555定時(shí)器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的中規(guī)模集成器件。一般用雙極性工藝制作的稱為 555，用 CMOS 工藝制作的稱為 7555，除單定時(shí)器外，還有對(duì)應(yīng)的雙定時(shí)器 556/7556。555 定時(shí)器的電源電壓范圍寬，可在 4.5V~16V 工作，7555 可在 3~18V 工作，輸出驅(qū)動(dòng)電流約為 200mA，因而其輸出可與 TTL、CMOS 或者模擬電路電平兼容。

555 定時(shí)器成本低，性能可靠，只需要外接幾個(gè)電阻、電容，就可以實(shí)現(xiàn)多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器及施密特觸發(fā)器等脈沖產(chǎn)生與變換電路。它也常作為定時(shí)器廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、電子測(cè)量及自動(dòng)控制等方面。555引腳圖如下所示。

555引腳圖

555的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可等效成23個(gè)晶體三極管.17個(gè)電阻.兩個(gè)二極管.組成了比較器.RS觸發(fā)器.等多組單元電路.特別是由三只精度較高5k電阻構(gòu)成了一個(gè)電阻分壓器.為上.下比較器提供基準(zhǔn)電壓.所以稱之為555.

555屬于cmos工藝制造.

ne555的各個(gè)引腳功能：

1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。

2腳：低觸發(fā)端TR。

3腳：輸出端Vo。

4腳：是直接清零端。當(dāng)此端接低電平，則時(shí)基電路不工作，此時(shí)不論TR、TH處于何電平，時(shí)基電路輸出為“0”，該端不用時(shí)應(yīng)接高電平。

5腳：VC為控制電壓端。若此端外接電壓，則可改變內(nèi)部?jī)蓚€(gè)比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時(shí)，應(yīng)將該端串入一只0.01μF電容接地，以防引入干擾。

6腳：高觸發(fā)端TH。

7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時(shí)器時(shí)電容的放電。

8腳：外接電源VCC，雙極型時(shí)基電路VCC的范圍是4.5 ~ 16V，CMOS型時(shí)基電路VCC的范圍為3 ~ 18V。

555定時(shí)器芯片由于使用方便靈活，應(yīng)用非常廣泛。常用在波形的產(chǎn)生與變化、測(cè)量與控制等許多領(lǐng)域。

家用電器、電子玩具中都很常見，是非常經(jīng)典的一款芯片。

究竟有多經(jīng)典，甚至可以出它的手辦模型。

由于廣受市場(chǎng)歡迎，許多芯片公司都各自推出了555定時(shí)器芯片。

盡管產(chǎn)品型號(hào)繁多，芯片內(nèi)部電路的實(shí)現(xiàn)不盡相同，但他們最終實(shí)現(xiàn)的功能和外部引腳的排列完全相同。

網(wǎng)上有很多555定時(shí)器做的應(yīng)用電路，但是講解都非常粗陋簡(jiǎn)略，可讀性很差，比如這樣的文章：

下面就以其中一款555定時(shí)器芯片為例，分析芯片的內(nèi)部電路，講解其工作原理。

只要了解了芯片的工作原理，看各種芯片的應(yīng)用電路時(shí)就會(huì)得心應(yīng)手。

目錄：

一、芯片引腳定義

二、芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)

三、等效圖組成說明

四、等效圖各功能區(qū)分析：分壓電路 + 電壓比較器

五、等效圖各功能區(qū)分析：RS觸發(fā)器

六、等效圖各功能區(qū)分析：電壓比較器 + RS觸發(fā)器

七、等效圖各功能區(qū)分析：555定時(shí)器芯片的PIN5(第5腳)

八、等效圖各功能區(qū)分析：555定時(shí)器芯片的PIN3(第3腳)

九、等效圖各功能區(qū)分析：555定時(shí)器芯片的PIN4(第4腳)、PIN7(第7腳)

十、最后

一、芯片引腳定義

555定時(shí)器有8個(gè)腳，各腳定義如下。

各腳的詳細(xì)定義見下表。(英文名稱均為縮寫)

二、芯片內(nèi)部結(jié)構(gòu)

打開555定時(shí)器的數(shù)據(jù)手冊(cè)，可以看到芯片的內(nèi)部電路。

用不同顏色劃分一下電路的功能區(qū)塊。

包括：

Threshold Comparator(門限比較器，就是個(gè)電壓比較器)

Trigger Comparator(觸發(fā)比較器，就是個(gè)電壓比較器)

Voltage Divider(分壓電路)

Flip-Flop(觸發(fā)器，這里也叫RS觸發(fā)器、復(fù)位/置位觸發(fā)器、SR鎖存器)

Output(輸出電路)

Discharge(放電電路)

看起來有點(diǎn)復(fù)雜，等效簡(jiǎn)化為下圖后就一目了然啦。

三、等效圖組成說明

C1和C2就是兩個(gè)電壓比較器，即上文提到過的Threshold Comparator(門限比較器)和Trigger Comparator(觸發(fā)比較器)。

Flip-Flop(觸發(fā)器)，這里又叫RS觸發(fā)器。

輸出腳有個(gè)反相器。能將輸入的低電平反相為高電平輸出，同樣能將輸入的高電平反相為低電平輸出。(高電平可以簡(jiǎn)單理解為電壓接近電源電壓Vcc，低電平可以簡(jiǎn)單理解為電壓接近0)

Reset(復(fù)位)和Discharge(放電)：

PIN4為輸入引腳，為低電平時(shí)整個(gè)芯片處于復(fù)位狀態(tài)，芯片不可用。

PIN7是放電引腳，用來給外部電路放電。

Voltage Divider(分壓電路)。

四、等效圖各功能區(qū)分析：分壓電路 + 電壓比較器

3個(gè)5kΩ電阻將Vcc電壓三等分。

2/3Vcc輸入到電壓比較器C1的反向輸入端。

1/3Vcc輸入到電壓比較器C2的正向輸入端。

Vcc電壓的范圍，需要查看芯片的數(shù)據(jù)手冊(cè)，這里的數(shù)據(jù)手冊(cè)標(biāo)示為5V到15V。

假設(shè)Vcc為9V時(shí)，2/3Vcc = 6V，1/3Vcc = 3V。

對(duì)于電壓比較器來說，當(dāng)"正向輸入端的V1" > "反向輸入端的V2”時(shí)，輸出Vout = High高電平。

當(dāng)"正向輸入端的V1" < "反向輸入端的V2”時(shí)，輸出Vout = Low低電平。