note five，note 57

https://en.wikipedia.org/wiki/555_timer_IC 555 定时器IC 是集成电路（芯片），可用于各种定时器、延迟、脉冲生成和振荡器应用。其衍生产品包括2路556和4路558。该设计由Signetics 于1972 年首次推出。此后，许多公司都生产了原始的双极定时器和类似的低功耗CMOS定时器。 2017 年，估计每年制造超过10 亿个定时器，这种设计“可能是有史以来最受欢迎的集成电路”。具有历史意义的555 定时器IC 是由Hans Camenzind 于1971 年根据与Signetics 的合同设计的。 1968年，他受聘于Signetics开发锁相环（PLL）集成电路。他设计了一种锁相环振荡器，其频率与电源电压和温度无关。由于1970 年经济衰退，Signetics 解雇了一半员工，PLL 开发也被冻结。 Camenzind提议开发一种基于锁相环振荡器的通用电路，并没有让他的薪水减半，而是要求他从Signetics借用设备并独立开发。 Camenzind 的想法最初被拒绝，因为其他工程师相信他们可以使用公司出售的现有零件来制造产品，但营销经理同意了这个想法。 555 的原始设计于1971 年夏天进行了修改。如果评估正确，则继续进行布局设计。几天后，Camenzind找到了一种直接用电阻代替恒流源的方法，发现效果很好。设计更改将所需的9 个外部引脚减少到8 个，使IC 能够安装在8 引脚封装中，而不是14 引脚封装中。该修订版通过了第二次设计审查，原型机于1971 年10 月完成，命名为NE555V（塑料DIP）和SE555T（金属TO-5）。 9针版本是由另一家公司发布的，该公司的创始人是一位参与最初审核的工程师，后来离开了Signetics。该公司在555 版本发布后不久就撤回了该版本。 555定时器于1972年由12家公司生产，成为最畅销的产品。名称有些书上说555 芯片的名称来自于它内部的三个5K 欧姆电阻，但在一次录音采访中，Hans Kamenzind 表示： “只是Art Fury（营销经理）随机想出的这个主意。”选择“555”这个名字是因为它效果很好。设计因制造商而异。标准555 封装有25 个晶体管、2 个二极管和15 个电阻器，封装在8 引脚双列直插式封装(DIP-8) 中。可用型号包括556（DIP-14，在一颗芯片上结合了两个完整的555）和558/559（两个版本的DIP-14，在一颗芯片上结合了四个精简功能）。16）。定时器）NE555 部件号适用于商业温度范围（0C 至+70C），SE555 部件号适用于军用温度范围（-55C 至+125C）。这些芯片采用可靠的金属罐（T 封装）和廉价的环氧塑料（V 封装）。因此，完整的部件号为NE555V、NE555T、SE555V、SE555T。目前已推出555 的低功耗CMOS 版本，包括Intersil ICM7555 和Texas Instruments LMC555、TLC555 和TLC551。内部原理图555定时器的内部框图和原理图在所有三个图中都以相同的颜色突出显示，以显示芯片的实现方式。

555内部结构框图555极性版本内部电路图555CMOS版本内部电路图分压器：电源正极VCC和负极GND之间有一个分压器，三个相同的电阻（2乘5） k).已建成。极点定时器（CMOS 为100 k 或更高）为比较器提供参考电压。 “控制CONT”引脚连接在两个电阻之间，可以控制参考电压：如果不使用“控制”引脚，则该分压器会产生2/3 VCC 的上限参考电压和1/3 VCC 的下限参考电压。 3 VCC 电压。当使用“控制”引脚时，上参考电压为Vcont，下参考电压为1/2 Vcont。阈值比较器：比较器的负输入连接到分压器的上参考电压，比较器的正输入连接到“阈值”引脚。触发比较器：比较器的正输入连接到分压器的较低参考电压，比较器的负输入连接到“触发”引脚。触发器：SR触发器存储定时器的状态并由两个比较器控制。 “复位”引脚覆盖比较器的两个输入，因此触发器（以及整个定时器）可以随时复位。输出：触发器的输出后面是一个具有推挽输出的驱动电路，可以为双极定时器提供高达200 mA 的“输出”引脚，或者为CMOS 定时器提供更低的电流。放电：触发器的输出连接到接地三极管进行“放电”。别针

555 引脚图556 引脚图引脚功能555 引脚编号

556:1 针#

销号556:2

引脚名称

引脚目录

引脚说明

1

7

接地

电源地，0V

2

6

8

扳机

输入

如果该引脚上的电压小于控制电压的1/2（如果未使用控制参考电压，则小于1/3 VCC），则OUTPUT 输出变高并开始计时。只要该引脚保持低电压，输出就会保持高电压。

3

五

9

输出

输出

该引脚是推挽(p.p) 输出低电平(GND) 或高电平（对于双极定时器约为VCC - 1.7 伏，对于CMOS 定时器等于VCC）。对于双极定时器，该引脚可以输出高达200 mA 的电流，对于CMOS 定时器，该引脚可以输出较小的电流（因芯片而异）。对于双极性定时器，如果该引脚驱动对上升/下降沿敏感的数字逻辑芯片，则必须在该引脚和GND之间添加100至1000 pF的去耦电容，以防止双重触发。四

四

十

重置

输入

将此引脚连接至GND 将重置计时间隔，但直到该引脚电压高于约0.7 伏时，计时才会再次开始。该引脚覆盖TRIGGER，而TRIGGER 又覆盖THRESHOLD。如果不使用该引脚，则必须将其连接到VCC，以防止电噪声意外导致复位5

3

11

控制

输入

该引脚提供对内部分压器电路（默认2/3 VCC）的访问，并且可以通过向该引脚施加电压来更改时序特性。在非稳态模式下，该引脚可用于调制输出状态。如果不使用该引脚，则必须在该引脚和GND 之间连接一个10nf 去耦电容，以防止电噪声影响内部分压器。 6

2

12

临界点

输入

如果该引脚上的电压大于CONTROL 电压（如果未使用CONTROL 参考电压控制，则为2/3 VCC），则OUTPUT 高电平持续时间周期结束，并且OUTPUT 变低。

7

1

13

释放

输出

该引脚对于双极定时器是开路集电极(O.C.) 输出，对于CMOS 定时器是开漏(O.D.) 输出。该引脚可用于在与输出一致的时间对电容器进行放电。在双稳态和施密特触发模式下，该引脚闲置，可用作备用输出8。

14

电压控制电路

对于双极定时器，电压范围通常为4.5 至16 伏，有些规格高达18 伏，但大多数规格为3 伏。对于CMOS 定时器，电压范围通常为2 至15 伏，但某些规格可高达18 伏，某些规格可低至1 伏。建议使用去耦电容（在该引脚和GND 之间）。

模型

非稳定模式（Astable）：555可用作电子振荡器。可用于LED 闪光灯、脉冲生成、逻辑时钟、音调生成、安全警报、脉冲位置调制等。 555可以用作简单的ADC，将模拟值转换为脉冲长度（例如，通过选择热敏电阻作为定时电阻，555可以与温度传感器一起使用。输出脉冲的周期由下式确定）。温度）。基于微处理器的电路可用于将脉冲周期转换为温度，使其线性化，甚至提供校准方法。单稳态模式：在此模式下，555 充当“单次”脉冲发生器。可用于定时器、丢失脉冲检测、防弹开关、触摸开关、分频器、电容测量、脉宽调制（PWM）等。双稳态模式（触发器）：555是SR触发器。用于无弹跳闭锁开关等应用。施密特触发器（反相器）模式：555 充当施密特触发器反相器门，将噪声输入转换为干净的数字输出。不稳定（不稳定模式）

在非稳定模式下，555 会发出具有特定频率的连续方波脉冲流。非稳态模式的实现使用两个电阻器R1、R2 和电容器C。在此配置中，不使用控制引脚，而是通过10nf 去耦电容器接地以分流电噪声。阈值和触发引脚连接到电容器C，因此它们具有相同的电压。最初，电容器C 未充电，因此触发引脚处于零电压，小于电源电压的1/3。因此，由于触发端，输出端输出高电平，内部放电晶体管变为截止模式。由于放电引脚没有接地短路，电流通过电阻器R1 和R2 流向电容器，对其进行充电。当电容C开始充电并达到电源电压的2/3时，阈值引脚使输出引脚输出低电平，内部放电晶体管进入导通模式。因此，电容通过R2开始放电，直至低于电源电压的1/3，此时输出端因触发端输出高电平，内部放电晶体管截止模式。还。等等。在第一个脉冲期间，电容器被充电至电源电压的0 至2/3，但在后续脉冲期间，它仅充电和放电至电源电压的1/3 至2/3。因此，与后续脉冲相比，第一个脉冲具有较长的时间间隔。此外，电容器通过两个电阻充电，但仅通过R2 放电，因此输出的高电平周期比低电平周期长。输出高电平时间输出低电平时间频率占空比其中，t 为时间（秒），R 为电阻（欧姆），C 为电容（法拉），ln(2) 为2 的自然对数（四舍五入） 6). (0.693147) 有效数字)，但555 定时器数据表通常使用0.7、0.69 或0.693。电阻器R1 的规格要求R1 中的功率W 大于(VCC*VCC)/R1（欧姆定律）。特别是对于双极性555，应避免R1值过低，以便在放电期间输出保持接近于零伏。否则，输出低电平时间将比上面计算的时间长。不稳定模式的示例规范第一个周期比计算的要长得多。这是因为电容器必须在上电时首先从0 V 充电至23 VCC，但在后续周期/3VCC 中只能从1/3 VCC 充电至2 V。减少占空比：为了产生高电平时间短于低电平时间的输出（即占空比小于50%），可以并联二极管（如1N4148）。 R2，电容一侧为负极。这使得电阻R2在高电平期间被旁路，因此高电平时间仅取决于R1和C，并根据二极管两端的压降进行调整。二极管两端的压降减慢了电容器的充电速度，使充电时间比预期更长(ln(2)R1C=0.693 R1C)。低电平时间与上面相同（0.693 R2C）。当使用旁路二极管时，高电平时间的计算公式为： Vdiode是二极管。通态电流为1/2*(VCC/R1)，可以从数据表或测量中获得。假设VCC=5V，Vdiode=0.7V，则高电平时间计算为1.00*R1C，比“预期”0.693 R1C长45%。假设VCC=15V，Vdiode=0.3V，则高电平时间计算为0.725*R1C。这基本上接近“预期”0.693 R1C。当Vdiode=0V 时，这与预期的R1C 0.693 匹配。单稳态（单稳态模式）

在单稳态模式下，当电容器上的电压等于电源电压的2/3 时，输出脉冲结束。通过调整R和C的值，可以根据特定应用的需要延长或缩短输出脉冲宽度。输出脉冲宽度是电容器C充电到2/2所需的时间t。 3 电源电压。其中t 是以秒为单位的时间，R 是以欧姆为单位的电阻，C 是以法拉为单位的电容，ln(3) 是常数3 的自然对数，即1.098612（四舍五入到六位有效数字），通常四舍五入到1.1 。或555 定时器数据表的1.099。当在单稳态模式下使用定时器IC 时，任意两个触发脉冲之间的时间宽度必须大于RC 时间常数示例规范：对于R=91K，C=100nF，t=ln(3 )*91k*100nf=0.0099973692，大约为10 毫秒。利用代数，我们可以将R 和C 规格值乘以因子10，以获得相应的时间缩放。通过并联或串联第二个电阻器可以轻松获得附加电阻值R。如果并联相同的电阻，时间将减半。如果串联相同的电阻，时间会加倍。双稳态（双稳态模式）

在双稳态模式下，555定时器用作SR触发器。触发和复位输入通过上拉电阻保持高电平，而阈值输入接地。触发端暂时接地(GND)作为SET信号，输出端out输出高电平。复位端暂时接地(GND)作为RESET信号，输出端out输出低电平。双稳态配置中不需要定时电容器。放电端子可以不连接并用作集电极开路输出。施密特触发器

555 定时器允许您创建施密特触发反相器门，将噪声输入转换为干净的数字输出。输入信号通过连接到触发器和阈值引脚的串联电容器连接。从VCC 到GND 的电阻分压器连接到触发器和阈值引脚。复位引脚连接到VCC。原始规格

这些规格适用于原始双极NE555。其他555定时器根据等级（工业、军事、医疗等）可以有不同的规格。