555集成電路開(kāi)始是作定時(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，還可用于調光、調溫、調壓、調速等多種控制及計量檢測。此外，還可以組成脈沖振蕩、單穩、雙穩和脈沖調制電路，用于交流信號源、電源變換、頻率變換、脈沖調制等。由于它工作可靠、使用方便、價(jià)格低廉，目前被廣泛用于各種電子產(chǎn)品中，555集成電路內部有幾十個(gè)元器件，有分壓器、比較器、基本R-S觸發(fā)器、放電管以及緩沖器等，電路比較復雜，是模擬電路和數字電路的混合體，如圖1所示。
圖1 555集成電路內部結構圖
555集成電路是8腳封裝，雙列直插型，如圖2(A)所示，按輸入輸出的排列可看成如圖2(B)所示。其中6腳稱(chēng)閾值端(TH)，是上比較器的輸入；2腳稱(chēng)觸發(fā)端(TR)，是下比較器的輸入；3腳是輸出端(Vo)，它有O和1兩種狀態(tài)，由輸入端所加的電平?jīng)Q定；7腳是放電端(DIS)，它是內部放電管的輸出，有懸空和接地兩種狀態(tài)，也是由輸入端的狀態(tài)決定；4腳是復位端(MR)，加上低電平時(shí)可使輸出為低電平；5腳是控制電壓端(Vc),可用它改變上下觸發(fā)電平值；8腳是電源端，1腳是地端。
圖2 555集成電路封裝圖
我們也可以把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3(A)所示，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(TR)可看成是置位端S，要求低電平，有一個(gè)輸出端Vo，Vo可等效成觸發(fā)器的Q端，放電端(DIS)可看成是由內部放電開(kāi)關(guān)控制的一個(gè)接點(diǎn)，由觸發(fā)器的Q端控制：Q=1時(shí)DIS端接地，Q=0時(shí)DIS端懸空。另外還有復位端MR，控制電壓端Vc，電源端VDD和
地端GND。這個(gè)特殊的觸發(fā)器有兩個(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，而置位端s即觸發(fā)端(TR)則要求低電乎;
(2)兩個(gè)輸入端的觸發(fā)電平使輸出發(fā)生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，>2/3VDD是高電平1,<2/3VDD是低電平0：而對TR(S)端來(lái)講，>1/3VDD是高電平1，<1/3VDD是低電平0。如果在控制端(Vc)上控制電壓Vc時(shí)，這時(shí)上觸發(fā)電平就變成Vc值，下觸發(fā)電平就變成1/2Vc值，可 見(jiàn)改變控制端的控制電壓值就可以改變上下觸發(fā)電平值。它的功能表見(jiàn)圖3(B)所示。
圖3 555電路等效R—S觸發(fā)器
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，其他指標則不如CMOS型的。
555的應用電路很多，只要改變555集成電路的外部附加電路，就可以構成幾百種應用電路，大體上可分為555單穩、555雙穩及555無(wú)穩(即振蕩器)三類(lèi)。
2 555單穩電路
單穩電路有一個(gè)穩態(tài)和一個(gè)暫穩態(tài)，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
將555電路的6、2腳并接起來(lái)接在RC定時(shí)電路上，在定時(shí)電容CT，兩端接按鈕開(kāi)關(guān)SB，就成為人工啟動(dòng)型555單穩電路，如圖4(a)所示，用等效觸發(fā)器替代555，并略去與單穩工作無(wú)關(guān)的部分后見(jiàn)圖4(b)所示，下面分析它的工作原理：
穩態(tài)：接上電源后，電容CT很快充電到VDD，從圖4(b)看到，觸發(fā)器輸入R=1，S=1，從功能表看到輸出Vo=0，這是它的穩態(tài)。
暫穩態(tài)：按下開(kāi)關(guān)SB，CT上電荷很快放到零，相當于觸發(fā)器輸入R=0，S=0，輸出立即翻轉成Vo=l，暫穩態(tài)開(kāi)始。開(kāi)關(guān)放開(kāi)后，電源又向CT充電，經(jīng)過(guò)時(shí)間TD后，CT上電壓上升到>2/3VDD時(shí)，輸出又翻轉成Vo=O，暫穩態(tài)結束。TD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RT和定時(shí)電容CT的值有關(guān)：TD=1.1RTCT。
圖4人工啟動(dòng)型555單穩電路
2)脈沖啟動(dòng)型
將555電路的6、7腳并接起來(lái)接在定時(shí)電容CT上，用2腳作輸入就成為脈沖啟動(dòng)型單穩電路，如圖5(a)所示，電路的2腳平時(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后見(jiàn)圖5 6)所示，下面分析它的工作原理：
穩態(tài)：接上電源后，R=1，S=1，輸出Vo=0，DIS端接地，CT上的電壓為0即R=0，輸出仍保持Vo=0，這是它的穩態(tài)。
暫穩態(tài)：輸入負脈沖后，輸入S=0，輸出立即翻轉成Vo=1，DIS端開(kāi)路，電源通過(guò)RT向CT充電，暫穩態(tài)開(kāi)始。經(jīng)過(guò)時(shí)間TD后，CT上電壓上升到>2/3VDD時(shí)，輸入又成為R=1，S=1，這時(shí)負脈沖已經(jīng)消失，輸出又翻轉成Vo=0，暫穩態(tài)結束。這時(shí)內部放電開(kāi)關(guān)接通，DIS端接地，CT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TD=1.1RTCT。
這兩種單穩電路常用作定時(shí)延時(shí)控制。
圖5脈沖啟動(dòng)型單穩電路
3 555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
將555電路的6、2腳作為兩個(gè)控制輸入端，7端不用，就成為一個(gè)R-S觸發(fā)器。注意兩個(gè)輸入端的觸發(fā)電平和閾值電壓不同，如圖6(a)所示，有時(shí)可能只有一個(gè)控制端，這時(shí)另外一個(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，如圖6(b)所示，也可以把S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)輸入端的雙穩電路作為單端比較器用于各種檢測電路。
圖6 555構成R-S觸發(fā)器
2)施密特觸發(fā)器型雙穩
將555電路的6、2腳并接起來(lái)接成只有一個(gè)輸入端的觸發(fā)器，如圖7(a)所示，這個(gè)觸發(fā)器輸出電壓和輸入電壓的關(guān)系是一個(gè)長(cháng)方形的回線(xiàn)形，如圖7(b)所示，從曲線(xiàn)可知，當輸入V1=0時(shí)輸出Vo=1，當輸入電壓從0上升到>2/3VDD后，Vo翻轉成0，當輸入電壓從最高值下降到<1/3VDD后，Vo又翻轉成1。由于它的輸入有兩個(gè)不同的閾值電壓，所以，這種電路常用于電子開(kāi)關(guān)，各種控制電路、波形的變換和整形，如圖8所示。
圖7 555構成施密特觸發(fā)器
圖8波形的變換和整形
4 555無(wú)穩電路(振蕩器)
