介紹

對于接觸過數字電路或模擬電路的人來說，555 IC絕對是經典之作。以其低成本和可靠的性能被廣泛應用于各種電器，包括儀器儀表、家用電器、電動玩具、自動控制等。

在555定時器只需要少量的外部電阻器和電容器來實現(xiàn)脈沖生成和轉換電路，例如多個振蕩器，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和施密特觸發(fā)器。那么它在電路中是如何工作的呢？它的電路有什么作用？這里給出幾個典型的555電路例子進行具體分析。

Ⅰ 555定時器基本電路分析

555是什么？

555定時器是一款方便且功能強大的IC，廣泛應用于信號的產生、轉換、控制和檢測。這個名字的由來，因為它是由三個 5KΩ 的電阻分開的。555定時器是一個簡單的集成電路，可以用來制作許多不同的電子電路。通過以下電路分析，您將了解 555 IC 的工作原理。

圖 1. 基本 555 定時器電路

電路分析

R 不是復位端，當設置為 0 時，Q 為 0，/Q 為 1，Uo 輸出 0，并且/Q為 1 添加到晶體管 T 的基極，晶體管處于導通狀態(tài)。
①當R=0、Q=1、uo=0時，T飽和導通。
②當R=1時（此時沒有復位功能）：

UTH>2V CC /3，UTR>V CC /3，C1=0，C2=1，Q=1或/Q=0，uo=0，T飽和并打開。（分析：C1的正輸入端為2V CC /3，C1的負輸入UTH端大于正輸入端，工作在飽和狀態(tài)，輸出0。C2的負輸入端為1V CC/3，小于正輸入端UTH，輸出1。RD和SD上方有一條水平線，表示低電平，表示Reset。C1輸出0，RD有效，則Q為0，不是1，Uo輸出0，/Q不作用于三極管的基極。）

③ R=1時，UTH<2V CC /3，UTR>V CC / 3、C1=1，C2=1，Q和/Q保持不變，uo和T保持不變。（分析同上）

④ R=1時，UTH＜2V CC /3，UTR＜V CC /3，C1=1，C2=0，Q=0，/Q=1，uo=1，T截斷離開。（分析同上）

了解輸入如何與電源電壓相互作用以觸發(fā)和重置輸出高低。找出哪些引腳可用于調整發(fā)生這種變化的閾值。

Ⅱ 555多諧振蕩器電路分析

圖 2. 555 多諧振蕩器電路分析

圖 3. 555 多諧振蕩器電路示例

電路分析

首先，電源V CC通過R1和R2給電容C充電，電容的電壓必須比較小，小于1V CC /3。同理，C1的正極為2V CC /3，C2的負極為1V CC /3，TH和TR端同時連接，開始時小于1V CC /3。此時C1輸出1，C2輸出0，置位端有效（具體確認）：Q為1，/Q不為0，uo為1，三極管截止，輸出高電平。

此時，電源仍在對電容器充電。TH和TR端接在一起時，電壓小于2V CC/3 和大于 1V CC /3；C1輸出1，C2輸出1，三極管截止，uo為1。當電容大于2V CC /3時，C1輸出0，C2輸出1。此時Q為0，/Q不是1， uo為0，輸出低電平，三極管導通。電容通過7腳放電，此后TH和TR連接點電壓逐漸下降，小于2V CC /3，大于1V CC /3，然后小于1V CC / 3、形成諧振子。

第一個瞬態(tài)的脈寬tp1，即uc從V CC /3充電到2V CC所需的時間/3（通過兩個電阻充電）：

第二個瞬態(tài)脈寬tp2，即uc從2V CC /3放電到V CC /3所需的時間：

Duty cycle：高電平占據整個周期的時間。

，可以看出其占空比始終大于50%。

示例 1

占空比可調的電路（添加一個可調電阻）

圖 4. 占空比可調的電路（添加一個可調電阻）

可以計算出：
其中T1=0.7R1C（T1為充電時間），T2=0.7R2C（T2為放電時間）
總時間T=T1+T2=0.7(R1+R2)C
所以R1、R2、C分別為確定，周期T也確定。

占空比計算

示例 2

占空比可調 (1KHz) 的電路

圖 5. 占空比可調 (1KHz) 的電路

電路分析

T = 0.7(R1+R2)C，f = 1/T，占空比電路只需調整阻值即可。

Ⅲ 555定時器單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器電路分析

工作特性

① 具有穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)兩種不同的工作狀態(tài)。
② 在外部觸發(fā)脈沖的作用下，可以從穩(wěn)態(tài)切換到瞬態(tài)。暫態(tài)保持一段時間后，電路可自動恢復到穩(wěn)態(tài)。
③暫態(tài)不能長時間維持，其維持時間的長短取決于電路本身的參數，與觸發(fā)脈沖無關。

那么單穩(wěn)態(tài)電路的原理是什么呢？

圖 6. 555 定時器單穩(wěn)態(tài)電路分析

圖 7. 555 定時器單穩(wěn)態(tài)電路示例

電路分析

首先，TR端處于高電平ui，必須大于1V CC /3。此時C2輸出1，電源通過R對電容C充電，充電電壓小于1V CC /3(TH)，CO電壓等于2V CC /3，C1輸出1，處于此時的保持狀態(tài)。假設R的非復位端在上電前復位，uo的輸出為0，然后仍保持之前的狀態(tài)，此時輸出為0。/Q為1，三極管導通，電容通過7腳放電，uc為零電平。某一時刻ui為低，C1仍輸出1，C2輸出0，Q為1，/Q為0，uo輸出1（高電平），三極管一直處于截止狀態(tài)。

這時候V CC可以給電容充電（uc 越來越大）。當uc在1V CC /3~2V CC /3之間時，假設TR端恢復原狀（高電平），C1輸出1，C2輸出1，此時uo保持原狀，仍為1 ，晶體管處于截止狀態(tài)。當uc大于2V CC /3時，C2仍為1，C1輸出為0，Q為0，/Q為1，uo為0，三極管導通，處于放電狀態(tài)，此時，uc得到越來越小。

總結：

1、只要給出一個低電平觸發(fā)信號，暫穩(wěn)時間為電壓0V~2Ucc/3的充電時間（時間用tp表示）。
2.充電時間Tp=1.1RC
3.可作為計時電路使用，時間由RC決定。

示例：時序電路設計（1s 延遲時間）