555的8腳是集成電路工作電壓輸入端，電壓為5～18V，以UCC表示；從分壓器上看出，上比較器A1的５腳接在R1和R2之間，所以5腳的電壓固定在2UCC/3上；下比較器A2接在R2與R3之間，A2的同相輸入端電位被固定在UCC/3上。
1腳為地。2腳為觸發(fā)輸入端；3腳為輸出端，輸出的電平狀態(tài)受觸發(fā)器控制，而觸發(fā)器受上比較器6腳和下比較器2腳的控制。
當(dāng)觸發(fā)器接受上比較器A1從R腳輸入的高電平時，觸發(fā)器被置于復(fù)位狀態(tài)，3腳輸出低電平；2腳和6腳是互補的，2腳只對低電平起作用，高電平對它不起作用，即電壓小于1Ucc/3，此時3腳輸出高電平。6腳為閾值端，只對高電平起作用，低電平對它不起作用，即輸入電壓大于2Ucc/3，稱高觸發(fā)端，3腳輸出低電平，但有一個先決條件，即2腳電位必須大于1Ucc/3時才有效。3腳在高電位接近電源電壓Ucc，輸出電流最大可打200mA。
4腳是復(fù)位端，當(dāng)4腳電位小于0.4V時，不管2、6腳狀態(tài)如何，輸出端3腳都輸出低電平。
5腳是控制端。
7腳稱放電端，與3腳輸出同步，輸出電平一致，但7腳并不輸出電流，所以3腳稱為實高（或低）、7腳稱為虛高。
555集成電路封裝圖
1.1 555定時器的簡介
555定時器是一種多用途的數(shù)字——模擬混合集成電路，利用它能極方便地構(gòu)成施密特觸發(fā)器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和多諧振蕩器。由于使用靈活、方便，所以555定時器在波形的產(chǎn)生與交換、測量與控制、家用電器、電子玩具等許多領(lǐng)域中都得到了廣泛應(yīng)用。自從signetics公司于1972年推出這種產(chǎn)品以后，國際上個主要的電子器件公司也都相繼的生產(chǎn)了各自的555定時器產(chǎn)品。盡管產(chǎn)品型號繁多，但是所有雙極型產(chǎn)品型號最后的3位數(shù)碼都是555，所有CMOS產(chǎn)品型號最后的4位數(shù)碼都是7555.而且，它們的功能和外部引腳排列完全相同。
1.2 555定時器的應(yīng)用
（1）構(gòu)成施密特觸發(fā)器，用于TTL系統(tǒng)的接口，整形電路或脈沖鑒幅等；
（2）構(gòu)成多諧振蕩器，組成信號產(chǎn)生電路；
（3）構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，用于定時延時整形及一些定時開關(guān)中。
555應(yīng)用電路采用這3種方式中的1種或多種組合起來可以組成各種實用的電子電路，如定時器、分頻器、元件參數(shù)和電路檢測電路、玩具游戲機電路、音響告警電路、電源交換電路、頻率變換電路、自動控制電路等。
555 定時器的功能主要由兩個比較器決定。兩個比較器的輸出電壓控制 RS 觸發(fā)器和放電管的狀態(tài)。在電源與地之間加上電壓，當(dāng)5腳懸空時，則電壓比較器 C1 的同相輸入端的電壓為 2VCC /3，C2 的反相輸入端的電壓為VCC 若觸發(fā)輸入端 TR 的電壓小于VCC /3，則比較器C2 的輸出為0，可使 RS 觸發(fā)器置 1，使輸出端 OUT=1。如果閾值輸入端 TH 的電壓大于2VCC/3，同時TR 端的電壓大于VCC /3，則 C1 的輸出為0，C2 的輸出為1，可將RS觸發(fā)器置 0，使輸出為0電平。
它的各個引腳功能如下：
1腳：外接電源負(fù)端VSS或接地，一般情況下接地。
8腳：外接電源VCC，雙極型時基電路VCC的范圍是4.5 ~ 16V，CMOS型時基電路VCC的范圍為3 ~ 18V。一般用5V。
3腳：輸出端Vo
2腳：低觸發(fā)端
6腳：TH高觸發(fā)端
4腳：是直接清零端。當(dāng)此端接低電平，則時基電路不工作，此時不論TR、TH處于何電平，時基電路輸出為“0”，該端不用時應(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)部兩個比較器的基準(zhǔn)電壓，當(dāng)該端不用時，應(yīng)將該端串入一只0.01μF電容接地，以防引入干擾。
7腳：放電端。該端與放電管集電極相連，用做定時器時電容的放電。
在1腳接地，5腳未外接電壓，兩個比較器A1、A2基準(zhǔn)電壓分別為的情況下，555時基電路的功能表如表1示。
表 1
| 清零端 | 高觸發(fā)端TH | 低觸發(fā)端 | Q | 放電管T | 功能 |
| 0 | x | x | 0 | 導(dǎo)通 | 直接清零 |
| 1 | 0 | 1 | x | 保持上一狀態(tài) | 保持上一狀態(tài) |
| 1 | 1 | 0 | x | 保持上一狀態(tài) | 保持上一狀態(tài) |
| 1 | 0 1 | 0 1 | 1 0 | 導(dǎo)通截止 | 置1 清零 |
3.1、555定時器構(gòu)成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器
圖2
上圖為由555定時器和外接定時元件R、C構(gòu)成的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器。D為鉗位二極管，穩(wěn)態(tài)時555電路輸入端處于電源電平，內(nèi)部放電開關(guān)管T導(dǎo)通，輸出端Vo輸出低電平，當(dāng)有一個外部負(fù)脈沖觸發(fā)信號加到Vi端。并使2端電位瞬時低于1/3VCC，低電平比較器動作，單穩(wěn)態(tài)電路即開始一個穩(wěn)態(tài)過程，電容C開始充電，Vc按指數(shù)規(guī)律增長。當(dāng)Vc充電到2/3VCC時，高電平比較器動作，比較器A1翻轉(zhuǎn)，輸出Vo從高電平返回低電平，放電開關(guān)管T重新導(dǎo)通，電容C上的電荷很快經(jīng)放電開關(guān)管放電，暫態(tài)結(jié)束，恢復(fù)穩(wěn)定，為下個觸發(fā)脈沖的來到作好準(zhǔn)備。波形圖見圖3。
圖3 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器波形圖
暫穩(wěn)態(tài)的持續(xù)時間Tw（即為延時時間）決定于外接元件R、C的大小。
Tw=1.1RC
通過改變R、C的大小，可使延時時間在幾個微秒和幾十分鐘之間變化。當(dāng)這種單穩(wěn)態(tài)電路作為計時器時，可直接驅(qū)動小型繼電器，并可采用復(fù)位端接地的方法來終止暫態(tài)，重新計時。此外需用一個續(xù)流二極管與繼電器線圈并接，以防繼電器線圈反電勢損壞內(nèi)部功率管。
3.2 555定時器接成多諧振蕩器
多諧振蕩器又稱為無穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，它沒有穩(wěn)定的輸出狀態(tài)，只有兩個暫穩(wěn)態(tài)。在電路處于某一暫穩(wěn)態(tài)后，經(jīng)過一段時間可以自行觸發(fā)翻轉(zhuǎn)到另一暫穩(wěn)態(tài)。兩個暫穩(wěn)態(tài)自行相互轉(zhuǎn)換而輸出一系列矩形波。多諧振蕩器可用作方波發(fā)生器。
圖4 多諧振蕩器和工作波形
接通電源后，假定是高電平，則T截止，電容C充電。充電回路是VCC—R1—R2— C—地，按指數(shù)規(guī)律上升，當(dāng)上升到時（TH、端電平大于），輸出翻轉(zhuǎn)為低電平。是低電平，T導(dǎo)通，C放電，放電回路為C—R2—T—地，按指數(shù)規(guī)律下降，當(dāng)下降到時（TH、端電平小于），輸出翻轉(zhuǎn)為高電平，放電管T截止，電容再次充電，如此周而復(fù)始，產(chǎn)生振蕩，經(jīng)分析可得
輸出高電平時間 T=(R1+R2)Cln2
輸出低電平時間T=R2Cln2
振蕩周期 T=(R1+2R2)Cln2
該控制電路的核心是555定時器和D型觸發(fā)器。555定時器接成單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，去除觸點跳動對電路工作的影響，D型觸發(fā)器接成 T觸發(fā)器形式，利用其輸出去控制可控硅開通和關(guān)閉，從而控制電燈的亮滅。平時當(dāng)房門關(guān)閉時，安裝在門扇邊緣的小磁鐵正好靠在干簧管旁邊，干簧管的兩常開觸點受外磁力作用吸合，單穩(wěn)態(tài)電路因輸入脈沖為高電平而處于待觸發(fā)狀態(tài)，此時雙穩(wěn)態(tài)電路的輸出為低電平，可控硅因無觸發(fā)電流而阻斷，燈不亮。當(dāng)有人推門時，小磁鐵會隨門扇離開干簧管一次，干簧管的常開觸點會因暫時失去外磁力作用而靠自身彈力張開、吸合一次。實際上，由于干簧管的觸點的抖動，要重復(fù)幾次這種張開、吸合的過程。單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的CP端能夠在干簧管的1觸點第一次張開時獲得一負(fù)脈沖觸發(fā)信號，使單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)為暫穩(wěn)態(tài)，其輸出由低電平變?yōu)楦唠娖酱藭r，電容器C經(jīng)R充電，復(fù)位端R電位上升，當(dāng)上升到復(fù)位電平2/3V時，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器復(fù)位，Q 恢復(fù)為低電平。
單穩(wěn)態(tài)電路的時間常數(shù) T=1.1R C，它有效地將干簧管的具有抖動信號現(xiàn)象的脈沖信號展寬為單個脈沖，此正脈沖同時加至 T′觸發(fā)器器的CP2端，其輸出由低電平變?yōu)楦唠娖?，可控硅的控制極獲得正向觸發(fā)電流而導(dǎo)通,電燈通電發(fā)光。當(dāng)進來的人離開時，隨著門的再一次打開、關(guān)閉，干簧管重復(fù)同樣的動作，單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器同樣輸出一正脈沖信號，于是T′觸發(fā)器再次翻轉(zhuǎn)為低電平，可控硅失去觸發(fā)電流并在交流電過零時關(guān)斷,電燈自動熄滅。光敏電阻 R 和可調(diào)電阻R 構(gòu)成光控電路。在白天，光敏電阻受自然光照射阻值很小，T′觸發(fā)器的置“0”端 R電位 >1/2V，無論此門被開閉多少次 ,DD電路強制置“0”，Q始終為底電平 ,電燈不會發(fā)光；夜晚，因自然光照減弱，T′觸發(fā)器的置“0”端 R 電位 <1>
實際應(yīng)用時,將開關(guān)盒安裝在門框頂上，小磁鐵則正對著盒內(nèi)底側(cè)部放置的干簧管固定在門扇頂沿上。仔細(xì)調(diào)整小磁鐵和干簧管的相對位置，使干簧管能夠隨門扇的開閉而可靠地動作。
然后，根據(jù)“火線接開關(guān)地線進燈頭，接通開關(guān)和燈頭”的照明燈接線原則，將開關(guān)盒內(nèi)樁頭外引線不分順序串入電燈火線回路即可。
最后，用小螺絲刀將 R 調(diào)至阻值最小的位置，P在夜晚需要開燈的時候，打開門扇使燈點亮，然后由小到大調(diào)節(jié)R阻值，直到電燈剛好熄滅，再將R阻值回調(diào)一點即可。反復(fù)細(xì)調(diào)，即可獲得最佳光控靈敏度。
文章轉(zhuǎn)自公眾號：玩轉(zhuǎn)單片機
