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555定时器可工作在三种工作模式下:
单稳态模式:在此模式下,555功能为单次触发。应用范围包括定时器,脉冲丢失检测,反弹跳开关,轻触开关,分频器,电容测量,脉冲宽度调制(PWM)等。
无稳态模式:在此模式下,555以振荡器的方式工作。这一工作模式下的555芯片常被用于频闪灯、脉冲发生器、逻辑电路时钟、音调发生器、脉冲位置调制(PPM)等电路中。如果使用热敏电阻作为定时电阻,555可构成温度传感器,其输出信号的频率由温度决定。
双稳态模式(或称施密特触发器模式):在DIS引脚空置且不外接电容的情况下,555的工作方式类似于一个RS触发器,可用于构成锁存开关。
单稳态模式
在单稳态工作模式下,555定时器作为单次触发脉冲发生器工作。当触发输入电压降至VCC的1/3时开始输出脉冲。输出的脉宽取决于由定时电阻与电容组成的RC网络的时间常数。当电容电压升至VCC的2/3时输出脉冲停止。根据实际需要可通过改变RC网络的时间常数来调节脉宽。
输出脉宽t,即电容电压充至VCC的2/3所需要的时间由下式给出:
双稳态模式
双稳态工作模式下的555芯片类似基本RS触发器。在这一模式下,触发引脚(引脚2)和复位引脚(引脚4)通过上拉电阻接至高电平,阈值引脚(引脚6)被直接接地,控制引脚(引脚5)通过小电容(0.01到0.1μF)接地,放电引脚(引脚7)浮空。所以当引脚2输入高(有误应为低)电压时输出置位,当引脚4接地时输出复位。
无稳态模式
无稳态工作模式下555定时器可输出连续的特定频率的方波。电阻R1接在VCC与放电引脚(引脚7)之间,另一个电阻(R2)接在引脚7与触发引脚(引脚2)之间,引脚2与阈值引脚(引脚6)短接。工作时电容通过R1与R2充电至2/3VCC,然后输出电压翻转,电容通过R2放电至1/3VCC,之后电容重新充电,输出电压再次翻转。
对于双极型555而言,若使用很小的R1会造成OC门在放电时达到饱和,使输出波形的低电平时间远大于上面计算的结果。
为获得占空比小于50%的矩形波,可以通过给R2并联一个二极管实现。这一二极管在充电时导通,短路R2,使得电源仅通过R1为电容充电;而在放电时截止以达到减小充电时间降低占空比的效果。
以下为NE555的电气参数,其他不同规格的555定时器可能会有不同的参数,请查阅数据手册。
供电电压(VCC) |
4.5-16 V |
额定工作电流(VCC= 5 V) |
3-6 mA |
额定工作电流(VCC= 15 V) |
10-15 mA |
最大输出电流 |
200 mA |
最大功耗 |
600mW |
最低工作功耗 |
30mW(5V),225mW(15V) |
温度范围 |
0-70°C |
555定时器由Hans R. Camenzind于1971年为西格尼蒂克公司设计。西格尼蒂克公司后来被飞利浦公司所并购。
不同的制造商生产的555芯片有不同的结构,标准的555芯片集成有25个晶体管,2个二极管和15个电阻并通过8个引脚引出(DIP-8封装)。555的派生型号包括556(集成了两个555的DIP-14芯片)和558与559。
NE555的工作温度范围为0-70°C,军用级的SE555的工作温度范围为−55到 125 °C。555的封装分为高可靠性的金属封装(用T表示)和低成本的环氧树脂封装(用V表示),所以555的完整标号为NE555V、NE555T、SE555V和SE555T。一般认为555芯片名字的来源是其中的三枚5KΩ电阻,但Hans Camenzind否认这一说法并声称他是随意取的这三个数字。
555还有低功耗的版本,包括7555和使用CMOS电路的TLC555。7555的功耗比标准的555低,而且其生产商宣称7555的控制引脚并不像其他555芯片那样需要接地电容,同时供电与地之间也不需要消除噪声的去耦电容。
1地 GND 2触发 3输出 4复位 5控制电压 6门限(阈值) 7放电 8电源电压Vcc
555定时器能起到定时作用的电路是单稳态电路。单稳态电路 是一种具有稳态和暂态两种工作状态的基本脉冲单元电路。没有外加信号触发时,电路处于稳态。在外加信号触发下,电路从稳态翻转到暂态,并且经过一段时间...
555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压,当 &n...
DIP封装的555芯片各引脚功能如下表所示:
引脚 |
名称 |
功能 |
---|---|---|
1 |
GND(地) |
接地,作为低电平(0V) |
2 |
TRIG(触发) |
当此引脚电压降至1/3VCC(或由控制端决定的阈值电压)时输出端给出高电平。 |
3 |
OUT(输出) |
输出高电平( VCC)或低电平。 |
4 |
RST(复位) |
当此引脚接高电平时定时器工作,当此引脚接地时芯片复位,输出低电平。 |
5 |
CTRL(控制) |
控制芯片的阈值电压。(当此管脚接空时默认两阈值电压为1/3VCC与2/3VCC). |
6 |
THR(阈值) |
当此引脚电压升至2/3VCC(或由控制端决定的阈值电压)时输出端给出低电平。 |
7 |
DIS(放电) |
内接OC门,用于给电容放电。 |
8 |
V ,VCC(供电) |
提供高电平并给芯片供电。 |
555定时器有许多不同公司生产的衍生型号,其中有引脚功能不同的型号,也有采用CMOS的设计。有的芯片中包括数个集成的555定时器。555芯片家族的其他一些型号如下:
生产厂商 |
型号 |
备注 |
---|---|---|
Avago Technologies |
Av-555M |
|
Custom Silicon Solutions |
CSS555/CSS555C |
CMOS芯片,最低工作电压1.2V, IDD<5µA |
CEMI |
ULY7855 |
|
ECG Philips |
ECG955M |
|
Exar |
XR-555 |
|
仙童 |
NE555/KA555 |
|
Harris |
HA555 |
|
IK Semicon |
ILC555 |
CMOS芯片,最低工作电压2V |
英特硅尔 |
SE555/NE555 |
|
英特硅尔 |
ICM7555 |
CMOS |
Lithic Systems |
LC555 |
|
美信 |
ICM7555 |
CMOS芯片,最低工作电压2V |
摩托罗拉 |
MC1455/MC1555 |
|
美国国家半导体 |
LM1455/LM555/LM555C |
|
美国国家半导体 |
LMC555 |
CMOS芯片,最低工作电压1.5V |
NTE Sylvania |
NTE955M |
|
雷声 |
RM555/RC555 |
|
RCA |
CA555/CA555C |
|
意法半导体 |
NE555N/ K3T647 |
|
德州仪器 |
SN52555/SN72555 |
|
德州仪器 |
TLC555 |
CMOS芯片,最低工作电压2V |
苏联 |
K1006ВИ1 |
|
Zetex |
ZSCT1555 |
最低工作电压0.9V |
恩智浦半导体 |
ICM7555 |
CMOS |
HFO /东德 |
B555 |
|
日立 |
HA17555 |
556双定时器
在一块芯片中集成两个555定时器的型号为556,这种芯片包括14个引脚。
558四定时器
在一块芯片中集成四个555定时器的型号为558。这种芯片包括16个引脚,其中四个555定时器共用供电、接地和复位的引脚。放电引脚与阈值引脚被合为同一个引脚并被称为“定时”。同时触发引脚改为下降沿触发。
运算放大器
振荡器
RC电路
555定时器用作开关电源
555 定时器用作开关电源 大多数开关电源都依赖于通过电压反馈来控制的 PWM(脉宽调制) 输出。 555 定时器 IC 可以实现 PWM,而且花钱不多。图 1 电路示出了仅仅利 用一个简单公式就可将一个 555PWM 电路变成一个开关电源的方法。该电路使 用 2 个 555 IC。以非稳态模式工作的 IC1 触发以 PWM 模式工作的 IC2。在高 占空因子下, IC1 设定的振荡频率约为 60kHz。 IC1 的输出只是在触发 PWM 电 路的大约 2.5μS内为低电平,而在周期的其余时间内为高电平。 PWM 电路的 最大脉宽约为 85μS,最大脉宽也可减小,视反馈电路的控制电压而定。使用 556 或另一种连续触发信号源,可使所用芯片数量减少。 IC2 的输入电压必须 为( 1.5VOUT+余量),所以,输出电压 VOUT 为 5V 时,必须使用最小 9V 的 输入电压。如果使用 CM
基于555定时器的数字触摸开关仿真设计
555定时器是一种集数模等多功能为一体的中规模集成功能电路,其具有电路结构简单、使用灵活方便等优点,被广泛应用在脉冲产生、整形、定时和延迟等自动控制电路中。介绍了基于555定时器的数字触摸开关组成和工作原理,并进行了仿真设计。
谐振荡器又称为无稳态触发器,它没有稳定的输出状态,只有两个暂稳态。在电路处于某一暂稳态后,经过一段时间可以自行触发翻转到另一暂稳态。两个暂稳态自行相互转换而输出一系列矩形波。多谐振荡器可用作方波发生器.
接通电源后,假定是高电平,则T截止,电容C充电。充电回路是VCC-R1-R2-
C-地,按指数规律上升,当上升到时(TH、端电平大于),输出翻转为低电平。是低电平,T导通,C放电,放电回路为C-R2-T-地,按指数规律下降,当下降到时(TH、端电平小于),输出翻转为高电平,放电管T截止,电容再次充电,如此周而复始,产生振荡,经分析可得 输出高电平时间 T=(R1+R2)Cln2 输出低电平时间T=R2Cln2 振荡周期 T=(R1+2R2)Cln2
555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压,当 5 脚悬空时,则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为 2VCC /3,C2 的反相输入端的电压为VCC 若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3,则比较器 C2 的输出为 0,可使 RS 触发器置 1,使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3,同时 TR 端的电压大于VCC /3,则 C1 的输出为 0,C2 的输出为 1,可将 RS 触发器置 0,使输出为 0 电平。 它的各个引脚功能如下:
555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制 RS 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压,当 5 脚悬空时,则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为 2VCC /3,C2 的反相输入端的电压为VCC 若触发输入端 TR 的电压小于VCC /3,则比较器 C2 的输出为 0,可使 RS 触发器置 1,使输出端 OUT=1。如果阈值输入端 TH 的电压大于 2VCC/3,同时 TR 端的电压大于VCC /3,则 C1 的输出为 0,C2 的输出为 1,可将 RS 触发器置 0,使输出为 0 电平。 它的各个引脚功能如下:
1脚:外接电源负端VSS或接地,一般情况下接地。
8脚:外接电源VCC,双极型时基电路VCC的范围是4.5 ~ 16V,CMOS型时基电路VCC的范围为3 ~ 18V。一般用5V。 3脚:输出端Vo 2脚:低触发端 6脚:TH高触发端
4脚:是直接清零端。当此端接低电平,则时基电路不工作,此时不论TR、TH处于何电平,时基电路输出为"0",该端不用时应接高电平。
5脚:VC为控制电压端。若此端外接电压,则可改变内部两个比较器的基准电压,当该端不用时,应将该端串入一只0.01μF电容接地,以防引入干扰。 7脚:放电端。该端与放电管集电极相连,用做定时器时电容的放电。
第1章 555时基集成电路简介
第2章 555定时器在定时、延时方面的应用
第3章 555定时器在检测、脉冲输出、分频方面的应用
第4章 555定时器在脉宽调制、A/D转换方面的应用
第5章 555定时器在比较器、锁存器方面的应用
参考文献 2100433B