如何看懂電路中的555電路

555 集成電路開(kāi)始出現時(shí)是作定時(shí)器應用的，所以叫做 555 定時(shí)器或 555 時(shí)基電路。但是后來(lái)經(jīng)過(guò)開(kāi)發(fā)，它除了作定時(shí)延時(shí)控制外，還可以用于調光、調溫、調壓、調速等多種控制以及計量檢測等作用；還可以組成脈沖振蕩、單穩、雙穩和脈沖調制電路，作為交流信號源以及完成電源變換、頻率變換、脈沖調制等用途。

　　555 集成電路內部有幾十個(gè)元器件，有分壓器、比較器、觸發(fā)器、輸出管和放電管等，電路比較復雜，是模擬電路和數字電路的混合體。它的性能和參數要在非線(xiàn)性模擬集成電路手冊中才能查到。 555 集成電路是 8 腳封裝，圖 1 （ a ）是雙列直插型封裝，按輸入輸出的排列可畫(huà)成圖 1 （ b ）?！　　∑渲?6 腳稱(chēng)閥值端（ TH ），是上比較器的輸入。 2 腳稱(chēng)觸發(fā)端（ ），是下比較器的輸入。 3 腳是輸出端（ V O ），它有 0 和 1 兩種狀態(tài)，它的狀態(tài)是由輸入端所加的電平?jīng)Q定的。 7 腳的放電端（ DIS ），它是內部放電管的輸出，它也有懸空和接地兩種狀態(tài)，也是由輸入端的狀態(tài)決定的。 4 腳是復位端（ ），加上低電砰（＜ 0.3 伏）時(shí)可使輸出成低電平。 5 腳稱(chēng)控制電壓端（ V C ），可以用它改變上下觸發(fā)電平值。 8 腳是電源， 1 腳為地端。

　　對于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，可以把 555 電路等效成一個(gè)帶放電開(kāi)關(guān)的 R － S 觸發(fā)器，如圖 2 （ a ）。這個(gè)特殊的觸發(fā)器有兩個(gè)輸入端；閾值端（ TH ）可看成是置零端 R ，要求高電平；觸發(fā)端（ ）可看成是置位端，低電平有效。它只有 1 個(gè)輸出端 V O ， V O 可等效成觸發(fā)器的 Q 端。放電端（ DIS ）可看成由內部的放電開(kāi)關(guān)控制的一個(gè)接點(diǎn)，放電開(kāi)關(guān)由觸發(fā)器的 Q 端控制：=1 時(shí) DIS 端接地； =0 時(shí) DIS 端懸空。此外這個(gè)觸發(fā)器還有復位端 ，控制電壓端 V C ，電源端 V DD 和地端 GND 。

這個(gè)特殊的 R － S 觸發(fā)器有 2 個(gè)特點(diǎn)：（ 1 ）兩個(gè)輸入端的觸發(fā)電平要求一高一低：置零端 R 即閾值端 TH 要求高電平，而置低端 即觸發(fā)端 則要求低電平。（ 2 ）兩個(gè)輸入端的觸發(fā)電平，也就是使它們翻轉的閾值電壓值也不同，當 V C 端不接控制電壓時(shí)，對 TH （ R ）端來(lái)講， > 2 /3 V DD 是高電平 1 ， 2 /3 V DD 是低電平 0 ；而對 （ ）端來(lái)講，＞ 1/ 3 V DD 是高電平 1 ，＜ 1 /3 V DD 是低電平 0 。如果在控制端（ V C ）加上控制電壓 V C ，這時(shí)上觸發(fā)電平就變成 V C 值，而下觸發(fā)電平則變成 1 /2 V C ?？梢?jiàn)改變控制端的控制電壓值可以改變上下觸發(fā)電平值。

　　經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化， 555 電路可以等效成一個(gè)觸發(fā)器，它的功能表見(jiàn)圖 2 （ b ）。

　　555 集成電路有雙極型和 CMOS 型兩種。 CMOS 型的優(yōu)點(diǎn)是功耗低、電源電壓低、輸入阻抗高，但輸出功率較小，輸出驅動(dòng)電流只有幾毫安。雙極型的優(yōu)點(diǎn)是輸出功率大，驅動(dòng)電流達 200 毫安，其它指標則不如 CMOS 型的。

　　此外還有一種 556 雙時(shí)基電路， 14 腳封裝，內部包含有兩個(gè)相同的時(shí)基電路單元。 555 的應用電路很多，大體上可分為 555 單穩、 555 雙穩和 555 無(wú)穩三類(lèi)。 555 單穩電路單穩電路有一個(gè)穩態(tài)和一個(gè)暫穩態(tài)。 555 的單穩電路是利用電容的充放電形成暫穩態(tài)的，因此它的輸入端都帶有定時(shí)電阻和定時(shí)電容，常見(jiàn)的 555 單穩電路有兩種。

?。?1 ）人工啟動(dòng)型單穩

　　將 555 電路的 6 、 2 端并接起來(lái)接在 RC 定時(shí)電路上，在定時(shí)電容 C T 兩端接按鈕開(kāi)關(guān) SB ，就成為人工啟動(dòng)型 555 單穩電路，見(jiàn)圖 3 （ a ）。用等效觸發(fā)器替代 555 ，并略去與單穩工作無(wú)關(guān)的部分后畫(huà)成等效圖 3 （ b ）。下面分析它的工作：

　 ① 穩態(tài)：接上電源后，電容 C T 很快充到 V DD ，從圖 3 （ b ）看到，觸發(fā)器輸入 R=1 ， =1 ，從功能表查到輸出 V o =0 ，這是它的穩態(tài)。

?、?暫穩態(tài)：按下開(kāi)關(guān) SB ， C T 上電荷很快放到零，相當于觸發(fā)器輸入 R=0 ， =0 ，輸出立即翻轉成 V o =1 ，暫穩態(tài)開(kāi)始。開(kāi)關(guān)放開(kāi)后，電源又向 C T 充電，經(jīng)時(shí)間 t d 后， C T 上電壓升到 > 2 /3 V DD 時(shí)，輸出又翻轉成 V =0 ，暫穩態(tài)結束。 t d 就是單穩電路的定時(shí)時(shí)間或延時(shí)時(shí)間，它和定時(shí)電阻 R T 和定時(shí)電容 C T 的值有關(guān)； t d=1.1R T C T 。

?。?2 ）脈沖啟動(dòng)型單穩

　　把 555 電路的 6 、 7 端并接起來(lái)接到定時(shí)電容 C T 上，用 2 端作輸入就成為脈沖啟動(dòng)型單穩電路，見(jiàn)圖 4 （ a ）。電路的 2 端平時(shí)接高電平，當輸入接低電平或輸入負脈沖時(shí)才啟動(dòng)電路。用等效觸發(fā)器替代 555 電路后可畫(huà)成圖 4 （ b ）。這個(gè)電路利用放電端使定時(shí)電容能快速放電。下面分析它的工作狀態(tài)：

?、?穩態(tài)：通電后， R=1 ， =1 ，輸出 V o =0 ， DIS 端接地， C T 上電壓為 0 即 R=0 ，輸出仍保持 V o =0 ，這是它的穩態(tài)。

?、?暫穩態(tài)：輸入負脈沖后，輸入=0 ，輸出翻轉成 V o =1 ， DIS 端開(kāi)路，電源通過(guò) R T 向 C T 充電，暫穩態(tài)開(kāi)始。經(jīng)過(guò) t d 后， C T 上電壓升到＞ 2 /3 V DD ，這時(shí)負脈沖已經(jīng)消失，輸入又成為 R=1 ，=1 ，輸出又翻轉成 V o =0 ，暫穩態(tài)結束。這時(shí)內部放電開(kāi)關(guān)接通， DIS 端接地， C T 上電荷很快放到零，為下一次定時(shí)控制作準備。電路的定時(shí)時(shí)間 t d =1.1R T C T 。

　　這兩種單穩電路常用作定時(shí)延時(shí)控制。

555雙穩電路

　　常見(jiàn)的555雙穩電路有兩種。

?。?1 ） R-S 觸發(fā)器型雙穩

把 555 電路的 6 、 2 端作為兩個(gè)控制輸入端， 7 端不用，就成為一個(gè) R － S 觸發(fā)器。要注意的是兩個(gè)輸入端的電平要求和閾值電壓都不同，見(jiàn)圖 5 （ a ）。有時(shí)可能只有一個(gè)控制端，這時(shí)另一個(gè)控制端要設法接死，根據電路要求可以把 R 端接到電源端，見(jiàn)圖 5 （ b ），也可以把 S 端接地，用 R 端作輸入。

　　有兩個(gè)輸入端的雙穩電路常用作電機調速、電源上下限告警等用途，有一個(gè)輸入端的雙穩電路常作為單端比較器用作各種檢測電路。

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