555計時器

DIP封裝的NE555
555內部電路圖
555定時器是一種積體電路晶片，常被用於定時器、脈衝產生器和震盪電路。555可被作為電路中的延時器件、觸發器或起振元件。
555定時器於1971年由西格尼蒂克公司（Signetics）推出，由於其易用性、低廉的價格和良好的可靠性，直至今日仍被廣泛應用於電子電路的設計中。許多廠家都生產555芯片，包括採用雙極型晶體管的傳統型號和採用CMOS設計的版本。555被認為是當前年產量最高的芯片之一，僅2003年，就有約10億枚的產量。

**設計**
555定時器由瑞士電子工程師漢斯·R·卡門曾德（Hans R. Camenzind）於1971年為西格尼蒂克公司設計。西格尼蒂克公司後來被飛利浦公司所併購。
不同的製造商生產的555芯片有不同的結構，標準的555芯片集成有25個晶體管，2個二極管和15個電阻並通過8個引腳引出(DIP-8封裝)。555的派生型號包括556（集成了兩個555的DIP-14芯片）和558與559。
NE555的工作溫度範圍為0-70°C，軍用級的SE555的工作溫度範圍為−55到+125 °C。555的封裝分為高可靠性的金屬封裝（用T表示）和低成本的環氧樹脂封裝（用V表示），所以555的完整標號為NE555V、NE555T、SE555V和SE555T。一般認為555芯片名字的來源是其中的三枚5KΩ電阻，但Hans Camenzind否認這一說法並聲稱他是隨意取的這三個數字。
555還有低功耗的版本，包括7555和使用CMOS電路的TLC555。7555的功耗比標準的555低，而且其生產商宣稱7555的控制引腳並不像其他555芯片那樣需要接地電容，同時供電與地之間也不需要消除雜訊的去耦電容。

**引腳**
555芯片引腳圖
DIP封裝的555芯片各引腳功能如下表所示：

**用途**
555定時器可工作在三種工作模式下：- 單穩態模式：在此模式下，555功能為單次觸發。應用範圍包括定時器，脈衝丟失檢測，反彈跳開關，輕觸開關，分頻器，電容測量，脈衝寬度調-{zh-hans:制;zh-hant:變;zh-tw:變;zh-hk:制;zh-mo:制;}-（PWM）等。- 無穩態模式：在此模式下，555以振盪器的方式工作。這一工作模式下的555芯片常被用於頻閃燈、脈衝發生器、邏輯電路時鐘、音調發生器、脈衝位置調-{zh-hans:制;zh-hant:變;zh-tw:變;zh-hk:制;zh-mo:制;}-（PPM）等電路中。如果使用熱敏電阻作為定時電阻，555可構成溫度傳感器，其輸出信號的頻率由溫度決定。- 雙穩態模式（或稱施密特觸發器模式）：在DIS引腳空置且不外接電容的情況下，555的工作方式類似於一個RS觸發器，可用於構成鎖存開關。

**單穩態模式**
單穩態555電路圖
觸發信號，電容電壓與輸出脈衝寬度示意圖
在單穩態工作模式下，555定時器作為單次觸發脈衝發生器工作。當觸發輸入電壓降至VCC的1/3時開始輸出脈衝。輸出的脈寬取決於由定時電阻與電容組成的RC網絡的時間常數。當電容電壓升至VCC的2/3時輸出脈衝停止。根據實際需要可通過改變RC網絡的時間常數來調節脈寬。
輸出脈寬t，即電容電壓充至VCC的2/3所需要的時間由下式給出：

雖然一般認為當電容電壓充至VCC的2/3時電容通過OC門瞬間放電，但是實際上放電完畢仍需要一段時間，這一段時間被稱為“弛豫時間”。在實際應用中，觸發源的週期必須要大於弛豫時間與脈寬之和（實際上在工程應用中是遠大於）。

**雙穩態模式**
雙穩態工作模式下的555芯片類似基本RS觸發器。在這一模式下，觸發引腳（引腳2）和復位引腳（引腳4）通過上拉電阻接至高電平，閾值引腳（引腳6）被直接接地，控制引腳（引腳5）通過小電容（0.01到0.1μF）接地，放電引腳（引腳7）浮空。所以當引腳2輸入高(有誤應為低)電壓時輸出置位，當引腳4接地時輸出復位。

**無穩態模式**
555無穩態電路
無穩態工作模式下555定時器可輸出連續的特定頻率的方波。電阻R1接在VCC與放電引腳(引腳7)之間，另一個電阻(R2)接在引腳7與觸發引腳（引腳2）之間，引腳2與閾值引腳（引腳6）短接。工作時電容通過R1與R2充電至2/3 VCC，然後輸出電壓翻轉，電容通過R2放電至1/3 VCC，之後電容重新充電，輸出電壓再次翻轉。
無穩態模式下555定時器輸出波形的頻率由R1、R2與C決定：
輸出高電平時間由下式給出：
輸出低電平時間由下式給出：
R1的額定功率要大於.
對於雙極型555而言，若使用很小的R1會造成OC門在放電時達到飽和，使輸出波形的低電平時間遠大於上面計算的結果。
為獲得佔空比小於50%的矩形波，可以通過給R2並聯一個二極管實現。這一二極管在充電時導通，短路R2，使得電源僅通過R1為電容充電；而在放電時截止以達到減小充電時間降低佔空比的效果。

**參數**
以下為NE555的電氣參數，其他不同規格的555定時器可能會有不同的參數，請查閱數據手冊。

**衍生芯片**
555定時器有許多不同公司生產的衍生型號，其中有引腳功能不同的型號，也有采用CMOS的設計。有的芯片中包括數個集成的555定時器。555芯片家族的其他一些型號如下：

**556雙定時器**
在一塊芯片中集成兩個555定時器的型號為556，這種芯片包括14個引腳。

**558四定時器**
在一塊芯片中集成四個555定時器的型號為558。這種芯片包括16個引腳，其中四個555定時器共用供電、接地和復位的引腳。放電引腳與閾值引腳被合為同一個引腳並被稱為“定時”。同時觸發引腳改為下降沿觸發。

**參見**
 運算放大器- 振盪器- RC電路

**參考資料**

**拓展閱讀**
 IC Timer Cookbook; 2nd Ed; Walter G Jung; Sams Publishing; 384 pages; 1983; ISBN 978-0-672-21932-0.- IC 555 Projects; E.A. Parr; Bernard Babani Publishing; 144 pages; 1978; ISBN 978-0-85934-047-2.- 555 Timer Applications Sourcebook with Experiments; Howard M Berlin; Sams Publishing; 158 pages; 1979; ISBN 978-0-672-21538-4.- Timer, Op Amp, and Optoelectronic Circuits and Projects; Forrest M Mims III; Master Publishing; 128 pages; 2004; ISBN 978-0-945053-29-3.- Engineer's Mini-Notebook – 555 Timer IC Circuits; Forrest M Mims III; Radio Shack; 32 pages; 1989; ASIN B000MN54A6.

**外部鏈接**
  Single Bipolar Timer, Texas Instruments, 30 pages, 2010date=20110629145824 -  Single CMOS Timer, National Semiconductor, 12 pages, 2010-  Single CMOS Timer, Diodes Inc, 11 pages, 2006date=20110710130456 -  Single / Dual CMOS Timer, Intersil, 12 pages, 2006-  Dual Bipolar Timer, Texas Instruments, 16 pages, 2006date=20110629145835 -  Quad Bipolar Timer, NXP / Philips, 9 pages, 2003-  NE555 datasheet collection-  555 Timer Circuits – the Astable, Monostable and Bistabledate=20110710181418 -  555 and 556 Timer Circuitsdate=20110609014923 -  Java simulation of 555 oscillator circuitdate=20110626060642 -  Using NE 555 as a Temperature DSP-  NE555 Frequency and duty cycle calculatordate=20111004180514  for astable multivibrators-  Time-lapse intervalometer for SLRs using a 555-  555 Timer Tutorial-  Common Mistakes When Using a 555 Timerdate=20120127103851 - dead-url=yes