了解555定时器

IC 555是目前最流行、应用最广泛的IC之一。它是一种通用的、极其坚固的集成电路，用于许多应用程序，如定时器、波发生器(脉冲)和振荡器。

IC555，俗称555定时器，是由汉斯Camenzind1971年被sigmagnetic公司收购。

它分为两部分发布:NE 555和SE 555。的东北555年部分的商业使用温度范围为0⁰C - 70⁰C和SE 555零件设计满足军用标准温度范围为-55℃⁰C - 125⁰C.这是一个单片集成电路，是第一个商用的计时器集成电路。

特性

555定时器的一些重要特性是

• 555定时器可以是操作范围广电源的范围从5v到18v．
• 它有3种不同的封装:8针金属罐封装，8针DIP和14针DIP。
• 时间可以从微秒到小时。
• 它可以在稳定和单稳定模式下工作。
• 高输出电流。
• 它的占空比可调。
• 由于输出电流大，与TTL兼容。
• 输出可向负载提供或吸收200mA的电流。
• 它的温度稳定性为每0C 0.005%。

知道更多的555定时器数据表

不同的运作模式

一般情况下，555定时器有三种工作模式:稳态、单稳态(或单稳态)和双稳态。

不稳定的模式

在这种模式下，555作为一个自由运行模式．稳定多谐振荡器的输出是连续的高低切换通过产生一系列脉冲，这就是为什么它被称为脉冲发生器。

这是一个最好的例子完美方波发生器r.它们被用作逆变器，也被用于无线电的许多内部部件。选择热敏电阻作为定时电阻允许在温度传感器中使用555。

读：不稳定的模式

单稳态模式

在单稳模式中，顾名思义，它会一直保持稳定状态，直到或除非应用外部触发器。在这种模式下，555的作用是a“一次性”脉冲与否r.单稳态的最佳应用是在系统中引入时滞。

应用包括很多东西，如定时器，漏电脉冲检测还包括弹跳自由开关，触控开关以及分频器，电容测量和脉宽调制(PWM)等。

读：单稳态模式

双稳态模式

在双稳态模式下，IC 555充当触发器两个稳定状态．它可以用来存储1位数据．这不是实现触发器的最佳选择。

读：双稳态模式

555 Timer的Pin配置

555定时器有8针金属罐封装，8针Mini Dual in-line封装(DIP)和14针DIP。14针DIP是IC 556，由两个555定时器组成。

8针DIP是最常用的。两个8引脚包中555 Timer的引脚输出图如下所示。

所有引脚的名称和编号及其描述如下表所示。

引脚1 -接地(GND)

接地参考电压(低电平0V)。所有电压都是相对于这个端子测量的。

引脚2 -触发端子

它负责触发器的SET和RESET转换。外部触发脉冲的幅度会影响计时器的输出。当触发引脚的输入低于控制电压的一半(即VCC的1/3)时，输出变高，计时间隔开始。

引脚3 -输出端子

输出驱动波形可在这个引脚。它被驱动到低于VCC的1.7 V。输出端可接两种负载。一个为正常OFF load，接在引脚3 ~ 1 (GND)之间;一个为正常ON load，接在引脚3 ~ 8 (VCC)之间。

引脚4 -复位端子

这个引脚上的负脉冲将使计时器失效或重置。计时器将开始只有当这个引脚上的电压高于0.7 V，因此它通常连接到VCC时，不使用。

引脚5 -控制电压

它控制阈值和触发水平，从而控制555的时间。输出脉冲的宽度由控制电压决定。输出电压可以通过施加到这个引脚上的外部电压进行调制。一般不使用时通过10 μ F电容器接地，以消除噪声。

引脚6 -阈值终端

该端子上施加的电压与2/3 VCC的参考电压进行比较。当该端子电压大于2/3 VCC时，触发器复位，输出由高电平下降到低电平。

引脚7 -放电

它连接到内部NPN晶体管的开路集电极，该晶体管放电定时电容器。当这个引脚的电压达到2/3 VCC时，输出从高切换到低。

引脚8 - VCC或电源

该端子的供电电压范围为5V ~ 18V。

定时器内部电路图

555定时器的内部框图如下所示。它包括以下内容

• 两个比较器
• 老一个触发器
• 两个晶体管
• 一个电阻网络

比较器是基本的运算放大器。比较器1提供R输入，将阈值电压与2/3 VCC参考电压进行比较。

比较器2为触发器提供S输入，将触发电压与1/3 VCC的参考电压进行比较。

由三个电阻组成的电阻网络将充当分压器电路。这些电阻器的值为5KΩ。这些三个5 k电阻对名字负责”IC 555”。

在这两个晶体管中，有一个是放电晶体管。这个晶体管的开路集电极连接到IC的放电引脚(引脚7)。根据触发器的输出，这个晶体管要么进入饱和状态，要么进入截止状态。

当晶体管饱和时，它为外部连接的电容器提供了一个放电路径。另一个晶体管的基座连接到复位端子(引脚4)，无论其他输入如何复位计时器。

555定时器的工作

三个5KΩ电阻组成一个分压器网络。该网络为两个比较器提供两个参考电压2/3 VCC到逆变端子上比较器(比较器1)和1/3 VCC到非逆变端子下比较国(比较国2)。

上比较器的反相端连接控制输入端。一般不使用控制输入，连接2/3 VCC。上比较器的另一个输入为threshold，其输出连接到触发器的R输入。

当阈值电压大于VC的2/3C(即控制电压)，然后触发器是复位T，输出变低。这会使放电晶体管上(晶体管饱和)并提供一个放电路径到任何外部连接的电容器。

触发器输入端连接到下比较器的反相端。当触发输入小于参考电压(1/3 VCC)，较低比较器的输出高。

这连接到触发器的S输入，因此触发器设置输出高，计时间隔开始。由于产量高，所以放电晶体管关闭并允许充电的任何电容连接到它的外部。

因此，为了使输出达到高电平，触发输入应暂时小于参考电压。当阈值电压大于2/3 VCC时，输出是低的，这将复位触发器，从而输出。

时间常数RC简介

在大多数操作中，满足时间要求是一个高优先级的任务。例如，工业中金属或材料的加热过程是有时间限制的。

因此满足具体的时间要求可以通过定时器电路．

一个基本的定时器电路如下所示。它由充电电路、比较器和输出单元组成。

充电电路由电阻和电容组成。当RC电路的串联组合施加直流电压时，电容充电到峰值所需的时间由电阻控制。

的充电时间与电阻值成正比．RC电路中电容充电的速率由时间常数给出。

RC时间常数，一般称为Tau(由符号τ表示)，是RC电路的时间常数，它是电容通过电阻充电所花费的时间，大约为初始值和最终值之间的差值的63.2%。

它也等于电容器放电的时间为36.8%。RC电路的时间常数等于R和C的乘积。

τ= RC

如前所述，当触发器输入低于1/3 VCC时，计时器的输出会很高，而RC时间常数决定了这个高的周期。

555定时器输出的脉冲宽度和频率由RC时间常数决定。

定时器中RC电路定时元件的选择

根据充电电路中R和C的值，555计时器可以提供从微秒到小时的延迟。因此，选择合适的电阻和电容值是非常重要的。

当555定时器在稳定模式下工作时，它需要一个RC电路，由两个电阻和一个电容组成。在单稳态工作模式下，该RC电路包括电阻和电容。

定时电容

选择大容量的电容器将是一个问题。这是因为大容量的电解液电容器往往有更宽的容限。因此，实际值和标记的值可能有显著差异。

大容量电解液电容器在充电过程中会产生较大的漏电流，影响计时精度。在选择电容大、漏电流小的电容器时，钽电容器是更好的选择。

最好避免工作电压等级较高的电解液电容器，因为当工作电压低于额定电压10%时，电解液电容器无法有效工作。

因此，应选择工作电压大于555定时器VCC的电容器。

为了产生短的输出脉冲，电容小于100pF的定时电容也会引起问题。

对于如此低的电容值，电路周围的杂散电容可能会影响定时电容的电容。

定时电阻

当555定时器作为稳定多振器操作时，计时电阻的值应至少为1基洛欧姆。如果想法是建立一个低功耗电路，那么最好有更高的值为定时电阻。

但是选择电阻高的电阻有一个缺点，因为它们会导致时间不准确。为了尽量减少这些误差，定时电阻的值不应超过1兆欧姆。

触发脉冲

555定时器中的Pin 2是一个触发输入。当触发器输入低于参考电压即1/3 VCC时，计时器的输出高，计时间隔开始。

触发脉冲应该暂时低于参考电压，持续时间很重要，因为它不应该超过输出脉冲。

触发脉冲通常是由一个狭窄的负走向尖峰。由电容和电阻组成的微分器电路将产生两个对称的尖峰，但使用二极管来消除正极尖峰。

脉冲的持续时间由微分器电路决定(即它取决于电容和电阻)。

应用程序

自从IC 555在70年代初问世以来，它已经被研究人员和爱好者应用在许多电路和应用中。555定时器的一些重要应用领域是:

• 脉冲的一代
• 时间延迟的一代
• 精密计时
• 连续的时间
• 脉宽调制(PWM)

555定时器的典型应用可以根据操作方式来区分。根据它的工作模式，即在稳定模式或单稳定模式，IC 555的一些应用有:

• 分频器
• 线性斜坡发生器
• 丢失脉冲探测器
• 脉冲位置调制
• 方波的一代
• 脉冲宽度调制
• 振荡器
• 猝发音发电机
• 速度报警装置
• 稳压DC - to - DC变换器
• 电压-频率转换器
• 低成本线路接收机
• 电缆测试器