什么是时基电路

555时基电路的简介

时基集成电路555并不是一种通用型的集成电路，但它却可以组成上百种实用的电路，可谓变化无穷，故深受人们的欢迎。

555时基电路也称为555集成电路或555定时器。以前只是用作定时器，而如今被广泛应用于自动控制、测量、通信等各个领域。NE555时基电路封装形式有两种，一是DIP双列直插8脚封装，另一种是SOP-8小型（SMD）封装形式。

555时基电路主要是与电阻、电容构成充放电电路，并由两个比较器来检测电容器上的电压，以确定输出电平的高低和放电开关管的通断。这就很方便地构成从微秒到数十分钟的延时电路，可方便地构成单稳态触发器，多谐振荡器，施密特触发器等脉冲产生或波形变换电路。555时基电路内部有几十个元器件，有分压器、比较器、基本R-S触发器、放电管以及缓冲器等，电路比较复杂，是模拟电路和数字电路的混合体。

555时基电路具有以下几个特点：

（1）555时基电路，是一种将模拟电路和数字电路巧妙结合在一起的电路；

（2）555时基电路可以采用4．5～15V的单独电源，也可以和其它的运算放大器和TTL电路共用电源；

（3）一个单独的555时基电路，可以提供近15分钟的较准确的定时时间；

（4）555时基电路具有一定的输出功率，最大输出电流达200mA，可直接驱动继电器、小电动机、指示灯及喇叭等负载。

因此，555时基电路可用作：脉冲发生器、方波发生器、单稳态多谐振荡器、双稳态多谐振荡器、自由振荡器、内振荡器、定时电路、延时电路、脉冲调制电路、仪器仪表的各种控制电路及民用电子产品、电子琴、电子玩具等。

555时基电路的内部结构

国产双极型定时器CB555的电路结构如图l所示。它由分压器、电压比较器C1和C2、SR锁存器、缓冲输出器和集电极开路的放电三极管TD组成。

电压比较器

电压比较器C1和C2是两个相同的线性电路，每个电压比较器有两个信号输入端和一个信号输出端。C1的同向输入端接基准比较电压VR1，反向输入端（也称阈值端TH）外接输入触发信号电压，C2的反向输入端接基准比较电压VR2，同向输入端（也称触发端TR‘）外接输入触发信号电压。

分压器

分压器由三个等值电阻串联构成，将电源电压Vcc分压后分别为两个电压比较器提供基准比较电压。在控制电压输入端Vco悬空时，C1、C2的基准比较电压分别为

SR锁存器

SR锁存器是由两个TTL与非门构成，它的逻辑状态由两个电压比较器的输出电位控制，并有一个外引出的直接复位控制端R‘D。只要在R’D端加上低电平，输出端vo便立即被置成低电平，不受其它输入端状态的影响。正常工作时必须使R‘D处于高电平。SR锁存器有置0（复位）、置1（置位）和保持三种逻辑功能。电压比较器C1的输出信号作为SR锁存器的复位控制信号，电压比较器C2的输出信号作为SR锁存器的置位控制信号。

集电极开路的放电三极管

放电三极管实际上是一个共发射极接法的双极型晶体管开关电路，其工作状态由SR锁存器的Q‘端控制，集电极引出片外，外接RC充放电电路。通常，把引出片外的集电极称为放电端（DISC）。

输出缓冲器

输出缓冲器由反相器构成。其作用是提高时基集成电路的负载能力，并隔离负载与时基集成电路之间的影响。输出缓冲器的输入信号是SR锁存器Q’的输出信号。

555电路的组成及功能

555电路有双极型（TTL）和互补金属氧化物半导体型（CMOS）集成电路两大类，它们在电路功能及管脚排列上基本一致，下面以双极型的555为例介绍。TTL的555电路内部有20多个晶体三极管和二极管，10多个电阻，大致可以分成分压器、比较器、R—S触发器、输出级和放电开关五部分，如下图所示，下面予以简单介绍。

比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压，它们分别使高电平比较器A1同相比较端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为2/3VCC和1/3VCC。A1和A2的输出端控制R—S触发器状态和放电管开关状态。当输入信号由6脚输入并超过2/3VCC时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，开关管导通，同时7脚对地放电；当输入信号自2脚输入并低于1/3VCC时，触发器置位，555的3脚输出高电平，开关管截止，7脚对地为高阻状态。

4脚MR端是复位端，当其为0时，555输出低电平，平时该端开路或接VCC。

5脚Vc端是控制电压端，平时是2/3VCC作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一个0.01uf的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。

TD为放电管，当输出端3脚输出低电平时TD导通，将给接于7脚的电容器提供低阻放电回路，当输出端3脚输出高电平时TD截止，接于7脚的电容器进行充电。

输出级是R—S触发器的输出经反向放大器实现的，由于使用了一级大电流的反向放大器，所以不仅高电平时能输出电流，在低电平时也能灌入电流，且电流较大，均为200mA。

55时集成电路是一种将模拟功能与逻辑功能巧妙结合在同一硅片上的组合集成电路。它设计新颖，构思奇巧，用途广泛，备受电子专业设计人员和电子爱好者的青睐，人们将其戏称为伟大的小IC。由于采用CMOS型工艺和高度集成，使时基电路的应用从民用扩展到火箭、导弹，卫星，航天等高科技领域。在这期间，日本、西欧等各大公司和厂家也竞相仿制、生产。

尽管世界各大半导体或器件公司、厂家都在生产各自型号的555／556时基电路，但其内部电路大同小异，且都具有相同的引出功能端。它有很多优异的性能而且用途极广，它们表现在：

第一，定时精度，工作速度和可靠性高；

第二，使用的电源电压范围宽，从3V到18V，能和数字电路直接连接；

第三，有一定的输出功率，可驱动微电机，指示灯、扬声器，第四，结构简单，使用灵活，用途广泛，可组成各种波形的脉冲振荡器、定时延时电路、双稳触发电路、检测电路、电源变换电路、频率变换电路等，被广泛应用于自动控制，测数，通信等各个领域。

555电路参数

555时基电路的工作原理

555时基电路的内部电路含有两个电压比较器，一个基本RS触发器，一个放电开关管T，比较器的参考电压由三只5K电阻器构成的分压器提供。它们分别使高电平比较器A1的同相输入和低电平比较器A2的反相器、、输入端的参考电平为2/3VCC和1/3VCC。A1与A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。当输入信号自6脚，即高电平触发输入并超过参考电平2/3VCC时，触发器复位，555的输出端3脚输出低电平，同时放电开关管导通；当输入信号自2脚输入并低于1/3VCC进，触发器复位，555的3脚输出高电平，同时放电开关管截止。

RD是复位端（4脚），当RD=0，555输出低电平。平时RD端开路或接VCC。

Vc是控制电压端（5脚），平时输出2/3VCC作为比较器A1的参考电平，当5脚外接一个输入电压，即改变了比较器的参考电平，从而实现对输出的另一种控制，在不接外加电压时，通常接一0.01uF的电容器到地，起滤波作用，以消除外来的干扰，以确保参考电平的稳定。

T为放电管，当T导通时，将给接于脚7的电容器提供低阻放电通路。

555电路的使用技巧及注意事项

1、负载的接法

555电路的输出有高电平和低电平两种状态，它的两个输出内阻都是十几欧，具有较大的驱动能力，其负载的接法可有两种：

第一种接法是把负载接在555电路输出端V。和地之间，这是最常用的接法，这时电流从电源正端经过内阻r流入负载RL后入地，是从555电路向外流进负载的，所以称为拉出电流或输出电流。当输出是低电平时，负载中没有电流。

第二种接法是把负载按在电源正端和555电路输出端v。之间，在这种接法下，当输出是高电平时，负载中没有电流。只有当输出是低电平时，电流从电源正端经负载RL和内阻r后入地，是从外面流进555电路的，所以称为吸人电流或灌入电流。

由于有两种接法，所以在连接负载时应该根据555电路的输出状态和负载的要求来决定负载的连接方法。

2、负载能力的扩大

从驱动电流这个参数来看，555的驱动能力较大，可以直接带动小型继电器、微电机和低阻抗扬声器。7555的驱动能力较小，只能使用LED指示灯，压电陶瓷蜂鸣器等负载。要想使7555有更大的驱动能力，可以在输出端加一级驱动放大器。即把7555电路输出端V0接到晶体管的基极，把负载L接到晶体管的集电极或发射极回路中，这样就可以把负载电流扩大到100mA左右，以带动继电器、微电机、扬声器等负载。

3、使用时的检测判断

为安装时进行检测或出现故障后对时基电路进行判断，提供以下万用表测试数据供参考。测试时，使用万用表的电阻R×1K档，第一组数据是黑表笔接1脚，第二组数据是红表笔接1脚，两组数据如表所示。万用表可用任意型号，但略有出入，即使同一型号的表，不同的555电路，测量数据也不尽相同。

4、使用注意事项

为防止外部干扰产生误动作，6脚和5脚对地应分别接旁路电容（0.1µF左右）和去耦电容（1µF左右），两电容并起来，接在管脚最近处；电源引线长于10cm时，8脚对地应接旁路电容（10—100µF）；7555因为是CMOS管，注意防止静电损坏。