS型时基电路在电特性上是有差别的，应该分别给出。至于双时基电路和单时基电路，除了静态电流，双时基电路应该是单时基电路的一倍以外，其余参数是完全相同的。所以只要列出 CB 555和 CB 7555的主要参数并予以说明就可以了。 1．电源电压和静态电流 CB 555使用的电源电压是 4．5～16伏，CB 7555的电压范围比较宽，可以从3～18伏。静态电流也叫电源电流，是空载时消耗的电流。在电源电压是15伏是，CB 555的静态电流典型值是 10 mA，CB 7555是0．12mA。电源电压和静态电流的乘积就是静态功耗。可见CMOS型时基电路的静态功耗远小于双极型时基电路。 2．定时精度
555时基集成电路各管脚的作用
555时基集成电路各管脚的作用：脚①是公共地端为负极；脚②为低触发端TR，低于1／3电源电压以下时即导通；脚③是输出端V，电流可达2000mA;脚④是强制复位端MR，不用可与电源正极相连或悬空; 脚⑤是用来调节比较器的基准电压，简称控制端VC，不用时可悬空，或通过0.01μF电容器接地;脚⑥为高触发端TH，也称阈值端，高于2/3电源电压发上时即截止;脚⑦是放电端DIS;脚⑧是电源正极VC。 555时基集成电路的主要参数为（以NE555为例）电源电压4.5～16V。 输出驱动电流为200毫安。 作定时器使用时，定时精度为1％。 作振荡使用时，输出的脉冲的最高频率可达500千赫。 使用时，驱动电流若大于上述电流时，在脚③输出端加装扩展电流的电路，如加一三极管放大。 （3）音乐片集成电路 它同模仿动物叫声和人语言集成电路都是模拟集成电路，采用软包装，即将硅芯片用黑的环氧树脂封装在一块小的印刷电路板上。 由于集成电路内不宜制作电感、电容及可调电阻等元器件，为了发挥它的作用，必须外接一些元器件。 注意：集成电路片在焊接时不能带电操作，只有焊接后，检查无误，才能接通电源。 2．555时基集成电路基础电路实验 为了便于利用较少的元器件，而达到基本学会555时基集成电路的制作和应用能力，我们筛选了以下元器件供大家实验参考（以下电路图5-37中不再标出数值）。 R1是光敏电阻、R2＝10K、R3＝2K、R4＝200Ω、R5＝200Ω、Rp是150K、R T是热敏电阻、IC1是NE555、IC2是焊有三极管和电阻的音乐片、红绿发光管VD1和VD2各一个、SB是按键开关、C1＝0.01μF、C2＝0.04μF、C3＝10μF、C4＝47μF、C5＝100μF(C3、C4和C5为电解电容器，耐压应当大于6V)、GB＝6V、喇叭为8Ω。 （1）触摸电路 这是555时基集成电路的一个特长，具有电路翻转功能，称为双稳工作方式。图5-38是最典型的双稳电路。图中“开”和“关”是两个金属片（铁片或铜片），当手触摸“开”金属片时，人体感应到的脉冲信号就输入到②脚，此时③脚输出高电位，发光二极管发亮。当手摸一下“关”金属片，电路进行翻转，此时③脚输出低电位，发光二极管灭。 图5-37
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V i（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。
555时基电路引脚解析
555时基电路引脚解析 凡是时基电路555，电路内部结构相同，性能都是相同的。时基电路555有很多厂家型号，如MC555、CA555、XR555、LM555等；国产型号有SL555、FX555、5G1555等，典型的、也是最常用的是NE555。555前的字母只表示生产厂家。 555时基电路是一种用途较广的精密定时器，可用来发生脉冲、作方波发生器、自激振荡器、定时电路、延时电路、脉宽调制电路、脉宽缺少指示电路、监视电路等。其工作电压为5～18V，常用10～15V，最大输出电流200mA，可驱动功率开关管、继电器、发光管、指示灯、，做振荡器时，最高频率可达300kHz。 555时基电路比较简单，内部集成了21个晶体三极管、4个晶体二极管和16个电阻组成了两个电压比较器、一个R-S触发器、一个放电晶体管和一个由3只电阻组成的分压器。图中上比较器A1和下比较器A2是由两个高增益的电压比较器，VT为放电三极管，3个电阻R1、R2、R3阻值都是5kΩ，是3个5组成，时基电路555名称由此而来。 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
555时基电路原理
555型时间集成电路外形封装有TO-99和DIP-8；少数产品如RV6555DC，LBB55，CA555及M52051采用DIP-14脚封装。 555定时器引脚图 555定时器的应用与原理介绍 555定时器介绍： 555 定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。一般用双极性工艺制作的称为555，用CMOS 工艺制作的称为7555，除单定时器外，还有对应的双定时器556/7556。555 定时器的电源电压范围宽，可在4.5V~16V 工作，7555 可在3~18V 工作，输出驱动电流约为200mA，因而其输出可与TTL、CMOS 或者模拟电路电平兼容。 555 定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现多谐振荡器、单稳态触发器及施密特触发器等脉冲产生与变换电路。它也常作为定时器广泛应用于仪器仪表、家用电器、电子测量及自动控制等方面。555 定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图 2.9.1 和图2.9.2 所示。它内部包括两个电压比较器，三个等值串联电阻，一个RS 触发器，一个放电管T 及功率输出级。它提供两个基准电压VCC /3 和2VCC /3 图8-1 555定时器内部方框图 555电路的工作原理 555电路的内部电路方框图如图8-1所示。它含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关T，比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器A1同相 比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为和。A1和A2的输出端控制 RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号输入并超过时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电，开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。
555时基集成电路引脚图及主要参数
555时基集成电路引脚图及主要参数 555时基集成电路是数字集成电路，是由21个晶体三极管、4个晶体二极管和16个电阻组成的定时器，有分压器、比较器、触发器和放电器等功能的电路。它具有成本低、易使用、适应面广、驱动电流大和一定的负载能力。在电子制作中只需经过简单调试，就可以做成多种实用的各种小电路，远远优于三极管电路。 555时基电路国内外的型号很多，如国外产品有：NE555、LM555、A555和CA555等；国内型号有5GI555、SL555和FX555等。它们的内部结构和管脚序号都相同，因此，可以直接互相代换。但要注意，并不是所有的带555数字的集成块都是时基集成电路，如MMV555、AD555和AHD555等都不是时基集成电路。 常见的555时基集成电路为塑料双列直插式封装（见图5-36），正面印有555字样，左下角为脚①，管脚号按逆时针方向排列。 (图5-36) 555时基集成电路各引脚功能描述： 脚①是公共地端为负极； 脚②为低触发端TR，低于1／3电源电压以下时即导通； 脚③是输出端V，电流可达2000mA; 脚④是强制复位端MR，不用可与电源正极相连或悬空; 脚⑤是用来调节比较器的基准电压，简称控制端VC，不用时可悬空，或通过0.01μF电容器接地;
脚⑥为高触发端TH，也称阈值端，高于2/3电源电压发上时即截止; 脚⑦是放电端DIS; ⑧是电源正极VC。 555时基集成电路的主要参数为（以NE555为例）: 电源电压4.5～16V。 输出驱动电流为200毫安。 作定时器使用时，定时精度为1％。 作振荡使用时，输出的脉冲的最高频率可达500千赫。 使用时，驱动电流若大于上述电流时，在脚③输出端加装扩展电流的电路，如加一三极管放大。
555时基电路应用电路设计
长春师范学院 毕业设计（论文） 题目 555时基电路应用电路设计 由NE555构成的网线检测器电路 院系名称长春师范学院 班级 05级3班 学生姓名王曼学号 0520140302 指导教师丛芳琦副教授 评阅教师丛芳琦副教授 时间 2009.5
长春师范学院毕业论文中文摘要 摘要 555 时基电路是一个中规模集成电路，有着十分广泛的应用。文章介绍了555 时基集成电路的分类和用法，了解单稳类、双稳类、无稳类电路的特点及使用。并就由NE555构成的网线检测器电路进行分析和总结归纳，掌握脉冲振荡电路的原理及波形。 关键词：555 时基电路；集成；单稳；双稳；振荡器 I
长春师范学院毕业论文Abstract Abstract Time base circuit 555 is a medium-scale integrated circuits, has a very wide range of applications. This paper introduces the 555 time-base and usage of the classification of integrated circuits to understand the type monostable, bistable type, non-solid type of circuit characteristics and use. And posed by the NE555 detector circuit lines for analysis and summary to grasp the principle of pulse oscillation circuit and waveforms. Keywords: 555 time-base circuit; integration; monostable; Bistable; oscillator II
555时基集成电路的特点和封装
555时基集成电路的特点和封装 常见的数字或模拟集成电路型号的阿拉伯数字，仅表示其编号。而555时基集成电路的3个“5”，却有具体的内涵，故各生产厂家无例外地在型号中加以保留。这是困为在该集成基片上的基准电压电路是南三个误差极小的5kΩ电阻组成的，分压精度高。 555电路大量应用于电子控制、电子检测、仪器仪表、家用电器、音响报警、电子玩具等诸多方面。可用作振荡器、脉冲发生器、延时发生器、定时器、方波发生器、单稳志触发振荡器、双稳态多谐振荡器、自由多谐振荡器、锯齿波产生器、脉宽调制器、脉位调制器等等。 555时基电路之所以得到这样广泛的应用，在于它具有如下几个特点 (1) 555在电路结构上是由模拟电路和数字电路组合而成，它将模拟功能与逻辑功能兼容为一体，能够产生精确的时间延迟和振荡。它拓宽了模拟集成电路的应用范同。 (2)该电路采用单电源。双极型555的电压范围为4.5V～15V;而CMOS型的电源适应范围更宽，为2V～18V。这样，它就可以和模拟运算放大器和TTL或CMOS数字电路共用一个电源。 (3) 555可独立构成个定时电路，且定时精度高。 (4) 555的最大输出电流选200mA，带负载能力强。可直接驱动小电机、喇叭、继电器等负载。 555时基集成块的封装外形图般有两种，一种是做成8脚圆形TO-99型如图i-l(a)所示；另种是8脚双列直插式封装，如图i-l(b)所示。556双时基集成块内含两个相同的时基电路，其封装外形如图1一2所示，是双列直插14脚封装。
CMOS型555/556时基集成块与双极型的555/556管脚排列完全相同，国产型号的555/556与国外产品的管脚排列也致，易于互换。 来源:lele 【收藏此页】【关闭】【返回】【打印】【推荐】 本页面信息由维库用户提供，如有侵犯您的知识产权，请致电本站，本站核实后将迅速删除！
555时基电路工作原理
一、555时基电路工作原理 555时基电路是一种应用十分广泛的模拟-数字混合式集成电路，国外典型产品型号有NE555、LM555、XR555、CA555、RC555、uA555、SN52555、LC555等，国内产品型号有5G1555、SL555、FX555、FD555等。它们的内部功能结构和引脚排列序号都相同，因此可以在使用时互换。555时基电路具有定时精度高、温度漂移小、速度快、可直接与数字电路项链、结构简单、功能多、驱动电流较大等优点。它可以组成性能稳定的无稳态振荡器、单稳态触发器、双稳态R-S触发器和各种电子开关电路等。 555时基电路内部一共集成了21个晶体三极管、4个晶体二极管和16个电阻器，组成了两个电压比较器、一个R-S触发器、一个放电晶体管和一个由3只全等电阻组成的分压器。555时基集成电路功能方框图见图1中去虚线所围部分，图中，A1、A2是两个高增益电压比较器，它们的输出端分别接到触发器的R端（置“0”端）和S端（置“1”端），VT是放电晶体管；R1、R2和R3的阻值相等（约为5k并组成分压器，555的名称可能就是因此而得）。 图1中，A1为上比较器，A2为下比较器，由于R1、R2和R3的阻值相等，因此集成块的5脚（即控制端VC）电位固定在2/3V DD（V DD为时基集成电路的工作电压），6脚叫jiào做z uò阈yù值输入端TH。同理，下比较器A2的同相输入端电位被固定在 1/3V DD，反相输入端（即2脚）作为触发输入端TR。A1与A2的输出端分别送到R-S触发器（即双稳态触发器）的置位端S 和复位端R，以控制输出端OUT（即第3脚）的电平状态和放电管VT的导通与截止。 图1所示外部元件电阻Rt、电容Ct与555时基电路接成单稳态电路。由于A1的基准设在反相输入端（2/3 V DD），所以当阈值端TH电压高于或等于2/3 V DD时，A1输出高电平，使触发器复位，输出端3脚为低电平，即Q=0，非Q=1，此时放电管VT导通，时基电路的7、1两脚被VT短接，外部定时电容Ct可以通过7脚、1脚放电。而A2的基准是设在同相输入端，因此只有触发端电平小于或等于1/3 V DD时，A2输出高电平，触发器被置位，3脚输出高电平，即Q=1，非Q=0，放电管VT截止，7脚、1脚之间断路，相当于DIS端7脚悬空，此时外电容Ct可通过电阻Rt充电。为了便于记忆和理解，可以把阈值端6脚称为“高触发端”，它只对高电平（不小于2/3 V DD）有效，低电平对它不起作用。同理，把触发端2叫做“低触发端”，它只对低电平（不大于1/3 V DD）有效，高电平对它不起作用。即当低触发端2脚电位低于1/3 V DD时，集成块3脚就输出高电位；当高触发端6脚电位高于2/3 V DD（有一个先决条件：2脚电位必须大于1/3 V DD2时，集成块3脚输出低电位，这说明当2脚、6脚电位发生矛盾时，应先服从2脚的电平关系） 为适应某些应用的需要，电路还设置了第4脚强制复位端MR，即当4脚为低电位（不大于0.4V）时，不管6脚、2脚的电位高低，集成块的输出端3脚总是输出低电平，此时7脚、1脚被内部放电晶体管VT短接。放电端DIS（即第7脚）有时也可被认为是第二输出端，其电平变化规律与输出端第3脚同步。这就是说当3脚输出端低电平时，7脚也为低电平（因为它与地GND即第1脚相连接）；当3脚输出高电平时，7脚也为高电平。注意：7脚为集电极开路输出，其高电平为“虚高”，实质为悬空，不能向外馈送电流，故确切地说应是高阻状态。3脚高电平为“实高”，高电平时电位接近电源电压V DD，最大可向外馈送200mA的电流。 时基电路的第5脚为控制端VC，可以通过外接分压电阻或稳压管来改变A1、A2两个电压比较器的基准电压以扩大其应用范围，如果在VC与GND之间外接一只9V稳压管，则上比较器A1的基准电压就是9V，而下比较器A2的基准电压便为9V×1/2=4.5V。如果在VC端输入一个交变电压（如正弦波），则上、下两个比较器的基准电压将随时间而变化，从而使外部电路充放电时间也随之变化，因此可以起到调制作用。但通常使用时VC端一般可以悬空处理或通过0.01uF电容接地GND以
555时基电路构成的压控振荡器.doc
555时基电路构成的压控振荡器 摘要：555电路是集模拟电路和数字电路于一体的集成电路，是在上世纪70年代，为制作定时器而被设计制造的。该电路具有灵活的引出端脚，使用者尽用其能，将其广泛运用于电子行业的各个领域内，并且该电路在科研、仪表、测量、控制等诸多领域内也得到了广泛的应用。本文主要从原理和应用两个方面讲述由555无稳态多谐振荡器电路构成的压控振荡器。 关键词： 1、引言 如今，555时基电路得到如此广泛的应用，这得益于该电路本身独特的优越性。按照555电路的应用特点，以数字电路的分类方法作为基本方式，可将其分为：多谐振荡器的应用方式、单稳态电路的应用方式、双稳态（R-S触发器）电路的应用方式以及施密特电路的应用方式。本文要讨论的压控振荡器是一种结构特殊的多谐振荡器，全称为电压控制的多谐振荡器，简称VCO。由555电路构成的压控振荡器具有电路简单、成本低、产生脉冲波形的线性度好等特点，因此压控振荡器电路在锁相技术、A/D转换、脉冲调制及遥测技术中有广泛的用途，是一种十分重要的电路。. 2、555电路原理图]1[ 图1、原理电路图
整个原理电路图有5个部分组成，这5个部分可以分为三大部分进行解释：（1）分压器与比较器 三个等值电阻（每个5KΩ）串联进行分压，将电源电压分别分压为U CC/3和2U CC/3。其中2U CC/3加至电压比较器A1的同相输入端，作为它的参考电压；U CC/加之电压比较器A2的反相输入端，作为它的参考电压。A1、A2是由两个差分电路组成的电压比较器，相当于两个运算放大器的输入电路。这两个参考电压决定了555电路的输入特性。 上述原理电路图有两个输入端，分别称为触发端（TR、2脚）和阀值端（TH、6脚），它们分别是A2的同相输入端和A1的反相输入端。根据电压比较器的工作原理：当对输入端2脚上加上低于U CC/3的输入电压时，比较器A2输出低电平；当加上高于U CC/3的输入电压时，A2输出高电平。对于输入端6脚，当对其加上低于2U CC/3的输入电压时，A1输出高电平；当对其加上高于2U CC/3的输入电压时，A1输出低电平。 （2）基本R-S触发器]1[ 在数字电路中，触发器分为同步R-S触发器和基本R-S触发器，555电路中使用 是基本R-S触发器。这种触发器由两个非门交叉连接组成，它的特点是需要低电平触发，即只有在输入端加以低电平或负脉冲，触发器才能翻转。 它的逻辑功能是：当R=0，S=1时，不管触发器原来是什么状态，都会被置成低电平0的状态；当R=1,S=0时，触发器被置成高电平1的状态；当R=1,S=1时，触发器保持原状态不变；当R=0,S=0时，触发器的状态不定，不过这种状态是不允许出现的，也是不可能出现的。 （3）输出级]2[ 为了提高555电路带负载的能力，使其能够直接驱动一定功率的负载，并且隔离负载对定时器的影响，在它的R-S触发器之后加入了一级输出级G3。该输出级G3将R-S 触发器的输出电平进行反相，并同时给予一定的功率放大后输出，这就使得555电路可以直接驱动小型继电器、扬声器等。 （4）放电电子开关]3[ 在由555电路组成的定时定路及各类触发器和振荡器中，它们的工作状态都和电容器的充、放电有关。例如在定时电路中，通常把上比较器的输入端TH（6脚）接到只电容C的正极。这个电容又通过一只串联电阻R接到电源的正极。工作时，电源通过电阻R向电容C充电，当电容充电使其电压达到阀值电平后，比较器A1输出低电平，触发器R-S翻转，它的输出端变为高电平，经过一级反相器反相为低电平后作为一种控制信号输出，实现对电路的一种工作状态的控制。 ( 5 ) 555定时器的基本功能]4[ ①R=0，无论其他输入为何值（用×表示），必有Q=1，U O为低电平0，T D饱和导通，故R端称为置0端或复位端。 ②R=1，U TH>2U CC/3、U TR>U CC/3时，U O1为低电平，U O2为高电平，使Q=1、
555集成电路图全集
555集成电路图全集 一．时基555光控电路图 二．555时基电路应用和工作原理 1 555时基电路的特点 555集成电路开始是作定时器应用的，所以叫做555定时器或555时基电路。但后来经过开发，它除了作定时延时控制外，还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。此外，还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路，用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。由于它工作可靠、使用方便、价格低廉，目前被广泛用于各种电子产品中，555集成电路内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等，电路比较复杂，是模拟电路和数字电路的混合体，如图1所示。 图1 555集成电路内部结构图 555集成电路是8脚封装，双列直插型，如图2(A)所示，按输入输出的排列可看成如图2(B)所示。其中6脚称阈值端(TH)，是上比较器的输入；2脚称触发端(TR)，是下比较器的输入；3脚是输出端(Vo)，它有O和1两种状态，由输入端所加的电平决定；7脚是放电端(DIS)，它是内部放电管的输出，有悬空和接地两种状态，也是由输入端的状态决定；4脚是复位端(MR)，加上低电平时可使输出为低电平；5脚是控制电压端(Vc),可用它改变上下触发电平值；8脚是电源端，1脚是地端。
图2 555集成电路封装图 我们也可以把555电路等效成一个带放电开关的R-S 触发器，如图3(A)所示，这个特殊的触发器有两个输入端：阈值端(TH)可看成是置零端R ，要求高电平，触发端(TR)可看成是置位端S ，要求低电平，有一个输出端Vo ，Vo 可等效成触发器的Q 端，放电端(DIS)可看成是由内部放电开关控制的一个接点，由触发器的Q 端控制：Q=1时DIS 端接地，Q=0时DIS 端悬空。另外还有复位端MR ，控制电压端Vc ，电源端VDD 和地端GND 。 (1)两个输入端的触发电平要求一高一低， 这个特殊的触发器有两个特点： 置零端R 即阈值端(TH)要求高电平，而置位端s 即触发端(TR)端的触发电平使输出发生翻转的阈值电压值也不同，当V c 端不接控制电压时，对TH(R)端则要求低电乎; (2)两个输入来讲，>2/3VDD 是高电平1,<2/3VDD 是低电平0：而对TR(S)端来讲，>1/3VDD 是高电平1，<1/3VDD 是低电平0。如果在控制端(Vc)上控制电压Vc 时，这时上触发电平就变成Vc 值，下触发电平就变成1/2Vc 值，可 见改变控制端的控制电压值就可以改变上下触发电平值。它的功能表见图3(B)所示。 图3 555电路等效R—S 触发器 OS 型两种。CMOS 型的优点是功耗低、电源电压低、输入阻抗高，但输 555的应用电路很多，只要改变555集成电路的外部附加电路，就可以构成几百种应用电路，大体上可分为555单稳、555双稳及555无稳(即振荡器)三类。 555集成电路有双极型和CM 出功率较小，输出驱动电流只有几毫安。双极型的优点是输出功率大，驱动电流达200毫安，其他指标则不如CMOS 型的。
555时基电路总结报告
电路与电子线路基础》课外设计制作 总结报告 题目(A)：555时基电路设计 组号： 任课教师： 组长： 成员： 成员： 成员： 成员： 联系方式 2015年日
一、电路设计方案及实验原理 1.555基本组成及工作原理 555时基集成电路各管脚的作用：脚①是公共地端为负极；脚②为低触发端TR，低于1／3电源电压以下时即导通；脚③是输出端V，电流可达2000mA;脚④是强制复位端MR，可与电源正极相连或悬空;脚⑤是用来调节比较器的基准电压，简称控制端VC，不用时可悬空，或通过0.01μF电容器接地;脚⑥为高触发端TH，也称阈值端，高于2/3电源电压时即截止;脚⑦是放电端DIS;脚⑧是电源正极VCC。555 含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关管T，比较器的参考电压由三只5K电阻器构成的分压器提供。它们分别使高电平比较器A1的同相输入和低电平比较器A2的反相器、、输入端的参考电平为2/3VCC和1/3VCC。A1与A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号自6脚，即高电平触发输入并超过参考电平2/3VCC时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3VCC进，触发器复位，555的3脚输出高电平，同时放电 开关管截止。RD是复位端（4脚),当RD=0.555输出低电平。平时RD端开路或接VCC. 2、单稳态电路工作原理 单稳态电路是具有一个稳定状态的电路。稳定时，时基电路处在复位态，输出端３脚为低电平，此时７脚也处在低电平，所以定时电容Ct无法通过定时电阻Rt 放电。 如果在输入端输出一个负脉冲触发信号V1，使５５５触发端的２脚获得一个小于VDD/3的低电平触发信号，根据前面的内部结构图和真值表，可知时基电路置位，输出脚３跳变为高电平，电路即翻转进入暂态；同时５５５内部晶体管截止，７脚被悬空（即虚高），解除对Ct的封锁，正电源VDD通过Rt向Ct充电，使阈值端６脚电平不断升高，当升至２VDD/3时，由真值表知，时基电路复位，３