555，全稱“通用單雙極型定時器”（General-purpose Single Bipolar Timer），意思是555的一個芯片中包含一個（單）用三極管做成的（雙極型）定時器。它在外接一個電阻和一個電容後，能夠精确地實現延時功能。利用這個功能我們可以實現很多種電路，最常用的有三種：

無穩态電路

單穩态電路

雙穩态電路

下面分别介紹每一種電路的結構和用法。

引腳圖

在具體介紹每一種電路之前，我們先來看看555的引腳圖。這裡以NE555為例。

各個引腳的功能如下：

1腳：接地。

2腳：輸入端Trigger，該腳會判斷其電壓是否小于1/3 Vcc。

3腳：輸出端Output。

4腳：清零端Reset。正常工作時應接高電平。

5腳：控制電壓端。一般不使用，應通過一隻0.01μF（103）瓷片電容接地，以防引入高頻幹擾。

6腳：輸入端Threshold，該腳會判斷其電壓是否大于2/3 Vcc。

7腳：放電端Discharge。

8腳：外接電源Vcc，範圍為4.5V~16V，一般用5V。

輸出端3腳的電平與輸入的關系如下表所示：

如果不想了解具體的工作原理，隻需要知道以下幾點即可：

1腳接地，8腳接電源，4腳大部分情況下也接電源

5腳通過一個0.01μF電容接地，也可以懸空（不建議）

2、6、7腳根據不同應用有不同接法

3腳是輸出

無穩态電路(振蕩器)

所謂的“穩态”指的是3腳輸出端的電平高低是否穩定。“無穩态”的意思是，3腳的輸出會自動在高低之間變換，而不會穩定地停留在高或低上。這就形成了一個振蕩器。這個特性可以用來制作LED的閃爍效果、電子琴等，也可以用于PWM技術控制電動機的轉速等。

最基本的無穩态電路

最基本的無穩态電路如下所示，隻需将兩個電阻R1、R2和一個電容C1串聯，然後将555的7腳接在R1、R2之間，2、6腳接在R2和C1之間即可：

這個電路的工作原理如下：

1、電容C1通過R1、R2充電至1/3 Vcc後，進入正常的工作流程。

2、由于C1連接到了2腳Trigger，2腳低于1/3 Vcc時，3腳的輸出為高電平，而7腳為高阻态，所以C1繼續通過R1、R2充電，直到C1的電壓達到2/3 Vcc。C1從1/3 Vcc充電至2/3 Vcc的時間即為充電時間，公式為 t1 = 0.693 · (R1 R2) · C1。

3、C1達到2/3 Vcc後，超過了6腳的阈值，因此3腳輸出變成低電平，7腳變成低電平。于是C1無法繼續充電，而是經由R2向7腳放電，直到C1電壓達到1/3 Vcc為止。這段放電時間的公式為 t2 = 0.693 · R2 · C1。

4、C1電壓低于1/3 Vcc後，觸發2腳Trigger，從而3腳輸出變成高電平，7腳變成高阻态，返回上述第2步。

因此我們可以得出以下公式：

從上述公式中可以看到，該電路隻能生成占空比大于50%的方波。

任意占空比的無穩态電路

基本的無穩态電路無法産生占空比小于50%的方波，但我們可以通過增加兩個二極管來解決這個問題。如下所示的改進版可以實現任意占空比：

改進後的555無穩态振蕩器

在充電階段，D1導通，D2截止，因此C1僅通過R1進行充電；而在放電階段，D1截止，D2導通，因此C1僅通過R2放電。于是，該電路的公式為：

這樣隻需适當選取R1和R2的值，就可以實現從0到100%的任意占空比了。

我們隻需在上個視頻的面包闆上添加兩個二極管即可。為了演示占空比小于50%的效果，我将R1換成了1kΩ，這樣占空比為10%，可以從右下角LED的閃爍來證實這一點。

添加兩個二極管來實現任意占空比

更簡單的50%占空比無穩态電路

還有一種無穩态振蕩器能夠用更為簡單的電路實現50%的占空比。如下所示：

50%占空比的555振蕩器

圖中電容C1的充電和放電都是通過電阻R2完成，不再使用7腳Discharge。當輸出端3腳為高電平時，C1充電；當輸出端3腳為低電平時，C1放電。電阻R1的作用是保證C1能夠充到Vcc。

該電路的計算公式為：

應用此電路時要注意，電阻R1不能太小，否則會影響電容C1的充電，導緻占空比不是50%。

單穩态電路

在單穩态電路中，輸出端保持低電平，在輸入端觸發之後，輸出端變成高電平，延時一段時間後回到低電平并保持。這個特性可以用來制作延時開關。原理圖如下：

圖中，電容C1接到了7腳Discharge上。在穩定狀态下，3腳Output和7腳Discharge均為低電平，因此電容C1與地（7腳）短接，不會通過R1充電。

2腳通過上拉電阻R2連到高電平上， 并通過一個接地的開關來産生低電平脈沖。按下開關會導緻2腳Trigger接地，産生低電平。由于此時2腳 < 1/3 Vcc，因此3腳Output變成高電平，同時7腳Discharge變成高阻态。這會使電容C1不再與地短接，開始通過R1充電。充電時C1兩端電壓升高，直到電壓達到2/3 Vcc。6腳Threashold達到2/3 Vcc後，3腳Output變成低電平，同時7腳Discharge也變成低電平，于是C1不再充電，而是通過7腳放電。

可見，3腳Output的高電平持續時間就是電容C1從0充電到2/3 Vcc的時間

雙穩态電路

雙穩态電路指的是輸出端可以穩定在高電平或低電平兩種狀态，可以通過開關在兩個狀态間切換。這個特性可以用來制作按鈕開關。

用兩個按鈕組成開關

555雙穩态電路

雙穩态電路中不再使用電容，而是分别将2腳Trigger和4腳Reset通過開關接地，R1、R2為2、4腳的上拉電阻。當2腳Trigger對應的開關按下時，2腳變成低電平，從而3腳Output變成高電平；而由于6腳接地，即使2腳的開關不再按下，也滿足2腳>1/3 Vcc、6腳< 2/3 Vcc的條件，于是3腳會一直保持高電平。4腳Reset對應的開關按下會強制3腳Output變成低電平。

用一個按鈕組成開關

生活中常見的開關隻有一個按鈕，按一下開，再按一下關。這種開關可以通過另一種雙穩态電路實現：

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