555定时器芯片工作原理详解
555定时器芯片工作原理详解
555定时器芯片是电子工程中最常用的集成电路之一，广泛应用于各种定时、延时和脉冲产生电路中。本文将详细介绍555定时器的工作原理及其三种基本工作模式：无稳态、单稳态和双稳态，并通过具体电路实例帮助读者掌握其应用方法。
在本教程中，您将学习如何使用555定时器做一些有趣的事情。许多人用它做的第一件事就是制造闪烁的灯光。但这只是用该芯片可以做很多事情的简单示例之一。您还可以控制电机、创建闹钟、创建乐器等等。
让我们先来概览一下这些引脚。
555定时器引脚排列
引脚1接地
此引脚连接至电池的负极。
引脚2触发器
当此引脚变为低电平（小于VCC的三分之一）时，输出变为高电平。
引脚3输出
芯片的输出电压在高电平时比VCC低约1.5V，在低电平时比VCC低约0V。555定时器总共只能输出100到200mA。
引脚4复位
这个引脚复位整个电路。它是一个“反相”引脚，当引脚变为低电平时，它会复位。这意味着引脚必须正常处于高电平，这样芯片才不会处于“复位”状态。
引脚5控制电压
此引脚用于控制阈值引脚的阈值电压。当您想要调整电路的频率而不改变R1、R2和C1的值时，这会很有用。有时您会看到此引脚与电容器(0.01μF/10nF)接地；这是一种防止其上的任何噪声影响频率的方法。有时您会看到它断开连接。
注意：我听说有人说如果没有这个电容，他们的电路就无法工作。所以如果你的电路不工作，你可以尝试在这个引脚和地之间添加一个电容。
引脚6阈值
当电压升高（高于VCC的三分之二）时，此引脚将输出设置回低电平。
引脚7放电
当输出为高电平时，此引脚悬空；当输出为低电平时，此引脚通过内部的三极管接地。
引脚8Vcc电源
这是正电源引脚，可承受5至15V之间的电压。
芯片基本用法：
2引脚低于1/3Vcc时，输出端3引脚输出高电平。
6引脚高于2/3Vcc时，输出端3引脚输出低电平。
如果2和6引脚的电压在1/3Vcc和2/3Vcc之间时保持现有的状态。
无稳态
当555定时器处于无稳态模式时，这意味着输出永远不会稳定。输出将永远在高电平和低电平之间切换。这意味着它充当振荡器。
您可以使用它来闪烁灯光、发出声音、控制马达等等！
555定时器非稳态示例电路
我们的第一个示例是如何使用555定时器使LED闪烁。
组件列表
该电路非常简单，要构建它，您需要以下组件：
- 9V电池（图中使用了可调电源）
- 555定时器IC
- R1-R3：电阻，1kΩ
- LED1：红色5mmLED或类似产品
- C1：电容，1000μF
您不需要电阻和电容的精确值。但是，如果您使用上面列出的值，您的LED应该每隔一秒闪烁一次。
单稳态模式
单稳态意味着输出稳定在一种状态，并且始终会回到这种状态。你可以将改变该状态，但它总会在一定时间后回到稳定状态。
单稳态模式下555定时器的输出通常为低电平。
有时这被称为单稳态电路。
保持高电平的时间由电阻和电容的大小决定。值越高，保持高电平的时间越长。
如果将蜂鸣器连接到输出，则可以创建一个由例如打开窗户触发的警报电路。
555定时器单次触发示例电路
按下按钮时，以下电路会点亮LED。大约10秒后，LED熄灭。
组件列表
- 9V电池（图中使用了可调电源）
- 555定时器IC
- R1：电阻，300ΩLED限流电阻
- R2：电阻，1kΩ
- LED1：红色5mmLED或类似产品
- C1：电容，1000μF
- S1：按钮
如需更长的延迟时间，请增加C1和/或R2。如果您想要可调延迟时间，请用电位器替换R2。
输出连接用于控制LED，但可以轻松修改为控制电机、灯、扬声器或其他任何东西。只需用晶体管替换R1和LED即可.
双稳态（触发器）模式
双稳态意味着输出在两种状态（高或低）下都是稳定的。它会保持一种状态高电平输出或低电平输出，直到您将其推至另一种状态。然后它会保持另一种状态。您可以使用触发（第2引脚）或阈值（第6引脚）引脚将其从一种状态推至另一种状态。
555定时器双稳态示例电路
以下示例显示了双稳态模式下的555定时器，使用触发（第2引脚）将其从一种状态推至另一种状态。这里有单独的ON和OFF按钮来控制LED。
组件列表
- 9V电池
- 555定时器IC
- S1、S2：按钮，常开
- R1，R2：电阻器，5kΩ至1MΩ（上拉电阻）
- 电阻（R3）：1kΩ
- LED：红色5mmLED或扬声器，继电器等
- 电容（C1）：10nF
输出连接用于控制LED，还可以通过连接晶体管控制电机、灯或其他任何东西。
提高负荷
如果您想控制电机、LED灯带或其他需要超过200mA电流的东西，您可以将三极管或MOS管连接到输出。
如果您想使用NPN三极管，则需要在输出和基极之间连接一个电阻器来限制基极电流。1kΩ作为起点可能就很好了。