概述:555时基集成电路芯片是美国Signetics公司于1972年研制的用于取代机械式定时器的中规模集成电路,因输入端设计有三个5kΩ的电阻而得名。555定时器是一种多用途的模拟电路与数字电路混合的集成电路,可以方便的构成施密特触发器,单稳态触发器和多谐振荡器。目前,市面上流行的产品主要有4个,BJT两个:555,556(含有两个555);CMOS两个:7555,7556(含有两个7555);555定时器可以说是模拟电路与数字电路结合的典范;NE555采用8引脚封装工艺。


一、NE555引脚功能

中文引脚功能说明:

Pin 1 (接地) -地线(或共同接地) ,通常被连接到电路共同接地。 
Pin 2 (触发点) -这个脚位是触发NE555使其启动它的时间周期。触发信号上缘电压须大于2/3 VCC,下缘须低于1/3 VCC 。 
Pin 3 (输出) -当时间周期开始555的输出输出脚位,移至比电源电压少1.7伏的高电位。周期的结束输出回到O伏左右的低电位。于高电位时的最大输出电流大约200 mA 。 
Pin 4 (重置) -一个低逻辑电位送至这个脚位时会重置定时器和使输出回到一个低电位。它通常被接到正电源或忽略不用。 
Pin 5 (控制) -这个接脚准许由外部电压改变触发和闸限电压。当计时器经营在稳定或振荡的运作方式下,这输入能用来改变或调整输出频率。 
Pin 6 (重置锁定) - Pin 6重置锁定并使输出呈低态。当这个接脚的电压从1/3 VCC电压以下移至2/3 VCC以上时启动这个动作。 
Pin 7 (放电) -这个接脚和主要的输出接脚有相同的电流输出能力,当输出为ON时为LOW,对地为低阻抗,当输出为OFF时为HIGH,对地为高阻抗。 
Pin 8 (V +) -这是555个计时器IC的正电源电压端。供应电压的范围是+4.5伏特(最小值)至+16伏特(最大值)。


二、NE555内部方框图

 

       其内部等效电路如上图所示,当控制端5脚没有外加控制电压时及直流电路时,比较器CA1的反相输入端的基准电压(又称阈值电平)Vthl=2Vcc/3,其同相输入端6脚为阈值触 发电压输人端;比较器CA2的同相输入端的基准电 压(又称触发电压)Vth2=Vcc/3,其反相输入端2 脚为触发电压输入端。两电压比较器输出控制R-S触发器工作状态,触发器设置复位端4脚,该端低电平时,电路优先复位,输出端3脚为低电平 。

       当比较器CA1的6脚输人的阈值电压V6> Vthl时,若此时比较器CA2的触发端2脚不加触发 信号时,V2>Vth2,输出端3脚为低电平“0”。而 且,此后即使阈值电压V6下降致V6 < Vth1,亦能维 持上述状态不变。当2脚输入一个触发信号,使 V2 < Vth2时,触发器翻转,输出端变为高电平“1”, 输出电压为电源电压的2/3。而且此状态维持不 变,不受2脚电位V2上升的影响,直到6脚阈值电 压V6再次大于Vthl时,电路才再次翻转,输出端再 次变为低电平“0”。当复位端4脚为低电平“0”时, 输出端为低电平。


三、NE555典型应用电路

       利用555定时器工作于单稳态触发电路来实现对晾衣杆电机的控制。整个控制电路由光控电路、 555定时器、电源电路以及一些外围器件组成。NE555光控自动晾衣杆电路是利用自然光线自动控制晾衣杆的上升与下降的 家用自动控制装置。当夜晚到来时,变暗的光线通 过控制电路使晾衣杆下降;天亮后,光线通过控制电 路使晾衣杆上升。自动晾衣杆主体,用丝杠实现传送。端点的微动开关,可以防止衣架传送到边界后, 受阻负载加重烧毁电机的危险。具体是,衣架抵达 端点后,触动微动开关经处理,可控制电动机的驱 动,即在抵达边界后,使电动机停止。

        利用NE555时基电路工作于单稳态触发器的状态下来实现晾衣杆的自动控制。所设计的 NE555光控自动晾衣杆电路原理如上图所示。 整个自动晾衣杆电路由光控电路和直流电动机 正反转驱动与延时控制电路等组成。为了方便操 作,电路中还有手动操作开关。光敏三极管V1与 晶体管V2组成光控电路。早晨到来时,光照增强, V1导通,使v2的基极为低电平,这一低电平加至 IC1的Pin2脚,使IC1的Pin3脚输出高电平。这时 V2处于截止状态,它的集电极输出高电平,这一高 电平加至IC2的Pin2脚,使IC2的Pin3脚为低电平。使电动机M正转,使晾衣杆上升。当电动机上升到位时,IC1又由暂态转为稳态,起Pin3脚恢 复为低电平,使电动机M停止转动。当夜晚到来 后,光照减弱,V1的内阻增大,它的集电极与V2的 基极为高电平,V2导通,集电极为低电压加至IC2 的Pin2脚,使IC2的Pin3脚输出高电平。此时,V2 基极的高电平加至IC1的Pin2脚,使IC1的Pin3脚 为低电平,使电动机反转,晾衣杆下降,当到位时,单 稳态触发器恢复为稳态,IC2的Pin3脚变为低电平, 电动机M停转。

        控制电路中对电动机的停止是通过单稳态电路 的延时控制部分来实现的。由于IC1与IC2组成的 电路是单稳态电路,它的暂稳态延时时间RP1、RP2 与C1、C4来决定的。在电路调整过程中,当晾衣杆 上升或是下降至接近一端时,分别调节RP1或 RP2,使单稳态电路的延时结束,使电动机停转。 s1-s3为手动开关。采用手动控制时,应将s3关断,使光控电路失效。按动s1时,IC1触发翻转, 电动机M正转,使晾衣杆上升;按动s2时,IC2触发 翻转,电动机M反转,使晾衣杆下降。


四、555定时器的功能表