555定时器内部框图及电路工作原理【最新】
555集成电路的框图及工作原理
555集成电路的框图及工作原理09-10-16 08:42 发表于：《镇江HAM之家》分类：未分类1 555集成电路的框图及工作原理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2. 555芯片管脚介绍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。
这个特殊的触发器有两个特点：(1)两个输入端的触发电平要求一高一低，置零端R即阈值端(TH)要求高电平，而置位端s即触发端(TR)则要求低电乎;(2)两个输入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。
NE555内部结构及应用电路
555定时器及其应用555定时器是一种中规模的集成定时器，应用非常广泛。
通常只需外接几个阻容元件，就可以构成各种不同用途的脉冲电路，如多谐振荡器、单稳态触发器以及施密特触发器等。
555定时器有TTL集成定时器和CMOS集成定时器，它们的逻辑功能与外引线排列都完全相同。
TTL型号最后数码为555，CMOS 型号最后数码为7555。
一、555的结构组成和工作原理555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的器件，下图为其内部组成和引脚图。
内部电路原理图等效逻辑图引脚图由图知，电路由一个分压器，两个电压比较器，一个R-S触发器，一个功率输出级和一个放电晶体管组成。
比较器A1为上比较器，由BG1~BG8组成，它是由一个NPN管的复合结构做输出级的两级差分放大器。
上比较器的反相输入端固定设置在2/3V CC上，它的同相输入端⑥脚称作阈值端（或高触发端），常用来测外部时间常数回路电容上的电压。
比较器A2为下比较器，由BG9~BG13组成，它是由一个PNP管组成的复合输出级的差分放大器。
上比较器的同相输入端固定设置在1/3V CC上，反向入端②脚称作触发输入端，用来启动电路。
电路中的比较器的主要功能是对输入电压和分压器形成的基准电压进行比较，把比较的结果用高电平"1 "或低电平"0" 两种状态在其输出端表现出来。
555 电路中的R-S触发器是由两个与非门交叉连接，上图中是由BG14~BG18构成。
其中BG15和B G14的基极分别受上比较器和下比较器的输出端控制。
A1控制R端，A2控制S端。
为了使R-S 触发器直接置零，触发器还引出一个④端，只要在④端置入低电平"0"，不管触发器原来处于什么状态，也不管它输入端加的是什么信号，触发器会立即置零，即Q=O=Uo所以④端也称为总复位端。
BG18~BG21构成功率输出级，③脚为输出端，能输出最大为200mA的电流，故课直接驱动小型电机、继电器、地租扬声器等功率负荷。
555定时器的电路结构及其功能 - 电子技术
555定时器的电路结构及其功能 - 电子技术555定时器是一种把模拟电路和开关电路结合起来的器件.常用的555定时器型号有SG555（TTL电路）和CC7555（COMS电路）等。
一、CC7555定时器的电路结构框图图1 CC7555定时器的内部结构框图1．模拟功能部件：⑴电阻分压器由3个阻值均为r的电阻串连构成分压器,为电压比较器C1和C2提供参考电压。
不加控制电压时,该引出端不可悬空,一般要通过一个小电容接地,以旁路高频干扰,因为3个分压电阻阻值相同,所以使得两个分压点V-1=2/3Ec,V+2=1/3Ec。
（2）电压比较器C1和C2比较器C1:TH( 阀值输入端)基准电压U-1，输出UC1=1，否则为0。
比较器C2：TR（触发器输入端）基准电压U+2时，输出UC2=1，否则为0。
（3）输出MOS管TN沟道增强型场效应管T受门G5输出的控制，G5的输出即是R—S 触发器输出Q经G4，G5传来的信号。
当Q=1时T导通，Q=0时T截止。
2逻辑功能部件（1） G1和G2组成基本的RS触发器，输入低电平有效触发。
UC1=0，UC2=1，置0，Q=O，Q=1，UC2=0，UC1=1，置1，Q=1，Q=0UC1=1，UC2=1，保持（2）输出缓冲极G6Q=0，Q=1时，输出OUT=1Q=1，Q=0时，输出OUT=0（3）RD为直接置0端RD=0，输出OUT便为低电平，正常工作时，RD端必须为高电平。
二逻辑功能1，RD为低电平有效时，直接置0端2，TH（阀值输入端）基准电压U—1时，称高触发置0 3，TR（触发输入端）基准电压U-2时，称低触发置1 表1 定时器555的功能表输入输出THTROUTDISXxLL 导通2/3EC 1/3EC HL 导通2/3EC 1/3ECH不变不变X 1/3EC H H 截止。
555定时器功能电路PPT课件
8
（3） 基本RS触发器 其置0和置1端为低电平有效触发。 R是低电平有效的复位输入端。 正常工作时，必须使R处于高电平。
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（4） 放电管T T是集电极开路的三极管。相当于一个受控电子开 关。 输出为0时，T导通，输出为1时，T截止。
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（5）缓冲器
缓冲器由G3和G4构成，用于提高电路的负载能 力。
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2
各公司生产的555定时器的逻辑功能与外引线 排列都完全相同。
单555型号的最后几位数码 双555型号的最后几位数码
优点 电源电压工作范围
负载电流
双极型产品
CMOS产品
555
7555
556
7556
驱动能力较大 低功耗、高输入阻抗
5~16V 可达200mA
3~18V 可达4mA
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6.1.3 用555定时器组成的施密特触发器
1. 构成施密特触发器
思考：施密特触发器的特点？ 回差特性：上升过程和下降过程有不同的转 换电平UT＋和UT－。
如何与555定时器发生联系？
内部比较器有两个不同的基准电压UR1和UR2。
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1. 构成施密特触发器
C1和C2。当U＋＞U－时， UC输出高电平，反之 则输出低电平。
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6
CO为控制电压输入端。
当CO悬空时，UR1＝2/3VCC，UR2＝1/3VCC。 当CO＝UCO时，UR1＝UCO，UR2＝1/2UCO
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7ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
555定时器电路 ppt课件
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单稳态电路（触摸、定时、延时开关）
1 仿真演示 2 同学实训
J1 Key = Space
5V Vs
1
20k R
3
VCC
4
RST
OUT
2
DIS
THR
TRI
CON
8
GND
10uF-POL 10nF
C
Cf
0
555_VIRTUAL Timer
实训时，R为100K，C为47μ。
ppt课件
25
判断555输出
R3 5.1k
U2
8
4 RST VCC
7 DIS 6 THR 2 TRI
OUT 3
5 CON
C5
GND
1
10nF
LM555CN
C1 100uF
U3
SONALERT 200 Hz
实训
ppt课件
15
课3
知道555定时器的 三种基本应用方式
ppt课件
16
学习1：用555定时器组成的多谐振荡器
无稳态触发器：
6 复位端TH 2 置位端TR’
U6
U
H
(
2 3
VDD
)
555
1 U2 UL (3VDD )
3 输出端Q
TH
TR
RD
OUT
DIS
×
×
0
0
导通
>2UDD/3
>UDD/3
1
<2UDD/3
>UDD/3
0 不变
导通 不变
<2UDD/3
Байду номын сангаас
< UDD/3
555定时器
tPL 0.7(R1 R2 )C
（11.10）
第二个暂稳态的脉冲宽度tPH，即电容两端的电压Uc
从Байду номын сангаас
2 3 VCC
下降到
1 3 VCC
所需时间：
tPH 0.7R2C
（11.11）
一个振荡周期时间为：
T t pL t pH 0.7(R1 2R2 )C
（11.12）
1.3 555定时器组成单稳态触发器
单稳态触发器有如下几个特点： （1）有一稳态，一个暂稳态； （2）有外来触发信号时，电路由稳态翻转为暂稳态；
（3）暂稳态是一个不长久状态，经过一段时间以后， 电路会自动返回到稳态。
单稳态触发器广泛应用于脉冲波形的变换和延时中。
用555定时器组成的单稳态触发器电路图如图11-28 所示。
Vcc
R
7
4 3
时器组成的单稳态触发器波形图如图11-29所示：
图11-29 555定时器组成的单稳态触发器的波形图
1.4 555定时器组成施密特触发器
施密特触发器的最大特点是能够把缓慢变化的输入信 号整形成边沿陡峭的矩形脉冲，同时，施密特触发器还 可利用其回差电压来提高电路的抗干扰能力，可对信号 进行整形、波形变换和幅度限制等功能。555定时器组成 施密特触发器的电路图11-30所示。
（3）当Vi降到
1 3
VCC
时，由于比较器C1＝1，C2=0,触发
器置1，uo 1 ，此后，Vi继续下降到0，但过程中 uo 1 状态
不会改变。
电工电子技术
电工电子技术
555定时器
1.1 555定时器的结构及工作原理 555定时器是一种功能强大且非常实用的模拟数字混
555定时器的电路解析
1、模拟功能部件
（1）、电阻分压器
VCC经３个５K欧姆的电阻分压后，提供基准电压：当不外接固定电压C-V时， UR1=2/3VDD , UR2=VDD/3；当外接固定电压U时，UR1=U , UR2=U/2
（2）、电压比较器C1和C2
〈1〉TH≥2/3VDD 、TR ≥VDD/3时，输出uo1=1，uo2=0， Q=0 Q =１。
3、UI≥2/3VDD时，Uo1=0、Uo2=1、 Q=0、Q=1，UO由UOH→UOL，即UO=0。 当UI上升到2/3VCC时，电路的输出状态发生跃变。 4、UI再增大时，对电路的输出状态没有影响。
（二）、下降过程 1、UI由高电平逐渐下降，且1/3VDD＜UI＜2/3VDD时，Uo1=0、Uo2=0。 基本RS触发器保持原状态不变。即 Q =0、Q=1，输出UO=UOL
使电路迅速由暂稳态返
回稳态，uO1=UOH （全0出1）。 uO= UOL。
从暂稳态自动返回稳态之后，电容C将通过电阻R放电， 使电容上的电压恢复到稳态时的初始值。
单稳态触发器工作波形
2. 主要参数
（1）输出脉冲宽度tw 输出脉冲宽度tw，就是暂稳态的维持时间。 tw ≈0.7RC
（2） 恢复时间tre 暂稳态结束后，电路需要一段时间恢复到初始状态。
〈2〉TH ＜ 2/3VDD 、TR ＜ VDD/3时，输出uo1=0，uo2=1， Q=1 Q =0 。
〈3〉TH ＜ 2/3VDD 、TR ≥VDD/3时， uo1=0，uo2=0， Q、 Q状态维持不变。 （3） R为直接置0端，低电平有效。 （4）集电极开路的放电管V、输出UO=0时，V导通，输出UO=1时，V截止。
用555定时器组成单稳态触发器
一、电路结构
555定时器工作原理
4
R
TH
6
+
CO
-
RQ
5R
A1
+
TR
2
-
SQ
A2
R
D
7
T
1
三个电阻 构成的分压器 给 两个比较器 3 uo 提供基准电压: A1 的为 2VCC / 3 , A2 的为 / VCC 3 。
首先讨论上图中加彩色部分的 电路的工作原理。
VCC
阈值端
TH
6
CO
5
TR
2
触发端
7
8
R
+
-
R
A1
RD
TH
TR
/ / 1 大于 2VCC 3 大于 VCC 3
uo
晶体管
T
0 导通
同低出高
/ / 1 小于 2VCC 3 小于 VCC 3
1
截止
不同保持 复位
1 / / 小于 2VCC 3 大于 VCC 3 保持 保持
0
0 导通
vI
/ 2VCC 3 / VCC 3
vO
同高出低 同低出高 不同保持
v I1 v I2 t
4.5～16V 控制电压
555定时器工作原理
复位端 低电平有效
阈值输入 触发输入
放电端
接地
输出
阈值 TH
CO
控制电压 触发 TR
放电 D
电源
VCC
8
R
6
+
-
5R
A1
+
2
-
A2 R
7
T
复位
RD
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电路如图8-6，它比图8-4电路增加了一个电位器和两个引导二极管。D1、D2用来决定电容充、放电电流流经电阻的途径（充电时D1导通，D2截止；放电时D2导通，D1截止）。
图8-6 555构成占空比可调的多谐振荡器
占空比
可见，若取 ，电路即可输出占空比为50℅的方波信号。
图8-4 555构成多谐振荡器图8-5多谐振荡器的波形图
输出信号的时间参数是：T=
=0.7（R1+R2）C
=0.7R2C
其中， 为VC由 上升到 所需的时间， 为电容C放电所需的时间。
555电路要求R1与R2均应不小于1KΩ，但两者之和应不大于3.3MΩ。
外部元件的稳定性决定了多谐振荡器的稳定性，555定时器配以少量的元件即可获得较高精度的振荡频率和具有较强的功率输出能力。因此，这种形式的多谐振荡器应用很广。
（4）组成施密特触发器
电路如图8-7所示，只要将脚2和6连在一起作为信号输入端，即得到施密特触发器。图8-8画出了 、Vi和Vo的波形图。
设被整形变换的电压为正弦波 ，其正半波通过二极管D同时加到555定时器的2脚和六脚，得到的Vi为半波整流波形。当Vi上升到 时，Vo从高电平转换为低电平；当Vi下降到 时，Vo又从低电平转换为高电平。
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。D为钳位二极管，稳态时555电路输入端处于电源电平，内部放电开关管T导通，输出端Vo输出低电平，当有一个外部负脉冲触发信号加到Vi端。并使2端电位瞬时低于 ，低电平比较器动作，单稳态电路即开始一个稳态过程，电容C开始充电，Vc按指数规律增长。当Vc充电到 时，高电平比较器动作，比较器A1翻转，输出Vo从高电平返回低电平，放电开关管T重新导通，电容C上的电荷很快经放电开关管放电，暂态结束，恢复稳定，为下个触发脉冲的来到作好准备。波形图见图8-3。
回差电压：
△V=
图8-7 555构成施密特触发器图8-8 555构成施密特触发器的波形图
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。
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。
（2）构成多谐振荡器
如图8-4，由555定时器和外接元件R1、R2、C构成多谐振荡器，脚2与脚6直接相连。电路没有稳态，仅存在两个暂稳态，电路亦不需要外接触发信号，利用电源通过R1、R2向C充电，以及C通过R2向放电端 放电，使电路产生振荡。电容C在 和 之间充电和放电，从而在输出端得到一系列的矩形波，对应的波形如图8-5所示。
图-3单稳态触发器波形图
暂稳态的持续时间Tw（即为延时时间）决定于外接元件R、C的大小。
Tw=1.1RC
通过改变R、C的大小，可使延时时间在几个微秒和几十分钟之间变化。当这种单稳态电路作为计时器时，可直接驱动小型继电器，并可采用复位端接地的方法来终止暂态，重新计时。此外需用一个续流二极管与继电器线圈并接，以防继电器线圈反电势损坏内部功率管。
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。