认识模拟集成电路的NE555,了解集成电路工作原理

NE555是模拟电路中神一般的存在，可以不夸张的说掌握了NE555，就学会了模拟电路。

NE555起源于上个世纪70年代，由美国国家半导体公司发明，到现在还是非常流行。

NE555是一种集成电路，也被称为555计时器，它广泛应用于模拟电路中。NE555集成电路具有多种应用，包括方波发生器、多谐振荡器、脉冲宽度调制器、定时器等。它是一种通用、可靠、经济实惠的电路元件，可用于各种模拟电路设计。

模拟电路组成

NE555集成电路是模拟电路中非常重要的元件之一，它的多种应用使得它在各种电子设备中广泛使用。我们来一起读一读NE555的芯片手册C5157696。

芯片数据手册的功能框图中，这里面有几个不熟悉的东西，运放、比较器、双稳态触发器(由两个或非门组成)和反向门，下面一一做讲解。

比较器(运放)

运放是一种电路元件，可以处理两路电信号运放一般是通过比较输入信号的电压大小来产生输出信号的。在运放的差分输入端口，通常会接入两个电压信号，一个是(+IN)的电压，一个是(-IN)的电压。运放会通过放大、比较这两个电压信号的大小关系，然后产生一个输出电压信号。

需要配置输出的高电压，低电压和运放的阻抗。阻抗越大，运放对电路的影响越小。

反相门(非门)

反相门是高电压变低电压，低电压变高电压。

非门(NOT gate)：非门是一种只有一个输入端口和一个输出端口的逻辑门，它的输出等于输入的反向，即当输入为高电平时，输出为低电平，反之亦然。因此，非门有时也被称为“反相器”。下图是两种常见的画法。

或非门

或非门是电子电路中一种常见的元器件。

或非门(NORgate)是电子电路中常见的一种逻辑门。或非门的输出信号取决于所有输入信号的状态，但是只要有一个输入信号是高电平，那么它的输出信号就会是低电平;只有当所有的输入信号都是低电平时，它的输出信号才会是高电平。

换句话说，或非门就像一个大门，只有所有的输入都是关着的(低电平)，才会打开大门(输出高电平)，否则大门就会保持关闭(输出低电平)。

双稳态触发器

双稳态触发器是电子电路中一种常见的元器件。

1.有两个稳定状态低电压0态和高电压1态;

2.能根据输入信号S将触发置成0或1态;

3.输入信号消失后，被置成的0或1态能保存下来，

4.即具有记忆功能，直到R端高电压重置为止。

输出的电压根据你第一次输入的电压相关，具有记忆功能，直到R端被高电压电压重置。

完整的NE555的原理图

了解了NE555计时器之后，的主要我们参考文档一起把NE555的原理图画出来，以下是原理图和文档图的效果对比。

参考数据手册接出应用线路，步骤如下：

1.8号引脚和7号引脚之间接一个1k电阻。

2.7号引脚和6号引脚之间接一个100K电阻。

3.6号引脚和2号引脚之间短接。

4.2号引脚连接一个100nf的电容。

5.4号引脚拉高，不重置芯片。

6.5号引脚可以接一个0.01uf的电容滤波。

认真观察3号引脚输出的波形，这是一个典型的振荡器的波形，周期性的输出高电平和低电平。电容的充放电时间就是一个周期。

NE555工作原理

NE555是一种常用的集成电路，也被称为555定时器。它可以用来产生各种类型的脉冲波形，包括方波、脉冲、正弦波等。其工作原理是基于内部比较器、多种外部电阻和电容等元件构成的时序电路。NE555通常由电源电压Vcc、地GND、控制电压CV、输出OUT和复位RST等引脚组成。

NE555的工作原理是：当电源电压Vcc被接通时，电路开始工作，电容器C开始充电，直到其电压达到2/3的Vcc时，内部比较器的输出将变为高电平。此时，输出OUT也会由低电平变为高电平。当电容器C电压下降到1/3的Vcc时，内部比较器的输出将变为低电平，此时输出OUT也会由高电平变为低电平。电容器C又开始充电，电路又开始了一个新的周期。

周期T(秒)是由外部电容器C和两个外部电阻R1、R2的值决定的，公式为T=0.693×(R1+2×R2)×C。占空比D是指方波周期中高电平的时间比例，公式为D=(R1+R2)/(R1+2×R2)。因此，通过改变电容器C和电阻R1、R2的值，可以改变方波波形的周期和占空比。

总之，NE555工作的原理是基于时序电路的构建，通过改变外部电容器和电阻的数值来控制周期和占空比，实现各种脉冲波形的产生。

一般我们用芯片计算公式都会在里面给出，如果大家纠结公式的细节，就需要好好学习电学的各种知识。不过我们工程师以应用为主的话，只需要看数据手册就可以了。

0.693是自然对数e的一个近似值，通常也用符号In(2)表示。在NE555定时器的工作原理中，0.693是指电容器C充电或放电的时间常数，可以用来计算电容器充电或放电的时间。具体来说，当电容器充电或放电时，其电压会以指数形式增加或减小，电容器电压到达63.2%(即1-1/e)时，电容器的充电或放电时间就等于0.693×R×C，其中R是电阻的值，C是电容器的电容值。因此，0.693常常被用于计算电容器充电或放电的时间。在NE555定时器中，由于电容器充电或放电的时间常数是0.693×(R1+2×R2)×C，所以0.693也会出现在计算定时器的周期和占空比的公式中。