NE555的无稳态电路

NE555 定时器介绍

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 触发器和放电管的状态。在电源与地之间加上电压，当 5 脚悬空时，则电压比较器 C1 的同相输入端的电压为 2/3 Vcc，C2 的反相输入端的电压为1/3 Vcc。若触发输入端 Trigger 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，使输出端为高电平 OUT=1。如果阈值输入端 Threshold 的电压大于 2/3 Vcc，同时 Trigger 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，使输出为低电平 OUT = 0。

555 定时器原理图：

NE555功能表如下：

PIN 6 (输入)	PIN 2 (输入)	PIN 3 (输出)	放电管Q1
低电平	低电平	高电平	充电
低电平	高电平	不变	不变
高电平	高电平	低电平	接地，放电
高电平	低电平	高电平	充电

引脚图

NE555有三种工作模式：

• 无稳态电路
• 单稳态电路
• 双稳态电路

现在示范无稳态电路。无稳态电路又称为振荡器电路，用于产生方波。

电路图：

当开启电源后，Vcc  经电阻R1、R2为电容C1 充电，充电时间常数 T = RC，

              T = RC = (5.1kΩ + 5.1kΩ) x 100 uF = 10200 Ω x 0.0001 F = 1.02 秒

下图是电容C1两端电压Uc和 NE555 第3脚 OUT 输出电压 Uo 的波形：

Uc 按指数规律上升，Uo输出高电平， LED灯点亮。当电容两端电压上升到 2/3 Vcc 后，输出Uo  变为低电平，LED灯熄灭。上升周期为 T1 = 0.693T，即 0.71 秒，此时放电管导通，令NE555第7脚接地，电容C1 经R2 放电，当电容两端电压下降到 1/3 Vcc 后，输出 Uo  变回高电平，下降周期为 T0 = 0.693 x R2 x C1，即 0.35 秒，然后开始下一个循环。故此，振荡器电路的周期为上升周期0.71 秒 + 下降周期0.35秒= 1.06秒, 倒数得出频率为 0.94 Hz。

至于 0.693 的由来，根据指数衰减公式：

                               

而上升周期是由 1/3 Vcc 上升至 2/3 Vcc，故此

                               

占空比 （Duty cycle) 为 T1/T x 100% = 0.71 秒 / 1.06 秒 x 100% = 67.0%

示波器图：

下图显示用面包板实现NE555的无稳态电路：

注意：

仅用 R1、R2、C1是无法实现 50% 占空比的方波输出的。通常需要添加额外的电子元件：

例如增加一个1N4007二极管与R2并联，使充电时只经电阻R1，放电时只经电阻R2，再把R2改成10kΩ可变电阻，将阻值调校到约6.6kΩ来延长放电时间，使其与充电时间相等。(见下图)