555 定時(shí)器可以配置外部連接的組件，如多諧振蕩器、振蕩器和定時(shí)器，時(shí)間間隔從幾微秒到幾個(gè)小時(shí)不等。由于 555 定時(shí)器是我們最喜歡、最便宜且最易于配置的芯片之一，讓我們看看如何使用它來(lái)創(chuàng)建一些不同的 555 電路第 1 部分。
　　正如我們之前所見(jiàn)，555 定時(shí)器是 8 針雙列直插式封裝 (DIP) 中的單個(gè)器件，或 556 器件，后者在單個(gè) 14 針雙列直插式封裝中有兩個(gè) 555 芯片。556 中的兩個(gè) 555 定時(shí)器彼此獨(dú)立運(yùn)行，但共用一個(gè) V CC電源和接地 (0V) 連接。
　　標(biāo)準(zhǔn) TTL 555 可在 4.5 伏至 18 伏之間的電源電壓下工作，其輸出電壓比其電源電壓 V CC低約 2 伏。555 可以提供或吸收最大 200mA 的輸出電流（但在此水平下可能會(huì)變熱），因此電路變化不受限制。請(qǐng)注意，555、7555 和 7556 的 CMOS 版本可能具有不同的電壓和電流額定值。　　但首先讓我們回顧一下可用于計(jì)算振蕩頻率的一些基本公式。

　　555電路振蕩器
　　其中：t 1為輸出高電平持續(xù)時(shí)間，t 2為輸出低電平持續(xù)時(shí)間，T為輸出波形的周期時(shí)間，?為輸出波形的頻率，0.693 = ln(2)當(dāng)連接為非穩(wěn)態(tài)振蕩器時(shí)，電容器C通過(guò)R A和R B充電，但僅通過(guò)R B放電。
　　因此，占空比D由這兩個(gè)電阻的比率決定。通過(guò)正確選擇電阻R A和R B，可以輕松設(shè)置 50% 至 100% 之間的占空比。
　　總時(shí)間周期T定義為電容器充電時(shí)間t 1 (輸出高電平) 加上放電時(shí)間t 2 (輸出低電平)，電容器分別在 1/3Vcc 和 2/3Vcc 之間充電和放電。
　　在這種操作模式下，充電和放電時(shí)間以及頻率?（定義為：1/T）與電源電壓無(wú)關(guān)?！　『?jiǎn)單的 555 振蕩器

　　基本的 555 振蕩器電路用途非常廣泛，在本 555 電路第 1 部分教程中，我們可以從中創(chuàng)建許多有趣的變體。最簡(jiǎn)單的 555 自由運(yùn)行非穩(wěn)態(tài)振蕩器電路通過(guò)單個(gè)電阻將引腳 3（輸出）直接連接到定時(shí)電容器，如圖所示。
　　簡(jiǎn)單的 555 振蕩器　　555 電路第 1 部分 最簡(jiǎn)單的 555 振蕩器

　　當(dāng)引腳 3 的輸出為高電平時(shí)，電容通過(guò)電阻充電。當(dāng)電容兩端的電壓達(dá)到 2/3Vcc 時(shí)，引腳 6（閾值）會(huì)導(dǎo)致引腳 3 的輸出改變狀態(tài)并變?yōu)榈碗娖健?br>　　電容器現(xiàn)在通過(guò)同一電阻器放電，直到引腳 2（觸發(fā)器）達(dá)到 1/3Vcc，導(dǎo)致輸出再次改變狀態(tài)。電容器通過(guò)同一電阻器在 2/3Vcc 和 1/3Vcc 之間不斷來(lái)回充電和放電，在輸出引腳 3 處產(chǎn)生高電平和低電平狀態(tài)。
　　由于電容器通過(guò)同一電阻器充電和放電，因此此基本布置的占空比非常接近 50% 或 1:1。產(chǎn)生的一系列方波輸出脈沖的周期 (T) 等于約2(0.693)*RC 或 2lin(2)*RC。因此，輸出波形頻率等于：0.722/RC。
　　例如，如果我們想要生成 1kHz 輸出方波波形，則使用首選元件值R = 3.3kΩ和C = 220nF 。
　　555 電路第 1 部分 – 最快的 555 振蕩器
　　通過(guò)改變R或C的值，可以使 555 非穩(wěn)態(tài)多諧振蕩器電路以任何所需的輸出頻率振蕩。但是，我們可以從單個(gè) 555 定時(shí)器芯片產(chǎn)生的最大振蕩頻率是多少？
　　為了讓 555 以最高頻率運(yùn)行（本教程為 555 電路第 1 部分），必須在輸出狀態(tài)從高變?yōu)榈突驈牡妥優(yōu)楦邥r(shí)立即連續(xù)重新觸發(fā)它。通過(guò)移除 R和C定時(shí)元件并將輸出信號(hào)直接反饋到觸發(fā)輸入，可以獲得最快的切換速度。
　　通過(guò)將輸出（引腳 3）連接到觸發(fā)輸入（引腳 2）和閾值輸入（引腳 6），每次輸出改變狀態(tài)時(shí)，它都會(huì)重新觸發(fā) 555 再次改變狀態(tài)。但是，輸出波形不會(huì)是對(duì)稱的或方波，而是一系列負(fù)脈沖。
　　使用此配置獲得的最高振蕩頻率取決于電源電壓、所用 555 芯片的類型（TTL 或 CMOS）以及制造商，因?yàn)閮?nèi)部電路因制造商而異。但可以在 5 伏電壓下產(chǎn)生高達(dá) 350kHz 的輸出頻率。
　　555 電路第 1 部分 – 最慢的 555 振蕩器
　　如果我們回到本 555 電路第 1 部分教程中的前一個(gè) 555 振蕩器電路，并將定時(shí)電容器替換為大容量電解電容器（例如 220uF 或 470uF 電容器），通過(guò)選擇合適的定時(shí)電阻器，振蕩頻率可以降低到遠(yuǎn)低于 1Hz。如果是這種情況，那么 555 電路就不再是振蕩器，而是成為定時(shí)器或延遲電路，其脈沖寬度可能是 10 秒?！　?55定時(shí)器電路

　　555 電路第 1 部分 最慢的 555 定時(shí)器
　　在此延時(shí)電路中，閾值（引腳 6）和放電（引腳 7）在 RC 定時(shí)元件的連接處連接在一起，并且輸出保持低電平且穩(wěn)定，直到通過(guò)在觸發(fā)輸入（引腳 2）上施加負(fù)脈沖來(lái)觸發(fā) 555 開(kāi)始動(dòng)作。
　　555 的觸發(fā)端通過(guò)電阻R 1保持高電平，直到按鈕開(kāi)關(guān)S 1閉合。S 1的操作會(huì)瞬間將引腳 2 短路至地，因此電壓低于 1/3Vcc，從而啟動(dòng)延遲周期。
　　一旦觸發(fā)，引腳 3 上的輸出將切換為高電平，持續(xù)時(shí)間由電路 RC 時(shí)間常數(shù)決定，并且不會(huì)對(duì)開(kāi)關(guān)S 1的任何額外觸發(fā)作出響應(yīng)，直到達(dá)到定時(shí)延遲期之后，此時(shí)引腳 3 上的輸出再次返回低電平。
　　這使得該手動(dòng)觸發(fā)單穩(wěn)態(tài)電路在開(kāi)關(guān)防抖應(yīng)用中非常有用，因?yàn)闊o(wú)論按下開(kāi)關(guān)多少次，都會(huì)產(chǎn)生單個(gè)脈沖。輸出為高電平的單穩(wěn)態(tài)輸出脈沖周期的寬度為：1.1RC（以秒為單位） ，其中R以歐姆為單位，C以法拉為單位。
　　因此，對(duì)于我們簡(jiǎn)單的 555 時(shí)間延遲電路，輸出處于高電平狀態(tài)的輸出延遲計(jì)算為：1.1*9100*10*10 -6  = 100ms 。通過(guò)選擇適當(dāng)?shù)腞和C值，可以獲得幾微秒到幾個(gè)小時(shí)的輸出延遲。然而，對(duì)于需要大值電解電容器的長(zhǎng)定時(shí)延遲，定時(shí)周期通常不那么準(zhǔn)確，因?yàn)殡娊怆娙萜鞯墓羁赡芊浅４螅哌_(dá) +/-50%。
　　可以通過(guò)將定時(shí)電阻改為電位計(jì)來(lái)補(bǔ)償電容器的公差，或選擇低泄漏電解電容器來(lái)克服這個(gè)問(wèn)題。實(shí)際上，定時(shí)電阻不應(yīng)超過(guò)約 10MΩ，定時(shí)電容器不應(yīng)大于 470uF，因?yàn)閮烧呓Y(jié)合起來(lái)會(huì)產(chǎn)生約 5170 秒或約 1.5 小時(shí)的延遲脈沖。
　　555 電路第 1 部分 – 修改的占空比
　　我們之前說(shuō)過(guò)，占空比（即導(dǎo)通時(shí)間與總周期時(shí)間之比）對(duì)于標(biāo)準(zhǔn) 555 振蕩器電路限制在 50% 到 100% 之間。但有些應(yīng)用可能需要將特定占空比設(shè)置為 50% 以下，即 t 1 （高電平）時(shí)間小于或短于t 2 （低電平）時(shí)間，后者由R A和R B之比決定。
　　當(dāng)R A的電阻變得比R B大得多時(shí)，占空比隨著R B趨近于零而增加至 1 (100%)。
　　同樣，隨著R B的電阻相對(duì)于R A的電阻增加，占空比接近 50%（或 1:1），輸出波形看起來(lái)更像方波。但是，要獲得完整的 50% 占空比，R A必須為零歐姆，這是不允許的，因?yàn)檫@會(huì)使V CC通過(guò)放電引腳 7 短路接地。
　　實(shí)現(xiàn)低于 50% 占空比的一種方法是在 RC 定時(shí)電路中加入一個(gè)二極管，如圖所示?！　?0% 占空比

　　555 電路第 1 部分低占空比
　　在基本 555 振蕩器電路的引腳 6 和 7 之間添加二極管D 1 ，可在充電周期內(nèi)使電阻器R B短路。
　　該二極管可以是任何通用硅二極管，它允許電容器直接從R A充電，因?yàn)镽 A和D 1有效地串聯(lián)，從而將電阻器R B從充電周期中移除，盡管仍然會(huì)有非常小的漏電流流過(guò)R B。
　　在放電周期中，當(dāng)引腳 3 的輸出為低電平時(shí)，二極管D 1反向偏置，因此電路的功能與通過(guò)電阻器R B放電到 555 的引腳 7之前相同。
　　因此，在充電周期中，當(dāng)輸出為高電平時(shí)，R A和C控制t 1計(jì)時(shí)周期，而在放電周期中，當(dāng)輸出為低電平時(shí)，R B和C控制t 2計(jì)時(shí)周期。
　　請(qǐng)注意，由于二極管D 1跨接在R B上，二極管 0.7 伏正向壓降使電路對(duì)電源電壓 Vcc 的變化更加敏感。因此，t 1時(shí)序表達(dá)式被修改為大約0.8RC，以解釋這個(gè)二極管壓降?！　?55 電路第 1 部分 – 改進(jìn)的占空比

　　我們可以通過(guò)添加第二個(gè)二極管D2與放電電阻R B串聯(lián)來(lái)改進(jìn)之前的電路，如圖所示。
　　改進(jìn)占空比的555振蕩器
　　由于加入了D2，充電周期內(nèi)流過(guò)R B 的任何并聯(lián)漏電流都將被完全阻斷，因?yàn)槎O管D2在此定時(shí)周期內(nèi)處于反向偏置。
　　在放電期間，由于二極管D 1在此周期內(nèi)反向偏置，因此電容器通過(guò)D 2和R B的串聯(lián)連接放電。
　　因此，定時(shí)電容器的充電和放電路徑變得相同，因?yàn)槎〞r(shí)電容器通過(guò)R A和D 1充電，通過(guò)R B和D 2放電，從而允許調(diào)整任一定時(shí)周期而不影響另一個(gè)定時(shí)周期。
　　作為本 555 電路第 1 部分教程的一部分，我們可以使用二極管制作一個(gè)有趣的改進(jìn)占空比電路版本，即如果使兩個(gè)定時(shí)電阻R A和R B相同，即R A  = R B，則占空比將正好為 50%，產(chǎn)生方波輸出波形。
　　再次，對(duì)標(biāo)準(zhǔn) 555 非穩(wěn)態(tài)振蕩器方程進(jìn)行輕微修改，以考慮二極管的包含，并且與以前一樣，由于正向二極管電壓下降，定時(shí)周期對(duì)電源電壓變化很敏感。
　　完全獨(dú)立的計(jì)時(shí)周期
　　我們可以再次改進(jìn)上述電路，用一個(gè)或兩個(gè)電位器代替固定值電阻器R B并將其與兩個(gè)二極管串聯(lián)。加入可變電阻器將允許 RC 充電和放電時(shí)序周期完全獨(dú)立變化，如圖所示?！　⊥耆?dú)立的 555 振蕩器

　　左側(cè)的定時(shí)電路顯示了振蕩器設(shè)計(jì)中兩個(gè)電位器的使用。使用兩個(gè)電位器VR 1和VR 2，每個(gè)電位器與二極管串聯(lián)。
　　現(xiàn)在可以獨(dú)立調(diào)整充電周期（輸出高）和放電周期（輸出低）的計(jì)時(shí)周期，從而完全控制占空比而不影響輸出頻率。上一個(gè)電路的一個(gè)更簡(jiǎn)單的替代變體是使用單個(gè)電位器同時(shí)控制兩個(gè)輸出計(jì)時(shí)周期，如右側(cè)電路所示。
　　當(dāng)電位器的電位器臂處于其中心位置時(shí)，點(diǎn) A 和電位器之間的電阻值等于點(diǎn) B 和電位器之間的電阻值。因此，R B的值現(xiàn)在變?yōu)閂 R1的值，輸出波形的占空比將等于 50%。從而產(chǎn)生脈沖調(diào)制方波形狀的輸出波形。
　　當(dāng)電位器的電位器臂從中心向點(diǎn) A 移動(dòng)時(shí)，占空比會(huì)減小。同樣，當(dāng)電位器的電位器臂從中心向點(diǎn) B 反向移動(dòng)時(shí)，占空比會(huì)增大。因此，輸出波形的占空比可以從低變到高，而輸出頻率不會(huì)發(fā)生任何重大變化。
　　我們可以進(jìn)一步將這個(gè)想法付諸實(shí)踐，將占空比為 50% 的 555 非穩(wěn)態(tài)電路轉(zhuǎn)換為允許我們將 t ON和 t OFF時(shí)間改變?yōu)榕c前一個(gè)電路類似的電路?？梢酝ㄟ^(guò)添加單個(gè)二極管和電位計(jì)（或一個(gè)二極管和兩個(gè)固定電阻）來(lái)改變此 ON/OFF（標(biāo)記/空間）比率，如圖所示?！　「淖?555 的占空比

　　改變555占空比
　　首次通電時(shí)，定時(shí)電容器 C 1未充電且輸出（引腳 3）變?yōu)楦唠娖?，因?C 1通過(guò)正向偏置二極管 D 1和電位器的一半 VR 1快速充電。
　　當(dāng) 555 的引腳 6（閾值）檢測(cè)到 2/3 Vcc 時(shí)，輸出引腳 3 切換至低電平，并且電容器 C 1通過(guò)電位器的另一半緩慢放電，因?yàn)楝F(xiàn)在二極管處于反向偏置狀態(tài)，直到引腳 2（觸發(fā)器）檢測(cè)到 1/3 Vcc 導(dǎo)致輸出，引腳 3 再次切換回高電平，再次重復(fù)該循環(huán)。
　　555 輸出為高電平的時(shí)間量稱為“標(biāo)記”，而 555 輸出為低電平的時(shí)間量稱為“空間”。因此，通過(guò)改變點(diǎn)“A”（最低）和點(diǎn)“B”（最高）之間的電位器，我們可以改變輸出波形的標(biāo)記與空間比率（其占空比），范圍在約 5%（位置 A）和最高 50%（位置 B）之間。請(qǐng)記住，如果標(biāo)記和空間長(zhǎng)度相同，則輸出將為 1:1。
　　該電路的優(yōu)點(diǎn)是，我們可以為各種脈沖和定時(shí)應(yīng)用生成較短的標(biāo)記（高電平）長(zhǎng)度或脈沖時(shí)間，以及非常長(zhǎng)的間隔（低電平）周期。如果我們反轉(zhuǎn)二極管 D 1的方向，我們可以創(chuàng)建一個(gè)間隔短但標(biāo)記周期長(zhǎng)的定時(shí)電路，即短的 OFF 脈沖但長(zhǎng)的 ON 持續(xù)時(shí)間。
　　這種基本可變占空比電路的缺點(diǎn)是，由于電位計(jì)兩半的相互作用，定時(shí)周期的持續(xù)時(shí)間會(huì)隨著電位計(jì)的調(diào)整而變化。為了彌補(bǔ)這一點(diǎn)，如果需要固定的定時(shí)周期 T，則必須調(diào)整或改變定時(shí)電容器 C 1的值。
　　可變定時(shí)電路的一個(gè)非常好的用途是利用脈沖寬度調(diào)制來(lái)控制直流電機(jī)的速度?！　∶}沖寬度調(diào)制電機(jī)控制

　　脈沖寬度調(diào)制或 PWM 是一種通過(guò)以不同的占空比不斷打開(kāi)和關(guān)閉負(fù)載來(lái)控制施加到負(fù)載的平均電壓值的方法。我們不是小心翼翼地向電機(jī)施加越來(lái)越少的電壓來(lái)控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，而是通過(guò)交替完全打開(kāi)和關(guān)閉電壓來(lái)控制電機(jī)的速度，這樣平均打開(kāi)時(shí)間產(chǎn)生的效果與改變電源電壓相同。
　　實(shí)際上，施加在電機(jī)端子上的控制電壓由 555 輸出波形的占空比控制，進(jìn)而控制旋轉(zhuǎn)速度。我們還可以使用這種脈沖寬度調(diào)制方法來(lái)控制燈或 LED 的亮度。
　　脈沖寬度調(diào)制控制
　　脈沖寬度調(diào)制速度控制
　　直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速由電位器控制，電位器又可將輸出波形的占空比從約 5% 改變到 95%。電阻器R 1限制流入開(kāi)關(guān)晶體管基極的電流，二極管D 3與電機(jī)并聯(lián)使用，以抑制電機(jī)開(kāi)啟和關(guān)閉時(shí)的電壓瞬變。
　　示例中給出的開(kāi)關(guān)晶體管是 BD220 NPN 功率晶體管，額定電壓為 70 伏，電流為 4 安，但任何等效晶體管都可以，只要它能夠安全地處理電機(jī)負(fù)載電流。開(kāi)關(guān)晶體管可能需要散熱器來(lái)散熱。