555定时器自学报告

1.555定时器简介

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，外形为双列直插8脚结构。只要在外部配上适当的阻容元件，就可以构成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。由于其使用方便，简单，它经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。 2.555定时器的结构和功能

555定时器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5KQ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器c1同相比较端和低电平比较器c2的反相输入端的参考电平为2／3Vc。和1／3Vc。。C1和c2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2／3Vc 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1／3V 时，触发器置位，555的3脚输出高电平，同时放电，开关管截止。

RD是复位端，当其为0时，555输出低电平。平时该端开路或接vc 。 v 是控制电压端(5脚)，平时输出2／3V 作为比较器c1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。

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。

3.555定时器构成多谐振荡器

多谐振荡器是能产生矩形波的一种自激振荡器电路，由于矩形波中除基波外还含有丰富的高次谐波，故称作多谐振荡器。多谐振荡器没有稳态，只有两个暂稳态，在自身因素的作用下，电路就在两个暂稳态之间来回转换，故又称它为无稳态电路。

由555定时器构成的多谐振荡器如图3（a）所示，R1，R2和C是外接定时元件，电路中将高电平触发端（6脚）和低电平触发端（2脚）并联后接到R2和C的连接处，将放电端（7脚）接到R1，R2的连接处。

由于接通电源瞬间，电容C来不及充电，电容器两端电压Uc为低电平，小于(1/3)Vcc，故高电平触发端与低电平触发端均为低电平，输出Uo为高电平，放电管VT截止。这时，电源经R1，R2对电容C

充电，使 电压Uc按指数规律上升，当Uc上升到（2/3）Vcc时，输出Uo为低电平，放电管VT导通，把Uc从（1/3）Vcc 上升到（2/3）Vcc这段时间内电路的状态称为第一暂稳态，其维持时间Tph的长短与电容的充电时间有关 。充电时间常数T充=0.7（R1＋R2）C。

由于放电管VT导通，电容C通过电阻R2和放电管放电，电路进入第二个暂稳态，其维持时间Tpl的长短与电 容的放电时间有关，放电时间常数T放＝0.7R2C随着C的放电，Uc下降，当Uc下降到（1/3）Vcc时，输出Uo为高电平，放电管VT截止，Vcc再次对电容C充电，电路又翻转到第一暂稳态。不难理解，接通电源后，电路就在两个暂稳态之间来回翻转，则输出可得矩形波。电路一旦起振后，uc电压总是在（1/3～2/3）Vcc 之间变化。图3（b）所示为工作波形。

图3 555定时器构成多谐振荡器

根据Uc的波形图可以确定振荡周期为 T=Tpl+Tph

Tph对应充电时间 Tph=0.7（R1+R2）C Tpl对应放电时间 Tpl=0.7R2C 振荡周期 T=Tpl+Tph=0.7（R1+2R2）C 振荡频率 f=1/T 4.555定时器构成单稳态触发器

单稳态触发器的特点是电路有一个稳定状态和一个暂稳状态。在触发信号作用下，电路将由稳态翻转到 暂稳态，暂稳态是一个不能长久保持的状态，由于电路中RC延时环节的作用，经过一段时间后，电路会自 动返回到稳态，并在输出端获得一个脉冲宽度为tw的矩形波。在单稳态触发器中，输出的脉冲宽度tw，就 是暂稳态的维持时间，其长短取决于电路的参数值。

由555构成的单稳态触发器电路及工作波形如图4所示。图中R，C为外接定时元件，输人的触发信号Ui接 在低电平触发端（2脚）

稳态时，输出Uo为低电平，即无触发器信号（Ui为高电平）时，电路处于稳定状态——输出低电平。在 Ui负脉冲作用下，低电平触发端得到低于（1/3）Vcc，触发信号，输出Uo为高电平，放电管VT截止，电路进入暂稳态，定时开始。

在暂稳态期间，电源＋Vcc→R→C→地，对电容充电，充电时间T＝1.1RC，Uc按指数规律上升。当电容两端电压Uc上升到（2/3）Vcc后，6端为高电平，输出Uo变为低电平，放电管VT导通，定时电容C充电结束 ，即暂稳态结束。电路恢复到稳态Uo为低电平的状态。当第二个触发脉冲到来，又重复上述过程。工作波形如图4（b）

所示。

输出电压Uo的脉宽tw=1.1RC。由于R的取值在几百欧至几兆欧之间，电容取值在几百皮法到几百微法。这种电路产生的脉冲宽度可从几个微妙到数分钟，精度可达0.1%。由图4（b）可知，如果在电路的暂稳态持续时间内，加入心的触发脉冲（如图4（b）中的虚线所示），则脉冲对电路不起作用，电路为不可重复触发单稳触发器。

4（a）单稳态触发器工作电路 4（b）工作波形

5.总结

555电路的应用非常广泛，它的基本应用方式是单稳态触发器及自激多谐振荡器两类。灵活的使用或组合这两类即可构成各种实用的电子电路，如分频器、定时器、脉冲信号发生器、告警电路、电源交换电路、自动控制电路等，其原理简单，构图方便，是一种应用十分广泛的中规模集成电路。