了解555定时器IC

555定时器IC是学生和爱好者常用的IC之一。这种 IC 有很多应用，主要用作振动器，如 ASTABLE MULTIVIBRATOR、MONOSTABLE MULTIVIBRATOR 和 BISTABLE MULTIVIBRATOR。你可以在这里找到一些基于 5555 IC 的电路。本教程涵盖了 555 定时器 IC 的不同方面，并详细解释了其工作原理。所以让我们首先了解什么是非稳态、单稳态和双稳态振动器。

不稳定的多振动器

这意味着输出将没有稳定的电平。所以输出将在高低之间摆动。这种不稳定输出的特性在许多应用中用作时钟或方波输出。

[了解更多关于非稳态多谐振荡器：555定时器非稳态多谐振荡器电路]

单稳态多谐振荡器

这意味着会有一种稳定状态和一种不稳定状态。稳定状态可由用户选择高或低。如果选择稳定输出为高电平，则定时器始终尝试将输出置为高电平。因此，当给出中断时，定时器会在短时间内变低，并且由于低状态不稳定，在此之后它会变高。如果选择稳定状态为低电平，则在中断之前，输出会在变低之前短时间变高。

[了解更多关于单稳态多谐振荡器：  555定时器单稳态多谐振荡器电路]

双稳态多谐振荡器 

这意味着两个输出状态都是稳定的。每次中断输出都会改变并保持在那里。例如，输出现在被认为是高的，中断它变低并保持低。在下一次中断时，它变高。

[了解更多关于双稳态多谐振荡器：  555定时器IC双稳态多谐振荡器电路]

555定时器IC的重要特性

NE555 IC 是一个 8 引脚器件。定时器的重要电气特性是不能在15V以上工作，即电源电压不能高于15V。其次，我们不能从芯片吸取超过 100mA 的电流。如果不遵守这些，IC 会被烧毁和损坏。

工作说明

计时器基本上由两个主要构建块组成，它们是：

1.比较器（两个）或两个运算放大器

2.一个SR触发器（置位复位触发器）

如上图所示，定时器中只有两个重要组件，它们是比较器和触发器。让我们了解什么是比较器和触发器。

比较器： 比较器只是一种比较输入端子（反相 (-VE) 和同相 (+VE) 端子）电压的设备。因此，根据输入端口正负端的差异，决定了比较器的输出。

 例如考虑正输入端电压为+5V，负输入端电压为+3V。不同的是，5-3=+2v。由于差值为正，我们在比较器的输出端得到正峰值电压。

再例如，正端电压为+3V，负输入端电压为+5V。差值是+3-+5=-2V，因为差值输入电压为负。比较器的输出将是负峰值电压。

例如，如果将正极输入端子视为 INPUT，将负极输入端子视为 REFERENCE，如上图所示。因此 INPUT 和 REFERNCE 之间的电压差为正，我们从比较器获得正输出。如果差异为负，那么我们将在比较器输出端得到负值或接地。

触发器：  触发器是一个存储单元，它可以存储一位数据。图中我们可以看到SR触发器的真值表。

两个输入的触发器有四种状态；然而，对于这种情况，我们只需要了解触发器的两种状态。

现在如表中所示，对于设置和复位输入，我们得到相应的输出。如果设置引脚上有脉冲，复位时为低电平，则触发器存储值 1 并将 Q 端子置为高逻辑。这种状态一直持续到复位引脚获得一个脉冲，而设置引脚具有低逻辑。这会重置触发器，因此输出 Q 变为低电平，并且该状态持续到触发器再次置位为止。

通过这种方式，触发器存储一位数据。这里的另一件事是 Q 和 Q 条总是相反的。

在定时器中，比较器和触发器放在一起。

考虑 9V 提供给定时器，因为定时器内部的电阻网络形成分压器，如框图所示；比较器引脚上会有电压。因此，由于分压器网络，我们将在比较器一的负端子处有 +6V。第二个比较器的正端为+3V。

另一件事是比较器的一个输出连接到触发器的复位引脚，因此比较器的一个输出从低电平变为高电平，然后触发器将复位。另一方面，第二个比较器输出连接到触发器的设置引脚，因此如果第二个比较器输出从低电平变为高电平，则触发器设置并存储 ONE。

现在，如果我们仔细观察，对于触发引脚（第二个比较器的负输入）处低于 +3V 的电压，比较器的输出会从高电平变为低电平，如前所述。该脉冲设置触发器并存储值 1。

现在，如果我们在阈值引脚（比较器一的正输入）施加高于 +6V 的电压，比较器的输出就会从低电平变为高电平。该脉冲复位触发器，触发器存储零。

在触发器复位期间会发生另一件事，当它复位时，放电引脚在 Q1 导通时接地。Q1 晶体管导通，因为 Qbar 在复位时为高电平并连接到 Q1 基极。

在非稳态配置中，此处连接的电容器在此期间放电，因此在此期间定时器的输出为低电平。在非稳态配置中，电容器充电期间的触发引脚电压将小于 +3V，因此触发器将存储一个，输出会很高。

在如图所示的不稳定配置中，

输出信号频率取决于 RA、RB 电阻器和电容器 C。 公式如下：

频率(F) = 1/(时间段) = 1.44/((RA+RB*2)*C)。

这里 RA、RB 是电阻值，C 是电容值。通过将电阻和电容值放在上面的等式中，我们得到输出方波的频率。

高电平逻辑时间为，TH= 0.693*(RA+RB)*C

低电平逻辑时间为，TL= 0.693*RB*C

输出方波的占空比为，占空比= (RA+RB)/(RA+2*RB)。

555定时器引脚图及说明

现在如图所示，555 定时器 IC 有八个引脚，即，

1.地面。

2.触发。

3.输出。

4.重置。

5.控制

6.阈值。

7.放电

8.电源或Vcc

引脚 1. 地：此引脚没有任何特殊功能。它像往常一样接地。为使定时器正常工作，该引脚必须且应该接地。

引脚 8. 电源或 VCC：该引脚也没有特殊功能。它连接到正电压。要使定时器正常工作，该引脚必须连接到 +3.6v 至 +15v 范围的正电压。

引脚 4. 复位：如前所述，定时器芯片中有一个触发器。触发器的输出直接控制pin3的芯片输出。

复位引脚直接连接到触发器的 MR（主复位）。观察时，我们可以在触发器的 MR 处观察到一个小圆圈。这个气泡代表 MR（主复位）引脚是低电平有效触发。这意味着触发器要重置 MR 引脚电压必须从高电平变为低电平。通过这种降压逻辑，触发器几乎不会被拉低到低电平。因此输出变为低电平，与任何引脚无关。

该引脚连接到 VCC 使触发器停止硬复位。

引脚 3. OUTPUT：该引脚也没有特殊功能。该引脚是从晶体管形成的推拉配置中提取的。

推拉配置如图所示。两个晶体管的基极连接到触发器输出。所以当触发器输出端出现逻辑高电平时，NPN晶体管导通，输出端出现+V1。当触发器输出端出现的逻辑为低电平时，PNP 晶体管导通，输出下拉至地或输出端出现–V1。

因此，推挽配置如何通过触发器的控制逻辑在输出端获得方波。此配置的主要目的是使负载关闭触发器恢复。那么触发器显然不能在输出端提供 100mA。

到目前为止，我们讨论了在任何情况下都不会改变输出条件的引脚。剩下的四个引脚比较特殊，因为它们决定了定时器芯片的输出状态，我们现在逐一讨论。

引脚 5.  控制引脚：控制引脚连接到比较器一的负输入引脚。

考虑 VCC 和 GROUND 之间的电压为 9v 的情况。由于芯片中的分压器，如第 8 页图 3 所示，控制引脚上的电压将为 VCC*2/3（对于 VCC = 9，引脚电压 = 9*2/3=6V）。

该引脚的功能是让用户直接控制第一个比较器。如上图所示，比较器一的输出馈入触发器的复位。在这个引脚上，我们可以设置不同的电压，比如我们将它连接到 +8v。现在发生的情况是，阈值引脚电压必须达到 +8V 才能复位触发器并降低输出。

在正常情况下，一旦电容器充电到 2/3VCC（9V 电源时为 +6V），V-out 就会变低。现在因为我们在控制引脚（比较器一负或复位比较器）上施加了不同的电压。

电容器应充电直至其电压达到控制引脚电压。由于这种强制电容充电，信号的开启时间和关闭时间发生了变化。因此，输出经历了不同的开启撕裂率。

通常这个引脚用一个电容器下拉。避免不必要的噪音干扰工作。

引脚 2. TRIGGER： 触发器引脚从比较器 2 的负输入端拖出。比较器的两个输出连接到触发器的 SET 引脚。随着比较器的两个输出为高电平，我们在定时器输出端获得高电压。所以我们可以说触发引脚控制定时器输出。

现在要观察的是，触发引脚处的低电压迫使输出电压为高电平，因为它位于第二个比较器的反相输入端。触发引脚上的电压必须低于 VCC*1/3（假设 VCC 为 9v，VCC*(1/3)=9*(1/3)=3V）。因此触发引脚上的电压必须低于 3V（对于 9v 电源），定时器的输出才能变高。

如果此引脚接地，则输出将始终为高电平。

引脚 6. 阈值：阈值引脚电压决定何时重置定时器中的触发器。阈值引脚从比较器 1 的正输入引出。

此处，THRESOLD 引脚和 CONTROL 引脚之间的电压差决定了比较器 2 的输出以及复位逻辑。如果电压差为正，则触发器复位并且输出变低。如果差值为负，则 SET 引脚的逻辑决定输出。

如果控制引脚开路。然后等于或大于 VCC*(2/3)（即 9V 电源为 6V）的电压将复位触发器。所以输出变低。

因此我们可以得出结论，THRESHOLD 引脚电压决定了输出何时应变低，何时控制引脚打开。

引脚 7. 放电：该引脚从晶体管的集电极开路引出。由于晶体管（在其上采用放电引脚，Q1）将其基极连接到 Qbar。每当输出变低或触发器复位时，放电引脚就会被拉到地。因为当 Q 为低时 Qbar 会为高，所以晶体管 Q1 在晶体管基极通电时导通。

此引脚通常在ASTABLE 配置中对电容器放电，因此名称为 DISCHARGE。