555芯片_图文
555芯片内部原理及经典应用
555定时电路内部结构分析及应用1 绪言555定时器是电子工程领域中广泛使用的一种中规模集成电路，它将模拟与逻辑功能巧妙地组合在一起，具有结构简单、使用电压范围宽、工作速度快、定时精度高、驱动能力强等优点。
555定时器配以外部元件，可以构成多种实际应用电路。
广泛应用于产生多种波形的脉冲振荡器、检测电路、自动控制电路、家用电器以及通信产品等电子设备中。
2555定时器功能及结构分析2.1 555定时器的分类及管脚作用555定时器又称时基电路。
555定时器按照内部元件分有双极型（又称TTL 型）和单极型两种。
双极型内部采用的是晶体管；单极型内部采用的则是场效应管，常见的555时基集成电路为塑料双列直插式封装（见图2-1），正面印有555字样，左下角为脚①，管脚号按逆时针方向排列。
2-1 555时基集成电路各管脚排布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。
2.2 555定时器的电路组成图2-2为555芯片的内部等效电路U31kBJT_NPN_VIRTUAL2-2 555定时器电路组成5G555定时器内部电路如图所示， 一般由分压器、比较器、触发器和开关。
及输出等四部分组成，这里我们主要介绍RS 触发器和电压比较器。
2.2.1基本RS 触发器原理如图2-3是由两个“与非”门构成的基本R-S 触发器, RD 、SD 是两个输入端，Q 及是两个输出端。
QQRDSD2-3 RS 触发器正常工作时，触发器的Q 和应保持相反，因而触发器具有两个稳定状态：1）Q=1，=0。
555芯片常用电路应用
555芯片引脚图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引脚图如下所示。
555引脚图555的内部结构可等效成23个晶体三极管.17个电阻.两个二极管.组成了比较器.RS触发器.等多组单元电路.特别是由三只精度较高5k电阻构成了一个电阻分压器.为上.下比较器提供基准电压.所以称之为555.555属于cmos工艺制造.555引脚图介绍如下1地 GND2触发3输出4复位5控制电压6门限(阈值）7放电8电源电压Vcc单稳类电路单稳工作方式，它可分为3种。
见图示。
第1种（图1）是人工启动单稳，又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同的单元，并分别以1.1.1 和1.1.2为代号。
他们的输入端的形式，也就是电路的结构特点是：“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。
第2种（图2）是脉冲启动型单稳，也可以分为2个不同的单元。
他们的输入特点都是“RT-7.6-CT”，都是从2端输入。
1.2.1电路的2端不带任何元件，具有最简单的形式；1.2.2电路则带有一个RC微分电路。
第3种（图3）是压控振荡器。
单稳型压控振荡器电路有很多，都比较复杂。
为简单起见，我们只把它分为2个不同单元。
不带任何辅助器件的电路为1.3.1；使用晶体管、运放放大器等辅助器件的电路为1.3.2。
图中列出了2个常用电路。
555定时器电路结构图与管脚排列图_555定时器功能表_555定时器引脚图 - 电子技术
555定时器电路结构图与管脚排列图_555定时器功能表_555定时器引脚图 - 电子技术555定时器是一种将模拟电路和数字电路集成于一体的集成芯片。
用它可以构成单稳态触发器、多谐振荡器和施密特触发器等多种电路。
555定时器在工业控制、定时、检测、报警等方面有广泛应用。
它由下面四部分组成：1、分压器：由三个5KΩ电阻构成2、比较器：由电压比较器C1和C2构成3、R-S触发器4、放电开关管T555定时器电路结构图与管脚排列图如下图所示。
比较器C1的参考电压为，加在同相输入端；比较器C2的参考电压为，加在反相输入端。
在初学阶段必须掌握的几个管脚的功能如下：2脚：低电平触发端，由此输入触发脉冲。
当此输入端的输入电压大于时，C2的输出为高电平“1”；当输入电压小于时，C2的输出为低电平“0”，使基本RS触发器置“1”。
6脚：高电平触发端，由此输入触发脉冲。
当此输入端的输入电压小于时，C1的输出为高电平“1”；当输入电压大于时，C1的输出为低电平“0”，使基本RS触发器置“0”。
7脚：放电端D，当触发器的=1时，放电晶体管T导通，外接电容元件通过T放电。
3脚：输出端Q，输出电流可以达到200 mA，因此可以直接驱动继电器、发光二极管、扬声器、指示灯等。
输出高电压约低于电源电压1~3 V。
其它管脚的功能如下：8脚：电源端VCC，可以在5~18 V范围内使用。
1脚：接地端。
4脚：复位端，由此输入负脉冲（或使其电位低于0.7 V）使基本RS触发器直接复位（置“0”）。
5脚：电压控制端，在此端可以外加一电压以改变比较器的参考电压。
不用时，经0.01 F的电容接地，以防止干扰信号的引入。
由原理电路结构不难得到555定时器电路的功能，其功能表如下表所示。
在分析后面介绍的555定时器的应用电路时，就依据该表分析。
555定时器功能表。
555芯片的工作原理
555芯片的工作原理
555芯片是一种集成电路芯片，常用于定时和脉宽调制等应用。
它的工作原理如下：
1. 内部电路结构：555芯片由多个功能模块组成，包括比较器、RS触发器、RS锁存器、放电开关、电压分配器等。
2. 外部电容与电阻：外部连接一个电容和电阻组成的RC电路，通常通过通过改变电阻的阻值来调节芯片的工作频率和占空比。
3. 稳态工作原理：当电路刚开始通电时，电容开始充电。
当电容电压达到比较器的上阈值电压时（2/3 VCC），比较器的输
出由低电平变为高电平，将RS触发器推至Set状态（低电平），导致Output引脚输出高电平。
4. 放电阶段：当电容电压达到比较器的下阈值电压时（1/3 VCC），比较器的输出由高电平变为低电平，将RS触发器推
至Reset状态（高电平），导致Output引脚输出低电平。
此时电容开始放电。
5. 触发器状态切换：当电容放电至比较器下阈值电压以下时，比较器的输出由低电平变为高电平，触发器又回到Set状态，Output引脚输出高电平，电容再次开始充电，周而复始形成周期性矩形波。
总之，555芯片通过外部RC电路来控制充放电的时间，通过
比较器和触发器的状态切换来实现输出波形的控制，从而实现定时和脉宽调制等功能。
555芯片内部原理及经典应用
555定时电路内部结构分析及应用1 绪言555定时器是电子工程领域中广泛使用的一种中规模集成电路，它将模拟与逻辑功能巧妙地组合在一起，具有结构简单、使用电压范围宽、工作速度快、定时精度高、驱动能力强等优点。
555定时器配以外部元件，可以构成多种实际应用电路。
广泛应用于产生多种波形的脉冲振荡器、检测电路、自动控制电路、家用电器以及通信产品等电子设备中。
2555定时器功能及结构分析2.1 555定时器的分类及管脚作用555定时器又称时基电路。
555定时器按照内部元件分有双极型（又称TTL 型）和单极型两种。
双极型内部采用的是晶体管；单极型内部采用的则是场效应管，常见的555时基集成电路为塑料双列直插式封装（见图2-1），正面印有555字样，左下角为脚①，管脚号按逆时针方向排列。
2-1 555时基集成电路各管脚排布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。
2.2 555定时器的电路组成图2-2为555芯片的内部等效电路2-2 555定时器电路组成5G555定时器内部电路如图所示，一般由分压器、比较器、触发器和开关。
及输出等四部分组成，这里我们主要介绍RS触发器和电压比较器。
2.2.1基本RS触发器原理如图2-3是由两个“与非”门构成的基本R-S触发器, RD、SD是两个输入端，Q及是两个输出端。
Q QRD SD2-3 RS触发器正常工作时，触发器的Q 和应保持相反，因而触发器具有两个稳定状态：1）Q=1，=0。
通常将Q端作为触发器的状态。
若Q端处于高电平，就说触发器是1状态；2）Q=0，=1。
逆向常用555定时器芯片（CMOS工艺）
逆向常用555定时器芯片（CMOS工艺）背景知识：一定的电子学基础这篇文章介绍 LMC555 定时器芯片是如何工作的，从芯片上微小的晶体管和电阻到构成其的功能单元如比较器和镜像电流源。
广泛使用的 555 时基集成电路被认为是世界上卖地最好的集成电路，自从 1970 年模拟电路大师Hans Camenzind 设计出该款芯片，自今已经售出数十亿片。
LMC555 是一款低功率 CMOS 工艺 555芯片。
不像传统的双极型三极管，CMOS 芯片是由低功耗 MOS 管构成的。
通过仔细地研究图片模型，我们将理解它的工作原理。
集成电路的结构下面的图片是 LMC555 的硅基模型在显微镜下观察得到的，主要功能单元均已标记（来自Zeptobars的照片）。
模型非常小，仅仅 1mm见方。
其中黑色的大圈是芯片与外部引脚的连接部分。
一层薄金属层将芯片的各个部分连接在一起。
在图中，金属就是那些清晰可见的白色线条和区域。
芯片上不同的部分被标记不一样的颜色。
芯片的不同部件是通过向硅基中掺入不同的杂质来改变其特性而制成得。
N型半导体具有过量的电子（使其为负），而P型半导体缺乏电子（使其为正）。
硅基顶部不同颜色标记的是多晶硅线路。
硅片和多晶硅是芯片的主体部分，其上是各种由金属层连在一起的晶体管和电阻。
LMC555 各个功能块555 定时器的简要说明555 芯片是极其多用途的芯片，有着多达数百的不同应用包括时基计时或是开关以及电压控制的振荡器和调节器。
我将通过最简单的电路振荡器——以一个固定的频率循环往复的电路，来解释芯片的功能。
用下面的图来说明555芯片用作振荡器的内部运作。
外部连接的电容将不断地充电、放电从而产生振荡。
在芯片内部，三个电阻构成分压器产生相对供电电压的1/3和2/3的参考电压。
外电容将在该范围内充、放电，进而产生振荡，如左边的图片所示。
更为详细的是：电容器将通过外部电阻器缓慢充电（A段），直到其电压达到2/3参考值，在B点，阈值（上）比较器切换触发器关闭输出，这将打开输出晶体管，致使放电晶体管导通使电容缓慢放电。
555定时器内部框图及电路工作原理
本文介绍555定时器内部框图及电路工作原理：555定时器内部框图555集成时基电路称为集成定时器，是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，其应用十分广泛。
该电路使用灵活、方便，只需外接少量的阻容元件就可以构成单稳、多谐和施密特触发器，因而广泛用于信号的产生、变换、控制与检测。
它的内部电压标准使用了三个5K的电阻，故取名555电路。
其电路类型有双极型和CMOS型两大类，两者的工作原理和结构相似。
几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556；所有的CMOS产品型号最后四位数码都是7555或7556，两者的逻辑功能和引脚排列完全相同，易于互换。
555和7555是单定时器，556和7556是双定时器。
双极型的电压是+5V~+15V，输出的最大电流可达200mA，CMOS型的电源电压是+3V~+18V。
图8-1 555定时器内部框图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。
是复位端，当其为0时，555输出低电平。
平时该端开路或接VCC。
Vc是控制电压端（5脚），平时输出作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。
T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电电路。
555定时器的典型应用（1）构成单稳态触发器图8-2 555构成单稳态触发器上图8-2为由555定时器和外接定时元件R、C构成的单稳态触发器。
555芯片
555芯片555芯片是一种十分经典的集成电路芯片，由美国电子元件制造商Signetics（现在是NXP）于1971年推出。
它是一种使用极为广泛的程序计时器和多种多用途应用电路，在电子行业中被广泛应用于计时、频率分频、振荡器和脉冲生成等方面。
555芯片具有8个引脚，它们分别是VCC（供电）、GND （地）、Reset（复位）、Threshold（阈值）、Control Voltage （控制电压）、Trigger（触发器）、Output（输出）和Discharge（放电）。
这些引脚提供了丰富的功能来实现各种电路设计。
最常见的使用方式是作为固定频率振荡器。
通过调整电阻和电容的数值，可以控制输出频率的稳定性和振荡波形的特性。
例如，可以使用555芯片来制作闪光灯、警报器或声音发生器。
另一个常见的应用是555芯片作为定时器。
通过控制输入引脚的电平和外部电阻/电容的数值，可以实现不同的时间延迟功能。
这在测量、计时和自动控制系统中特别有用。
555芯片的工作原理基于双稳态比较器、双稳态多谐振荡器和输出驱动电路。
当引脚2（Trigger，触发器）和6（Threshold，阈值）之间的电压达到阈值电平时，输出引脚会从高电平翻转到低电平（或从低电平翻转到高电平）。
这可以用来产生具有特定占空比的方波或矩形波信号。
通过控制电压（引脚5）、Reset（引脚4）和Discharge（引脚7）引脚的电平，可以进一步调整555芯片的工作模式和功能。
例如，当Control Voltage引脚连接到一个可变电阻或电压源时，可以实现对振荡频率的精确调节。
Reset引脚可以用来手动复位芯片，而Discharge引脚则可以用来作为电容器的放电通道。
总结起来，555芯片是一种非常实用和多功能的集成电路芯片，通过简单的连接方式和外部元件，可以实现各种各样的计时、振荡和脉冲生成等功能。
它的稳定性和使用便捷性使得它成为电子工程师和爱好者的首选。
随着技术的不断发展，555芯片的应用也在不断扩大，为电子行业的发展做出了重要贡献。
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概述
实验一：TTL逻辑电路实验二：中规模集成电路实验三：触发器逻辑电路实验四：计数、译码电路实验五：555定时器
实验六：数/模和模/数
实验指导-
>定时电
路555 集成定时器的应用
一、实验目的
1 熟悉 555 集成定时器的组成及工作原理。
2 学习用 555 集成定时器组成几种常用的脉冲发生器。
3 熟悉用示波器测量波形的周期、脉宽和幅值。
二、预习要求
1 认真阅读实验原理部分，熟悉 555 定时器的工作原理及应用。
2. 按实验内容的要求，设计多谐振荡电路、单稳态触发器电路以及外接电阻、电容的参数，画出原理图和实际接线图。
3. 根据各电路的工作原理，作出各输出点的波形图。
三、实验基本原理
（一） 555 集成定时器简介
555 定时器是一种模拟和数字电路混合的集成电路。
它结构简单、性能可
靠、使用灵活，在波形的产生与变换、测量与控制、家用电器、电子玩具
等许多领域中都得到了应用。
目前生产的定时器有双极型和 CMOS 两种类型，尽管产品型号繁多，但所
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 。
它们的功能和外部引脚的排列完全相同，它们的结构
及工作原理也基本相同。
通常，双极型定时器具有较大的驱动能力，而
CMOS 定时器具有低功耗、输入阻抗高等优点。
555 定时器工作的电源电压范围很宽，并可承受较大的负载电流。
双极型定时器的电源电压范围为
5 ～ 16V ，最大的负载电流可达 200mA ； CMOS 定时器的电源电压范围
为 3 ～ 18V ，但最大负载电流在 4mA 以下。
图3 －18是555集成定时器的外引线排列图。
555定时器的功能如表3-18所示。
图 3 － 18 555 集成定时器外引线排列图
表 3-18 555 定时器功能表
输入输出
复位（）
阈值输入触发输入输出放电管
（）（）
（）
0 ××0 导通
1 ＞ 2Vcc/3 ＞ Vcc/3 0 导通
1 ＜ 2Vcc/3 ＞ Vcc/3 不变不变
1 ＜ 2Vcc/3 ＜ Vcc/3 1 截止
（二） 555 定时器的应用
利用 555 定时器，只要外接少量的阻容元件就可以构成施密特触发器、单
稳态触发器和多谐振荡器。
1. 单稳态触发器
用 555 定时器构成的单稳态触发器如图 3-19 所示。
单稳态触发器的输出脉
冲宽度即为电路的暂稳态时间，它决定于外部 RC 定时元件的参数，即
通常 R 的取值范围在几百欧姆到几兆欧姆之间，电容的取值范围为几百皮
法到几百微法。
的范围可从几个微秒到几分钟，精度可达 0.1% 。
在单稳态电路中，如果在电路的暂稳态持续时间内，加入新的触发脉冲，
该脉冲不起作用，电路为不可重复重复单稳。
故要求输入触发信号的周期必须大于的脉宽；另外的负脉冲宽度（即低电平时间）必须小
于的脉宽，不然要在电路的输入端加入一个 RC 微分电路，即当
为宽脉冲时，让经过微分电路之后再接到端。
微分电路的电阻应接
到电源 Vcc 端，以保证在下降沿未到来时，端为高电平。
2. 多谐振荡器
用 555 定时器构成的多谐振荡器如图 3-20 所示。
振荡周期与电容充放电的时间有关，充电时间为
＝（＋）Cln2 ≈ 0.7 （＋） C
放电时间为
＝Cln2 ≈ 0.7 C
振荡周期为
T ＝＋≈ 0.7 （＋ 2 ） C
振荡频率为
占空比为
通过改变 R 和 C 的参数即可改变振荡频率；改变、即可改变占空比。
3. 施密特触发器
将 555 定时器的阈值输入端 TH 和触发输入端连在一起，便构成了施密
特触发器，如图 3-21 所示。
当输入端加入三角波（或正弦波）信号时，从
输出端可得到方波信号。
由此可见，施密特触发器可方便地把正弦
波、三角波转换成方波。
该电路的回差电压＝ Vcc/3 。
如将图中的 5 脚外接可变电压，改
变的大小，就可以调节电路回差电压的范围。
如果在 555 定时器的放电管输出端（ 7 脚）外接一电阻，并与另一电源 Vcc 1 相连，则由
输出的信号可实现电平转换。
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概述
实验一：TTL逻辑电路实验二：中规模集成电路实验三：触发器逻辑电路实验四：计数、译码电路实验五：555定时器
实验六：数/模和模/数实验指导->定时电
路
555集成定时器的应用（接上页）
四、实验内容
1. 多谐振荡器
（ 1 ）用 555 定时器设计一个多谐振荡器，要求振荡频率 f ＝ 1kHz ，给定电容 C ＝0.1μF ，确定电阻 R 1 、 R 2 的值。
（ 2 ）用示波器观察记录和的波形，并测量输出信号的周期
（频率）。
（ 3 ）分别改变几组定时参数 R 2 、 C ，观察和的波形，测量输
出信号的周期 T 和占空比 r ，并将测量值和理论值填入表 3-19 中。
表 3-19
参数测量值理论值
R 2 C T r T r
3kΩ 0.1μF
3kΩ 0.047μF
15kΩ 0.1μF
2. 单稳态触发器
（ 1 ）用 555 定时器设计一个单稳态触发器，要求输出脉冲宽度为
0.8ms ，给定输入触发信号的频率为 1000Hz ，电容 C ＝0.1μF ，确定电阻R 的值。
并注意该电路在什么情况下要在输入端加入微分电路。
（ 2 ）用示波器观察记录、和的波形，比较它们的时序关系，测量输出信号的脉宽和周期，并与理论值进行比较。
3. 脉冲宽度调制电路
用多谐振荡器和单稳态触发器组成的脉冲宽度调制（ PWM ）电路如图 3-22 所示。
按图接好电路，固定，用示波器观察并记录和的波形；调节（即改变的电压值），观察的波形，分析变化对的影响，描述脉宽调制的概念。
五、实验报告要求
1 画出各实验电路，标上引脚和元件值。
2 画出各实验电路中的有关波形，并在图中标出有关的参数。
3 总结电路的参数对多谐振荡器振荡频率的影响。
六、思考题
1. 在 555 定时器构成的多谐振荡器中，其振荡周期和占空比的改变与哪些
参数有关？若只需改变周期，而不改变占空比应调整哪个元件参数？
2. 在如图 3-20 所示的多谐振荡器中，若将与 Vcc 断开，并在上端加上可变电压，则输出频率可变，这时 555 定时器作为压控振荡器使用，为
什么？
3. 555 定时器构成的单稳态触发器的输出脉宽和周期由什么决定？
4. 为什么单稳态触发器要求输入触发信号的负脉冲宽度一定要小于输出信
号的脉冲宽度？若输入触发信号的负脉冲宽度大于输出信号的脉冲宽度，
该如何解决？。