555定时器及其应用

555定时器是一种中规模集成电路，外形为双列直插8脚结构，体积很小，使用起来方便。只要在外部配上几个适当的阻容元件，就可以构成史密特触发器、单稳态触发器及自激多谐振荡器等脉冲信号产生与变换电路。它在波形的产生与变换、测量与控制、定时电路、家用电器、电子玩具、电子乐器等方面有广泛的应用。

图8.1 (a)双极性型5G555的主要性能参数 参数名称 符号 单位 参数 电源电压 VCC V 5~16 电源电流 ICC mA 10 阈值电压 VTH V VCC 触发电压 VTR V VCC 输出低电平 VOL V 1 输出高电平 VOH V 13.3 最大输出电流 IOMAX mA ≤200 最高振荡频率 fMAX KHz ≤300 时间误差 △t nS ≤5 ①      VTH即Vi1 ,VTR即Vi2。

(b) CMOS型7555的主要性能参数 参数名称 符号 单位 参数 电源电压 VCC V 3~18 电源电流 ICC μA 60 阈值电压 VTH V VDD 触发电压 VTR V VDD 输出低电平 V V 0.1 输出高电平 V V 14.8 最大输出电流 IOMAX mA ≤200 最高振荡频率 fMAX KHz ≥500 时间误差 △t nS

集成555定时器有双极性型和CMOS型两种产品。一般双极性型产品型号的最后三位数都是555，CMOS型产品型号的最后四位数都是7555.它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。器件电源电压推荐为4．5～12V，最大输出电流200mA以内，并能与TTL、CMOS逻辑电平相兼容。其主要参数见表8.1。

555定时器的内部电路框图及逻辑符号和管脚排列分别如图8.1和图8.2所示。

引脚功能：

图8.2  555定时器逻辑符号和引脚

图8.1  555定时器内部结构

V_i1（TH）：高电平触发端，简称高触发端，又称阈值端，标志为TH。

V_i2（ ）：低电平触发端，简称低触发端，标志为 。

V_CO：控制电压端。

V_O：输出端。

Dis：放电端。

：复位端。

555定时器内含一个由三个阻值相同的电阻R组成的分压网络，产生 V_CC和 V_CC两个基准电压；两个电压比较器C₁、C₂；一个由与非门G₁、G₂组成的基本RS触发器（低电平触发）；放电三极管T和输出反相缓冲器G₃。

是复位端，低电平有效。复位后, 基本RS触发器的 端为1（高电平），经反相缓冲器后，输出为0（低电平）。

分析图8.1的电路：在555定时器的V_CC端和地之间加上电压，并让V_CO悬空，则比较器C₁的同相输入端接参考电压 V_CC，比较器C₂反相输入端接参考电压 V_CC，为了学习方便，我们规定：

当TH端的电压> V_CC时，写为V_TH=1，当TH端的电压< V_CC时，写为V_TH=0。

当 端的电压> V_CC时，写为V_TR=1，当 端的电压< V_CC时，写为V_TR=0。

①   低触发：当输入电压V_i2< V_CC且V_i1< V_CC时，V_TR=0，V_TH=0，比较器C₂输出为低电平，C₁输出为高电平，基本RS触发器的输入端 =0、 =1，使Q＝1， ＝0，经输出反相缓冲器后，V_O＝1，T截止。这时称555定时器“低触发”；

②       保持：若V_i2> V_CC且V_i1< V_CC，则V_TR=1，V_TH=0， = =1，基本RS触发器保持，V_O和T状态不变，这时称555定时器“保持”。

③      

表8.2  555定时器控制功能表 输     入 输  出 TH VO Dis × < VCC < VCC > VCC × < VCC > VCC × L H H H L H 不变 L 导通 截止 不变 导通

高触发：若 V_i1> V_CC，则V_TH=1，比较器C₁输出为低电平，无论C₂输出何种电平，基本RS触发器因 =0 ，使 ＝1，经输出反相缓冲器后，V_O＝0；T导通。这时称555定时器“高触发”。

555定时器的“低触发”、“高触发”和“保持”三种基本状态和进入状态的条件（即V_TH、V_TR的“0”、“1”）必须牢牢掌握。

V_CO为控制电压端，在V_CO端加入电压，可改变两比较器C₁、C₂的参考电压。正常工作时，要在V_CO和地之间接0．01μF（电容量标记为103）电容。放电管T_l的输出端Dis为集电极开路输出。555定时器的控制功能说明见表8.2。

根据555定时器的控制功能，可以制成各种不同的脉冲信号产生与处理电路电路，例如,史密特触发器、单稳态触发器、自激多谐振荡器等。