555定时器及其应用知识讲解
555定时器及其应用
５５５定时器及其应用作者：李定华来源：《中小企业管理与科技·中旬版》2008年第12期摘要：文章详细论述了555定时器的结构、工作原理及典型应用。
关键词：555定时器施密特触发器多谐振荡器单稳态触发器0 引言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5~16V工作，最大负载电流可达200mA，7555可在3~18V工作，最大负载电流可达4mA，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。
1 555定时器的结构及工作原理555定时器的内部电路框图和外引脚排列图分别如图1所示。
它内部包括两个电压比较器C1和C2，三个5K的等值串联电阻组成分压器，一个RS触发器，晶体管T28为集电极开路输出的泄放晶体管，门电路G作为输出缓冲。
555定时器的功能主要由两个比较器决定。
两个比较器的输出电压控制RS触发器和放电管的1工作状态。
在电源与地之间加上电压，当5脚悬空时，则电压比较器C1的反相输入端的电压为 2VCC/3，C2的同相输入端的电压为VCC/3。
若触发输入端TR（2脚）的电压小于VCC/3，则比较器C2的输出为1，可使RS触发器置 1，使输出端3脚为高电平1。
如果阈值输入端TH（6脚）的电压大于2VCC/3，同时TR（2脚）端的电压大于VCC/3，则C1的输出为1，C2的输出为0，可将RS触发器置0，使输出为0电平。
2 555定时器的应用2.1 555定时器构成施密特触发器，用于TTL系统的接口，整形电路或脉冲鉴幅等。
将555定时器的阈值输入端（6脚）和触发输入端（2脚）连在一起，便构成了施密特触发器，如图2（a）所示，其中放电管T28的集电极经上拉电阻RC接至VCC2，此时输出电压的电平可通过电阻和调整，实现电平转换。
555定时器的原理及三种应用电路
试验十 555定时器的原理及三种应用实验内容1.连接施密特触发器电路，分别输入正弦波、锯齿波信号，观察并记录输入输出波形。
电路如下图：输入正弦波时的波形：输入三角波时的波形：2.设计一个驱动发光二级管的定时器电路，要求每接收到负脉冲时，发光管持续点亮二秒后熄灭。
由电路要求知要用单稳态触发器电路，脉冲宽度为Tw=1.1RC，选取R=2KΩ，C=1.1μF，电路如下所示：波形图如下：3.连接多放谐振荡电路电路，取R1=1KΩ，R2=10KΩ，C1=0.1μF，C2=0.2μF观察、记录VCr、Vo的同步波形，测出Vo的周期并与估算值进行比较。
改变参数R1=15KΩ，R2=5KΩ，C1=0.033μF，C2=0.1μF用示波器观察并测量输出波形的频率。
与理论值比较，算出频率的相对误差值。
电路如图所示：R1=1KΩ，R2=10KΩ，C1=0.1μF，C2=0.2μF时的波形图：实验模拟结果：Vo周期To=1.5ms，VCr周期Tc=1.5ms,F=1/T=0.67KHz 理论计算值为：T=0.7*（R1+2R2）*C1=1.47ms,频率f=1/T=0.68KHz频率的相对误差为：ІF-fІ/f=1.47%R1=15KΩ，R2=5KΩ，C1=0.033μF，C2=0.1μF时的波形图：实验模拟结果：Vo周期To=0.6ms期Tc=0.6ms,频率F=1/T=1.67KHz理论计算值为：T=0.7*（R1+2R2）*C1=0.5775频率f=1/T=1.73KHz频率的相对误差为：ІF-fІ/f=3.47%4.用NE556时基电路功能实现救护车警铃电路，用555的两个时基电路构成低频对高频调制的救护车警铃电路。
第17讲555定时器及其应用
矩形脉冲信 号的获取方 法有两种：
产生:不用信号源，加上电源自 激振荡，直接产生波形。
整形:输入信号源进行整形.
脉冲产生电路:多谐振荡器
脉冲整形（变换）电路:施密特触发器、 单稳态触发器
上升时间tr
脉冲宽度
TW
下降时间 tf
占空比： q TW / T
脉冲幅度 Vm
脉冲周期T
17-1 555定时器
施密特触发器的电压传输特性。
由上图知其具有滞回电压传输特性，即输入电压 的上升过程和下降过程的阈值电平不同。这是施密特 触发器固有的特性。
施密特触发器的逻辑符号
17.1.2 555定时器组成施密特触发器
1、电路结构
二六搭一
Q
Vcc
图中6脚和2脚端直
84
接连在一起作为触发电
ui
6 2
3 uO
15
平输入端。若在输入端 Ui加三角波，则可在输
出端得到如后图所示的
交流 矩形脉冲。 接地
2、工作原理 ui
2VCC/3
UT+
VCC/3
t
uo
t
当Ui从13 0U开CC 始 U升i 高32 U，CC当时U，i R13SU=1CC1，时故，URoS=触Uo发H保器持置不1，变故；Uo=UoH； 当 为UUoLi， 32此U时CC 相时应，的电U路i幅发值生翻( 32转UC，C) R称S为触上发限器阈置值0，电U压o从UTU+。oH变
电源5~16V
复位端
RD
阈值输入
Q
触发输入 TR
放电端
输出
当VCO悬空时，VR1=2/3Vcc, VR2=1/3Vcc
RD
010 1 Q
555定时器原理及应用
555定时器原理及应用555定时器是一种经典的集成电路，由美国Signetics公司的Hans Camenzind于1971年设计并面市。
其名字由于该集成电路内部有3个5kΩ的电阻而得名。
555定时器具有简单易用、稳定可靠和广泛应用等特点，被广泛应用于各种电子设备和电路中。
当555定时器供电时，电源电路将电压稳定在控制电压Vcc和地电压之间。
其中Vcc是正电压，地电压是负电压。
比较器通过比较电压检测输入端的电压与触发器中的电压，从而控制触发器的状态转换。
RS触发器根据输入端的信号进行状态转换，并输出给输出级，输出级根据触发器的状态控制输出端的电压。
当输入端的电压高于触发压电平时，RS触发器的状态改变，输出使输出电位电平变成低电平。
当输入端的电压低于复位压电平时，RS触发器的状态改变，输出使输出电位电平变成高电平。
输出电位电平在低电平和高电平之间变化，通过调整电路元件的参数，可以达到不同的定时效果。
单稳态多用于产生固定时长的脉冲信号。
在单稳态模式下，当触发端（电平触发）或控制端（时钟触发）发生一个负脉冲时，输出端会输出一个设定的时间长度的正脉冲。
这个时间长度由RC电路的时间常数决定。
多谐振荡器是指在555定时器内部，通过改变电路中的电阻和电容，可以实现不同频率的振荡脉冲信号。
多谐振荡器常用于产生精确的时钟信号，或者用于频率测量、频率调整和频率锁定等应用。
除了单稳态和多谐振荡器，555定时器还可以用作频率可调的脉冲宽度调制（PWM）调节器、脉冲频率的产生器、速度测量器、触发电路等。
在各种电子设备和电路中，555定时器都有广泛的应用。
总之，555定时器通过控制RC电路的充电和放电过程来实现定时功能。
它的原理简单易懂，稳定可靠。
由于其广泛的应用领域和灵活性，555定时器在电子设备和电路中得到了广泛的应用。
555定时器的基本应用及使用方法
555定时器的基本应用及使用方法我们知道，555电路在应用和工作方式上一般可归纳为3类。
每类工作方式又有很多个不同的电路。
在实际应用中，除了单一品种的电路外，还可组合出很多不同电路，如：多个单稳、多个双稳、单稳和无稳，双稳和无稳的组合等。
这样一来，电路变的更加复杂。
为了便于我们分析和识别电路，更好的理解555电路，这里我们这里按555电路的结构特点进行分类和归纳，把555电路分为3大类、8种、共18个单元电路。
每个电路除画出它的标准图型，指出他们的结构特点或识别方法外，还给出了计算公式和他们的用途。
方便大家识别、分析555电路。
下面将分别介绍这3类电路。
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。
双稳类电路这里我们将对555双稳电路工作方式进行总结、归纳。
555双稳电路可分成2种。
第一种（见图1）是触发电路，有双端输入（2.1.1）和单端输入（2.1.2）2个单元。
单端比较器（2.1.2）可以是6端固定，2段输入；也可是2端固定，6端输入。
第2种（见图2）是施密特触发电路，有最简单形式的（2.2.1）和输入端电阻调整偏置或在控制端（5）加控制电压VCT以改变阀值电压的（2.2.2）共2个单元电路。
555介绍及应用PPT课件
（a）电T≈路0.7(R1+（2Rb）2)C工作波形
19
本章小结
本章介绍了各种产生和变换矩形脉冲的电路。
施密特触发器有两种稳态，但状态的维持与翻
转受输入信号电平的控制，所以输出脉冲的宽度是
由输入信号决定的。
单稳态触发器只有一个稳态，在外加触发脉冲
作用下，能够从稳态翻转为暂稳态。但暂稳态的持
续时间取决于电路内部的元件参数，与输入信号无
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提问与解答环节
Questions And Answers
谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去 战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折
Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard, Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal
压稳定性的
当放0使状电T电态H工 当 此 当 电路管，=作 触路时T迅导电uH原 发返放速通C图路≥=理 脉回电恢，26自u（/-33： 冲稳复管CCVa0动≥放）u态到T2C5输返IC/电截5电为3后初时5滤出V路回定止，高，始，C波脉时稳C，T电状C高时电器冲H态V通平态触，构容的C=，过时C成。发使（u宽通此导C，的b端高度过）=时单通V0T触工tR放。C稳w的HC≈发对作态通电有稳1放波端C.触1管过效态电充形RT发置RT为C管H电器导。对0有0T。；状通C放效充此态。电，电时。，置，，
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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
555定时器，它的原理及应用，常用电路应用警报器，定时炸弹！
555定时器，它的原理及应用，常用电路应用警报器，定时炸弹！555定时器是美国Signetics公司1972年研制的用于取代机械式定时器的中规模集成电路，因输入端设计有三个5kΩ的电阻而得名。
此电路后来竟风靡世界。
目前，流行的产品主要有4个：BJT两个：555，556（含有两个555）；CMOS两个：7555，7556（含有两个7555）。
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。
一般用双极型（TTL）工艺制作的称为555，用互补金属氧化物（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。
对于接触过数字电路或者模拟电路的人来说，555芯片绝对算的上是经典的。
凭借着其低廉的成本和可靠的性能，广泛的被应用到各种电器上，包括仪器仪表、家用电器、电动玩具、自动控制。
555定时器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。
其主要引脚的功能如下：•TRIG：低触发端•CVOLT：为控制电压端。
若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，应将该端串入一只0.01μF电容接地，以防引入干扰。
•THR：高触发端。
•DISC：放电端。
该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电。
•VCC：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。
一般用5V。
•555可工作在三种模式下：1，单稳态模式在此模式下，555功能为单次触发。
应用范围包括定时器，脉冲丢失检测，反弹跳开关，轻触开关，分频器，电容测量，脉冲宽度调制（PWM）等2，无稳态模式在此模式下，555以振荡器的方式工作。
555定时器讲解解析
t
ucC(t
)
uc
()
1
[uc
(0)
uc
()]Ce-5τt
为此需要确定三要素：
uC (0) =0V、 uC (∞) =VCC、 =RC， 当t= tw时，uC (tw) =2 VCC /3代入公式
于是可解出
tw RCln3 1.1RC
注意:触发输入信号的逻辑电平，在无触发时是高电平，必须大于2VCC/3, 低电平必须小于1VCC/3，否则触发无效。
VCC2
R
uo2
ui
48 7
555 3
6 2
1
5
VCC1
uo1
C5
施密特触发器的工作原理和多谐振荡器
基本一致，无原则不同。只不过多谐振
荡器是靠电容器的充放电去控制电路状
态的翻转，而施密特触发器是靠外加电
压信号去控制电路状态的翻转。所以，
在施密特触发器中，外加信号的高电平
必须大于
2 3
VCC，低电平必须小于13 VCC
8.4..1 555定时器的工作原理
VCC
Rd
8
4
CV 5 TH 6
TL 2
1 3
VCC
+
+
1
1 3
VCC
+ -
+
1
1 1 3 OUT 7 DIS
电源端 清零端
VCC Rd
放电端 DIS 高触发端 TH 低触发端 TL
84
7
3
uo
6
输出端
2
5
CV
1
电压控制端
1 GND
GND
地
图8-1-1 555定时器电路框图 图8-1-2 555定时器符号图