555定时器集成电路是一种用于计时和脉冲控制的简单芯片。它可以产生延迟、一次性脉冲和重复方波信号。在其8针封装内，它使用比较器、触发器和放电级来切换输出电平或低电平。本文介绍了其引脚、模式、用途、RC时序及故障排除信息。
555 计时器 IC 基础知识
555定时器集成电路是一种用于计时和脉冲控制的简单芯片。它可以产生延迟、重复信号和稳定输出波。在其8针封装内部，它使用比较器、触发器和输出级来控制信号的开关方式。
555 计时器 IC 引脚
| 钉 | 姓名 | 特色 |
|---|---|---|
| 1 | GND（地面） | 接地，作为低电平（0V） |
| 2 | TRIG（触发器） | 当该引脚电压降至1/3VCC（或由控制确定的阈值电压）时，输出为高电平。 |
| 3 | 出 | 输出高电平（+VCC）或低电平。 |
| 4 | RST（重置） | 当该引脚接收到电定时器时，芯片在该引脚接地时重置，输出为低电平。 |
| 5 | CTRL（控制） | 芯片的阈值电压是可控的。（当引脚为空时，默认的两个阈值电压为1 / 3Vcc和2 / 3Vcc。） |
| 6 | THR（阈值） | 当该引脚电压升至2/3VCC（或由控制装置确定的阈值电压）时，输出会降低。 |
| 7 | DIS（放电） | 内部的OC门用于放电电容器。 |
| 8 | V +， VCC（功率） | 为芯片提供高功率。 |
555 定时器电路图
555定时器通过比较阈值（引脚6）和触发引脚（引脚2）输入电压与内部三个5 kΩ电阻形成的两个固定参考电平来工作。这些参考设置了切换点，约为2/3 VCC和1/3 VCC。当触发电压降至下电平以下时，内部锁存器会设置，输出级驱动引脚3高电平。当阈值电压升高于上方时，锁存器重置，输出变为低电平。放电晶体管（7脚）在低电平输出状态导通，通过电阻路径快速放电外部定时电容，控制定时周期。
555 定时器集成电路技术规格
| 电源电压（VCC） | 4.5-16 V |
|---|---|
| 额定工作电流（VCC = +5 V） | 3-6毫安 |
| 额定工作电流（VCC = +15 V） | 10-15毫安 |
| 最大输出电流 | 200毫安 |
| 最大功耗 | 600MW |
| 最小工作功耗 | 30兆瓦（5伏），225兆瓦（15伏） |
| 温度范围 | 0-70°C |
555 定时器集成电路模式
单稳定模式
在单稳定模式下，555定时器IC在接收触发信号后会产生一个输出脉冲。当触发输入降至VCC的1/3以下时，输出切换为高电平，计时过程开始。电容开始通过电阻充电，输出保持高电平。当电容器电压升至VCC的2/3时，输出切换为低电平，脉冲结束。脉冲长度取决于电阻和电容的数值，因此改变RC网络会改变输出保持高电平的时间。在再次触发前，电容必须有足够时间放电，这样下一次脉冲才能正常工作。
双稳态
在双稳态模式下，555定时器IC类似于简单的开关存储电路。它可以保持一个状态，直到另一个输入改变它。在此模式下，引脚2（触发）和引脚4（复位）通常通过上拉连接保持高电平。第6脚（阈值）接地。5脚（控制）通过一个小电容（通常为0.01至0.1微F）接地，以帮助保持电路稳定。在这种设置中，第7脚（放电）不用于定时。当引脚2被拉低时，输出切换到设定状态。当第4脚接地时，输出会恢复到相反的状态。
无稳定模式
在非稳态模式下，555定时器IC会连续产生方波信号而不停止。电容器会反复充放电，这使得输出在高电平和低电平之间持续切换。电阻R1从VCC连接到第7脚（放电），电阻R2从第7脚连接到第2脚（触发器）。引脚2（触发）和引脚6（阈值）连接在一起，以追踪电容电压。电容通过R1和R2充电，直到达到2/3的VCC，这时输出会反转。然后电容通过R2放电，直到电压降到VCC的1/3，输出再次翻转。R1、R2和电容的数值控制频率和高电平到低电平的时序。二极管也可以在R2上放置，以改变电荷路径并缩短占空比，以应对更短的高电平时间。
555定时集成电路的不同应用
LED转向灯
利用定时电阻和电容为一个或多个LED制造简单的开关闪烁效果。
延迟定时器（开机延迟）
在设定时间延迟后让设备开机，适合你希望输出等待激活时。
一次性脉冲发生器
触发时产生单脉冲，常用于制造短时序信号。
方波发生器（时钟信号）
产生稳定的方波输出，可用作数字电路的时钟信号。
PWM发生器（亮度或速度控制）
控制输出的占空比，以调节LED亮度或直流电机转速。
音调发生器（蜂鸣声）
产生基本的音频信号，可以驱动小型扬声器或蜂鸣器。
报警/警报电路
通过随时间变化频率，产生重复的声音模式。
用于伺服控制的脉宽调制
有助于产生定时脉冲，可用于简单的伺服控制应用。
分频器
通过产生较慢的输出脉冲来降低输入脉冲信号的频率。
缺失脉冲探测器
检测重复脉冲信号停止时，然后触发输出。
555 定时器集成电路系列及其衍生芯片
| 制造商（制造业） | 部件编号（制造编号） | 注释 |
|---|---|---|
| 阿瓦戈科技 | Av-555M | - |
| 定制硅解决方案 | CSS555 / CSS555C | CMOS，最低工作电压1.2 V，内隔时间<5 μA |
| CEMI | ULY7855 | - |
| ECG 飞利浦 | ECG955M | - |
| 埃克萨尔 | XR-555 | - |
| 飞童半导体 | NE555 / KA555 | - |
| 哈里斯 | HA555 | - |
| IK 半康 | ILC555 | CMOS，最低工作电压 2 V |
| Intersil公司 | SE555 / NE555 | - |
| Intersil公司 | ICM7555 | CMOS |
| 石器系统 | LC555 | - |
| 美心 | ICM7555 | CMOS，最低工作电压 2 V |
| 摩托罗拉 | MC1455 / MC1555 | - |
| NTE森林 | NTE955M | - |
| RCA | CA555 / CA555C | - |
| 意法半导体 | NE555N / K3T647 | - |
| TI（德州仪器） | SN52555 / SN72555 | - |
| TI（德州仪器） | TLC555 | CMOS，最低工作电压 2 V |
| Zetex | ZSCT1555 | 最低工作电压 0.9 V |
| NXP | ICM7555 | CMOS |
| HFO | B555 | - |
| 日立 | HA17555 | - |
555定时器IC替代品及兼容替代方案
直接替换（引脚兼容）
• NE555
• LM555
• SE555
• KA555
• SA555
• RC555
• MC1455
CMOS 555 替代方案（低功耗）
• TLC555
• LMC555
• ICM7555
• 7555
选择555个计时器RC时序值
• 尽可能使用稳定电容，以保持555计时器的时序更准确和一致。
• 避免使用过小的电容值，因为这会使电路对噪声更敏感，并引发不必要的触发。
• 不要使用过高的电阻值，因为这可能导致时序误差并降低输出稳定性。
• 始终正确连接重置引脚，因为让它悬浮可能导致555定时器IC随机重置或停止正常工作。
555 计时器集成电路故障排查与修复
| 问题 | 可能原因 | 修正 |
|---|---|---|
| 输出始终为高电平 | 扳机销卡在低电位 | 确保2号引脚没有被拉下 |
| 输出始终为低电平 | 复位引脚保持低电平 | 拉高复位引脚，使计时器运行 |
| 无振荡 | 电阻/电容接线错误 | 重新检查R1、R2和C连接 |
| 不稳定输出 | 影响引脚2或引脚5的噪声 | 添加一个小电容用于滤波 |
| 频率错误 | 错误的R或C值 | 用正确的公式重新计算时序值 |
结论
555定时器IC通过比较触发电压和阈值电压与1/3 VCC和2/3 VCC的固定电平来工作。它可以在单稳态、双稳态和稳定模式运行，以产生脉冲或稳态振荡。通过正确的RC值以及正确的复位和控制引脚处理，输出保持稳定，时序保持准确。
常见问题解答 [常见问题解答]
CONTROL引脚（引脚5）使用的电容值是多少？
从5脚到GND使用0.01 μF（10 nF）电容以降低噪声并提升稳定性。
555输出在高电平时能达到满VCC吗？
不一定。输出高电平接近VCC，但在驱动负载时可能会降低。
为什么555定时IC会发热？
当它驱动高输出电流、高电压运行或频繁切换时会发热。
555 定时器能直接驱动继电器吗？
只有一些小型中继器。许多继电器需要更大电流，因此晶体管驱动器和回扫二极管更安全。
为什么555会随机触发？
随机触发通常是由于噪音、接地不良或功率滤波弱引起的。
双极555和CMOS 555的主要区别是什么？
双极555用电更多，负载驱动更好。CMOS 555 耗电更少，更适合低功耗时序。