555定时器工作原理及仿真测试
555定时器工作原理及仿真测试
一、功能概述
集成时基电路又称为集成定时器或555电路，是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路，应用十分广泛。它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路，由于内部电压标准使用了三个5K电阻，故取名555电路。
555定时器是一种模拟电路和数字电路相结合的中规模集成电路，使用灵活，逻辑功能强，内部的比较器灵敏度较高,而且采用差分电路形式,用其构成的多谐振荡器的振荡频率受电源电压和温度的影响很小,可以很方便的组成各种自己所需的电路。
二、555定时器集成芯片引脚图
三、555定时器集成芯片引脚功能
1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地。
2脚：低触发端TL，该脚电压小于1/3 VCC时有效。
3脚：输出端OUT。
4脚：直接清零端RST。当此端接低电平时，则时基电路不工作，此时不论TL、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端正常工作时应接高电平。
5脚：CO为控制电压端。若此脚外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该脚不用时，应将该脚串入一只0.01μF（103）瓷片电容接地，以防引入高频干扰。
6脚：高触发端TH，该脚电压大于2/3 VCC时有效。
7脚：放电端。该端与放电管T的集电极相连，用做定时器时电容的放电引脚。
8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5-16V，CMOS型时基电路VCC的范围为3-18V，一般用5V。
四、555定时器集成芯片的内部结构
它内部包括两个电压比较器，三个5K等值串联电阻，一个 RS 触发器(由G1和G2构成)，一个放电三极管T 及功率输出级。它提供两个基准电压VR2(1/3 VCC) 和VR1(2/3 VCC)，如下图所示。
555 定时器的功能主要由两个比较器决定。两个比较器的输出电压控制RS 触发器和放电管T的状态。在电源与地之间加上电压，且当5脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为2/3VCC，C2反相输入端的电压为1/3VCC。若低触发输入端 TL的电压小于1/3 VCC，则比较器C2的输出为 0，可使 RS 触发器置 1，使输出端 OUT=1，即输出高电平。如果高触发端TH的电压大于 2/3 VCC，同时 TR端的电压大于1/3 VCC，则 C1 的输出为 0，C2 的输出为 1，可将 RS 触发器置 0，使输出端OUT=0，即输出低电平。
综上所述，在8脚接电源VCC，1脚接地，5脚未外接电压，555时基电路的逻辑功能表如下：
只有彻底理解了这个功能图，才能灵活运用555集成芯片设计产品。
五、仿真测试
为了测试555定时器的功能，我们采用电子仿真软件MultisimV11.0进行搭建仿真电路测试，如下图所示。
当A点电位为0V时，555定时器低触发端（2脚）有效，3脚输出高电平，LED1被点亮。
调节电位器R3，可以改变A点的电位（0到5V可变）。
当A点的电位从0开始上升，一直到4V（2/3 VCC）时，555定时器高触发端（6脚）有效，555定时器3脚才发生跳变输出为0V，LED1被熄灭，如下图所示。
当A点的电位继续上升到5V，555定时器3脚输出电平将保持不变。
如果让A点的电位从5V开始下降，一直下降到2V时，555定时器低触发端（2脚）有效，3脚输出高电平，LED1被点亮。
