NE555中文资料.doc

NE555中文资料
通用时基电路 NE555P
概述： 封装外形图
NE555P是一块通用时基电路，电路包含24个晶体管，2个二极管和17个电阻，组成阈值比较器，触发比较器，RS触发器，复位输入，放电和输出等6部分。
采用DIP8、SOP8封装形式。

主要特点：
关闭时间小于2mS。
最大工作频率大于500kHz。
定时可从微秒级至小时级（由外接电阻电容精确控制）。
可工作于振荡方式或单稳态方式。
输出电流大，200mA（可提供或灌入）。
占空比可调。
可同TTL电路相接。
温度稳定性好，0.005%/℃

功能框图

极限值（绝对最大额定值，若无其它规定，Tamb=25℃）

参 数 名 称
符 号
数 值
单 位
最 小
最 大
电源电压
Vcc

16
V
放电电流
I7

200
mA
功耗
PD

600
mW
工作环境温度
Tamb
0
70
℃
贮存温度
Tstg
-65
150
℃

电特性 （若无其它规定，Vcc=5~15V，Tamb=25℃）

特 性
符 号
测试条件
规 范 值
单 位
最 小
典 型
最 大
静态功耗电流
Icc
Vcc=15V，RL = ¥

10
15
mA
触发电压
VTR
Vcc=15V
4.5
5
5.6
V
触发电流
ITR
Vcc=15V

0.5
2
mA
阈值电流
ITH
Vcc=15V

0.1
0.25
mA
控制电压
Vc
Vcc=15V
9
10
11
V
输出电压
Vo
Vcc=15V，50mA灌入

0.4
2
V
Vcc=15V，50mA提供
12
13.3
13.5

参考参数

参数
符号
测试条件
规范
单位
最大输出电流
Iomax
Vcc=15V
200
mA
复位电压
VR
Vcc=15V
³ 0.4
V
复位电流
IR
Vcc=15V
£ 0.5
mA
最高振荡频率
fmax
Vcc=15V
300
kHz
输出上升时间
t
Vcc=15V，CL=15pF
£ 300
ns
时间误差*
Df
Vcc=15V
£ 3
%
时间误差温度漂移*
Df
f DT
Vcc=15V
£ 0.01
%/℃
时间误差电压漂移
Df
f DVcc
Vcc=5V~15V
£ 0.5
%/V
注：* 指外部RC回路漂移不计入时间参数。

应用图

555芯片引脚图及引脚描述
555的8脚是集成电路工作电压输入端，电压为5～18V，以UCC表示；从分压器上看出，上比较器6脚A1的５脚接在R1和R2之间，所以5脚的电压固定在2UCC/3上；下比较器A2接在R2与R3之间，A2的同相输入端电位被固定在UCC/3上。
NE555管脚功能介绍：
　　1脚为地。2脚为触发输入端；3脚为输出端，输出的电平状态受触发器控制，而触发器受上比较器6脚和下比较器2脚的控制。
　　当触发器接受上比较器A1从R脚输入的高电平时，触发器被置于复位状态，3脚输出低电平；
　　2脚和6脚是互补的，2脚只对低电平起作用，高电平对它不起作用，即电压小于1Ucc/3，此时3脚输出高电平。6脚为阈值端，只对高电平起作用，低电平对它不起作用，即输入　电压大于2 Ucc/3，称高触发端，3脚输出低电平，但有一个先决条件，即2脚电位必须大于1Ucc/3时才有效。3脚在高电位接近电源电压Ucc，输出电流最大可打200mA。
　　4脚是复位端，当4脚电位小于0.4V时，不管2、6脚状态如何，输出端3脚都输出低电平。
　　5脚是控制端。
7脚称放电端，与3脚输出同步，输出电平一致，但7脚并不输出电流，所以3脚称为实高（或低）、7脚称为虚高。
1 555集成电路的框图及工作原理
555集成电路开始是作定时器应用的，所以叫做555定时器或555时基电路。但后来经过开发，它除了作定时延时控制外，还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计量检测。此外，还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路，用于交流信号源、电源变换、频率变换、脉冲调制等。由于它工作可靠、使用方便、价格低廉，目前被广泛用于各种电子产品中，555集成电路内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等，电路比较复杂，是模拟电路和数字电路的混合体，如图1所示。

555芯片管脚介绍
555集成电路是8脚封装，双列直插型，如图2(A)所示，按输入输出的排列可看成如图2(B)所示。其中6脚称阈值端(TH)，是上比较器的输入；2脚称触发端(TR)，是下比较器的输入；3脚是输出端(Vo)，它有O和1两种状态，由输入端所加的电平决定；7脚是放电端(DIS)，它是内部放电管的输出，有悬空和接地两种状态，也是由输入端的状态决定；4脚是复位端(MR)，加上低电平时可使输出为低电平；5脚是控制电压端(Vc),可用它改变上下触发电平值；8脚是电源端，1脚是地端。

图2 555集成电路封装图
我们也可以把555电路等效成一个带放电开关的R-S触发器，如图3(A)所示，这个特殊的触发器有两个输入端：阈值端(TH)可看成是置零端R，要求高电平，触发端(TR)可看成是置位端S，要求低电平，有一个输出端Vo，Vo可等效成触发器的Q端，放电端(DIS)可看成是由内部放电开关控制的一个接点，由触发器的Q端控制：Q=1时DIS端接地，Q=0时DIS端悬空。另外还有复位端MR，控制电压端Vc，电源端VDD和
地端GND。这个特殊的触发器有两个特点：
(1)两个输入端的触发电平要求一高一低，置零端R即阈值端(TH)要求高电平，而置位端s即触发端(TR)则要求低电乎;
(2)两个输入端的触发电平使输出发生翻转的阈值电压值也不同，当V c端不接控制电压时，对TH(R)端来讲，>2/3VDD是高电平1,<2/3VDD是低电平0：而对TR(S)端来讲，>1/3VDD是高电平1，<1/3VDD是低电平0。如果在控制端(Vc)上控制电压Vc时，这时上触发电平就变成Vc值，下触发电平就变成1/2Vc值，可 见改变控制端的控制电压值就可以改变上下触发电平值。它的功能表见图3(B)所示。

图3 555电路等效R—S触发器
555集成电路有双极型和CMOS型两种。CMOS型的优点是功耗低、电源电压低、输入阻抗高，但输出功率较小，输出驱动电流只有几毫安。双极型的优点是输出功率大，驱动电流达200毫安，其他指标则不如CMOS型的。
4. 典型应用电路

555的应用电路很多，只要改变555集成电路的外部附加电路，就可以构成几百种应用电路，大体上可分为555单稳、555双稳及555无稳(即振荡器)三类。

5 555单稳电路
单稳电路有一个稳态和一个暂稳态，是利用电容的充放电形成暂稳态的，因此它的输入端都带有定时电阻和定时电容，常见的555单稳电路有两种：
1)人工启动型
将555电路的6、2脚并接起来接在RC定时电路上，在定时电容CT，两端接按钮开关SB，就成为人工启动型555单稳电路，如图4(a)所示，用等效触发器替代555，并略去与单稳工作无关的部分后见图4(b)所示，下面分析它的工作原理：
稳态：接上电源后，电容CT很快充电到VDD，从图4(b)看到，触发器输入R=1，S=1，从功能表看到输出Vo=0，这是它的稳态。
暂稳态：按下开关SB，CT上电荷很快放到零，相当于触发器输入R=0，S=0，输出立即翻转成Vo=l，暂稳态开始。开关放开后，电源又向CT充电，经过时间TD后，CT上电压上升到>2/3VDD时，输出又翻转成Vo=O，暂稳态结束。TD就是单稳电路的定时时间或延时时间，它和定时电阻RT和定时电容CT的值有关：TD=1.1RTCT。

图4人工启动型555单稳电路
2)脉冲启动型
将555电路的6、7脚并接起来接在定时电容CT上，用2脚作输入就成为脉冲启动型单稳电路，如图5(a)所示，电路的2脚平时接高电平，当输入接低电平或输入负脉冲时才启动电路，用等效触发器替代555后见图5 6)所示，下面分析它的工作原理：
稳态：接上电源后，R=1，S=1，输出Vo=0，DIS端接地，CT上的电压为0即R=0，输出仍保持Vo=0，这是它的稳态。
暂稳态：输入负脉冲后，输入S=0，输出立即翻转成Vo=1，DIS端开路，电源通过RT向CT充电，暂稳态开始。经过时间TD后，CT上电压上升到>2/3VDD时，输入又成为R=1，S=1，这时负脉冲已经消失，输出又翻转成Vo=0，暂稳态结束。这时内部放电开关接通，DIS端接地，CT上电荷很快放到零，为下一次定时控制作准备。电路的定时时间TD=1.1RTCT。
这两种单稳电路常用作定时延时控制。

图5脉冲启动型单稳电路

6 555双稳电路
常见的555双稳电路有两种：
1)R-S触发器型双稳
将555电路的6、2脚作为两个控制输入端，7端不用，就成为一个R-S触发器。注意两个输入端的触发电平和阈值电压不同，如图6(a)所示，有时可能只有一个控制端，这时另外一个控制端要设法接死，根据电路要求可以把R端接到电源端，如图6(b)所示，也可以把S接地，用R端作输入。
有两个输入端的双稳电路常用作电机调速、电源上下限告警等用途。有一个输入端的双稳电路作为单端比较器用于各种检测电路。

图6 555构成R-S触发器
2)施密特触发器型双稳
将555电路的6、2脚并接起来接成只有一个输入端的触发器，如图7(a)所示，这个触发器输出电压和输入电压的关系是一个长方形的回线形，如图7(b)所示，从曲线可知，当输入V1=0时输出Vo=1，当输入电压从0上升到>2/3VDD后，Vo翻转成0，当输入电压从最高值下降到<1/3VDD后，Vo又翻转成1。由于它的输入有两个不同的阈值电压，所以，这种电路常用于电子开关，各种控制电路、波形的变换和整形，如图8所示。

图7 555构成施密特触发器

图8波形的变换和整形

6. 555振荡器电路(无稳电路)
由555定时器构成的多谐振荡器如图9(a)所示，其工作波形见图9(b)。
接通电源后，电源VDD通过R1和R2对电容C充电，当Uc<1/3VDD时，振荡器输出Vo=1，放电管截止。当Uc充电到≥2/3VDD后，振荡器输出Vo翻转成0，此时放电管导通，使放电端(DIS)接地，电容C通过R2对地放电，使Uc下降。当Uc下降到≤1/3VDD后，振荡器输出Vo又翻转成1，此时放电管又截止，使放电端(DIS)不接地，电源VDD通过R1和R2又对电容C充电，又使Uc从1/3VDD上升到2/3VDD,触发器又发生翻转，如此周而复始，从而在输出端Vo得到连续变化的振荡脉冲波形。脉冲宽度TL≈0.7R2C，由电容C放电时间决定；TH=0.7(R1+R2)C，由电容C充电时间决定，脉冲周期T≈TH+TL。

图9 555构成多谐振荡器
上面仅讨论了由555定时器构成的几种典型应用实例。实际上，由于555定时器灵敏度高，功能灵活，因而在电子电路中获得广泛应用。

ne555原理图及例子(555原理图)

我们知道，555电路在应用和工作方式上一般可归纳为3类。每类工作方式又有很多个不
同的电路。
　　在实际应用中，除了单一品种的电路外，还可组合出很多不同电路，如：多个单稳、
多个双稳、单稳和无稳，双稳和无稳的组合等。这样一来，电路变的更加复杂。为了便
于我们分析和识别电路，更好的理解555电路，这里我们这里按555电路的结构特点进行
分类和归纳，把555电路分为3大类、8种、共18个单元电路。每个电路除画出它的标准
图型，指出他们的结构特点或识别方法外，还给出了计算公式和他们的用途。方便大家
识别、分析555电路。下面将分别介绍这3类电路。
　　单稳类电路
单稳工作方式，它可分为3种。见图示。
　　第1种（图1）是人工启动单稳，又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不同
的单元，并分别以1.1.1和1.1.2为代号。他们的输入端的形式，也就是电路的结构特点
是：“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。
　　单稳类电路
单稳工作方式，它可分为3种。见图示。
　　第1种（图1）是人工启动单稳，又因为定时电阻定时电容位置不同而分为2个不
同的单元，并分别以1.1.1和1.1.2为代号。他们的输入端的形式，也就是电路的结构
特点是：“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。

第2种（图2）是脉冲启动型单稳，也可以分为2个不同的单元。他们的输入特点都
是“RT-7.6-CT”，都是从2端输入。1.2.1电路的2端不带任何元件，具有最简单的
形式；1.2.2电路则带有一个RC微分电路。

第3种（图3）是压控振荡器。单稳型压控振荡器电路有很多，都比较复杂。为简单起
见，我们只把它分为2个不同单元。不带任何辅助器件的电路为1.3.1；使用晶体管、
运放放大器等辅助器件的电路为1.3.2。图中列出了2个常用电路。

双稳类电路
　　这里我们将对555双稳电路工作方式进行总结、归纳。555双稳电路可分成2种。
　　第一种（见图1）是触发电路，有双端输入（2.1.1）和单端输入（2.1.2）2个单
元。单端比较器（2.1.2）可以是6端固定，2段输入；也可是2端固定，6端输入。

第2种（见图2）是施密特触发电路，有最简单形式的（2.2.1）和输入端电阻调整偏
置或在控制端（5）加控制电压VCT以改变阀值电压的（2.2.2）共2个单元电路。

双稳电路的输入端的输入电压端一般没有定时电阻和定时电容。这是双稳工作方式的
结构特点。2.2.2单元电路中的C1只起耦合作用，R1和R2起直流偏置作用。

　　无稳类电路
　　第三类是无稳工作方式。无稳电路就是多谐振荡电路，是555电路中应用
最广的一类。电路的变化形式也最多。为简单起见，也把它分为三种。
　　第一种（见图1）是直接反馈型，振荡电阻是连在输出端VO的。
　　第二种（见图2）是间接反馈型，振荡电阻是连在电源VCC上的。其中第
1个单元电路（3.2.1）是应用最广的。第2个单元电路（3.2.2）是方波振荡电
路。第3、4个单元电路都是占空比可调的脉冲振荡电路，功能相同而电路结构
略有不同，因此分别以3.2.3a 和3.2.3b的代号。

第三种(见图3)是压控振荡器。由于电路变化形式很复杂，为简单起见，只分成最简单
的形式（3.3.1）和带辅助器件的(3.3.2)两个单元。图中举了两个应用实例。

无稳电路的输入端一般都有两个振荡电阻和一个振荡电容。只有一个振荡电阻的可
以认为是特例。例如：3.1.2单元可以认为是省略RA的结果。有时会遇上7.6.2三端
并联，只有一个电阻RA的无稳电路，这时可把它看成是3.2.1单元电路省掉RB后的
变形。
　　以上归纳了555的3类8种18个单元电路，虽然它们不可能包罗所有555应用电
路，古话讲：万变不离其中，相信它对我们理解大多数555电路还是很有帮助的。
　　各种应用电路
555触摸定时开关
　　集成电路IC1是一片555定时电路，在这里接成单稳态电路。平时由于触摸片
P端无感应电压，电容C1通过555第7脚放电完毕，第3脚输出为低电平，继电器
KS释放，电灯不亮。

当需要开灯时，用手触碰一下金属片P，人体感应的杂波信号电压由C2加至555
的触发端，使555的输出由低变成高电平，继电器KS吸合，电灯点亮。同时，555
第7脚内部截止，电源便通过R1给C1充电，这就是定时的开始。
当电容C1上电压上升至电源电压的2/3时，555第7脚道通使C1放电，使第3脚输
出由高电平变回到低电平，继电器释放，电灯熄灭，定时结束。
定时长短由R1、C1决定：T1=1.1R1*C1。按图中所标数值，定时时间约为4分钟。
D1可选用1N4148或1N4001。

　　相片曝光定时器
　　附图电路是用555单稳电路制成的相片曝光定时器。用人工启动式单稳
电路。
　　工作原理：
　　电源接通后，定时器进入稳态。此时定时电容CT的电压为：
VCT=VCC=6V。对555这个等效触发器来讲，两个输入都是高电平，即VS=0。
继电器KA不吸合，常开点是打开的，曝光照明灯HL不亮。

按一下按钮开关SB之后，定时电容CT立即放到电压为零。于是此时555电路等
效触发的输入成为：R=0、S=0，它的输出就成高电平：V0=1。继电器KA吸动
，常开接点闭合，曝光照明灯点亮。按钮开关按一下后立即放开，于是电源电
压就通过RT向电容CT充电，暂稳态开始。当电容CT上的电压升到2/3VCC既4伏
时，定时时间已到，555等效电路触发器的输入为：R=1、S=1，于是输出又翻
转成低电平：V0=0。继电器KA释放，曝光灯HL熄灭。暂稳态结束，有恢复到
稳态。
　　曝光时间计算公式为：T=1.1RT*CT。本电路提供参数的延时时间约为
1秒~2分钟，可由电位器RP调整和设置。
　　电路中的继电器必需选用吸合电流不应大于30mA的产品，并应根据负载
（HL）的容量大小选择继电器触点容量。

　　单电源变双电源电路
附图电路中，时基电路555接成无稳态电路，3脚输出频率为20KHz、占空
比为1：1的方波。3脚为高电平时，C4被充电；低电平时，C3被充电。
由于VD1、VD2的存在，C3、C4在电路中只充电不放电，充电最大值为EC，
将B端接地，在A、C两端就得到+/-EC的双电源。本电路输出电流超过50mA。

简易催眠器
　　时基电路555构成一个极低频振荡器，输出一个个短的脉冲，使扬声器发
出类似雨滴的声音（见附图）。扬声器采用2英寸、8欧姆小型动圈式。雨滴声
的速度可以通过100K电位器来调节到合适的程度。如果在电源端增加一简单
的定时开关，则可以在使用者进入梦乡后及时切断电源。

直流电机调速控制电路
　　这是一个占空比可调的脉冲振荡器。电机M是用它的输出脉冲驱动的，
脉冲占空比越大，电机电驱电流就越小，转速减慢；脉冲占空比越小，电机
电驱电流就越大，转速加快。因此调节电位器RP的数值可以调整电机的速度。
如电极电驱电流不大于200mA时，可用CB555直接驱动；如电流大于200mA，
应增加驱动级和功放级。

图中VD3是续流二极管。在功放管截止期间为电驱电流提供通路，既保证
电驱电流的连续性，又防止电驱线圈的自感反电动势损坏功放管。电容C2
和电阻R3是补偿网络，它可使负载呈电阻性。整个电路的脉冲频率选在3~5
千赫之间。频率太低电机会抖动，太高时因占空比范围小使电机调速范围减小。

　　用555制作的D类放大器

由IC555和R1、R2、C1等组成100KHz可控多谐振荡器，占空比为50%，
控制端5脚输入音频信号，3脚便得到脉宽与输入信号幅值成正比的脉冲信号，
经L、C3接调、滤波后推动扬声器。

　　风扇周波调速电路
　　夏天要来了，电风扇又得派上用场。这里介绍一个电风扇模拟阵
风周波调速电路，可以为将我们家里的老式风扇增加一个实用功能，也算
是一个迎接夏天到来的准备吧。下面介绍其工作原理。

电路见图1a。电路中NE555接成占空比可调的方波发生器，调节RW可改变占空
比。在NE555的3脚输出高电平期间，过零通断型光电耦合器MOC3061初级得到
约10mA正向工作电流，使内部硅化镓红外线发射二极管发射红外光，将过零检测
器中光敏双向开关于市电过零时导通，接通电风扇电机电源，风扇运转送风。在
NE555的3脚输出低电平期间，双向开关关断，风扇停转。
　　MOC3061本身具有一定驱动能力，可不加功率驱动元件而直接利用MOC3061
的内部双向开关来控制电风扇电机的运转。RW为占空比调节电位器，亦即电风扇
单位时间内（本电路数据约为20秒）送风时间的调节，改变C2的取值或RW的取
值可改变控制周期。
　　图1b电路为MOC3061的典型功率扩展电路，在控制功率较大的电机时，应
考虑使用功率扩展电路。制作时，可参考图示参数选择器件。由于电源采用电容
压降方式，请自制时注意安全，人体不能直接触摸电路板。

　　电热毯温控器
　　一般电热毯有高温、低温两档。使用时，拨在高温档，入睡后总被热
醒；拨在低温档，有时醒来会觉得温度不够。这里介绍一种电热毯温控器
，它可以把电热毯的温度控制在一个合适的范围。

工作原理：
　　电路如图所示。图中IC为NE555时基电路。RP3为温控调节电位器，其滑动
臂电位决定IC的触发电位V2和阀电位Vf，且V5=Vf=2Vz。220V交流电压经C1、
R1限流降压，D1、D2整流、C2滤波，DW稳压后，获得9V左右的电压供IC用。
室温下接通电源，因已调V2Vz，V6≥Vf时，IC翻转，3脚变为低电平，BCR截止，
电热丝停止发热，温度开始逐渐下降，BG1的ICEO随之逐渐减小，V2、V6降低。
当V6<VF，V2≤VZ时，IC的3脚电位回到高电位，BCR又触发导通，电热丝又
开始发热。实际证明，调节RP2使V2=12V6时，温差为零；而V2="V6时最大。