555 定时器电路的计算详解

来源：DigiKey

555 定时器电路输出信号的输出持续时间或频率，具体数值由电路的电阻和电容值确定。

单稳态模式 （也称为单触发模式）下，输出将是针对单个输入事件生成的单个短正脉冲，其持续时间由电路的电阻值和电容值决定。

输出脉冲持续时间

非稳态模式 （也称自由运行模式）下，555 定时器的输出是连续的矩形波输出信号，频率和高低电平时间可根据电路的电阻值和电容值计算得出。

高电平时间、低电平时间、频率：

详解

555 定时器 IC（集成电路）是目前最常见、普及最广的集成电路之一，可用于时钟定时、信号延迟、脉冲发生和信号振荡等几乎所有应用。

单稳态模式下，555 定时器 IC 与外部电阻和电容形成一个电阻电容电路。当将输入信号施加到触发引脚时，此 IC 内部即会工作，开始对电容器充电。当电容器两端的电压等于此 IC 供电电压的 2/3 时，电容器停止充电，电路的输出信号返回低电平状态，为下一个输入信号做好准备。

通过调节电阻值和电容值，改变电容器的充电速度，可以缩短或延长矩形输出波形的持续时间。

非稳态模式下，555 定时器通过两个电阻和一个电容，在输出信号所处高电平和低电平比例固定的情况下，就会形成一个具有特定频率的连续矩形波输出。当处于非稳态模式的 555 定时器首次通电时，电容器开始充电，驱动高电平输出信号。然后，电容器会一直充电，直至其电压等于此 IC 供电电压的 2/3。此时，电容器开始放电，驱动低电平输出信号。当电容器上的电压下降到此 IC 供电电压的 1/3 时，电容器再次开始充电，驱动高电平输出信号，重复上述过程。

当通过 555 定时器 IC 充放电时，电容器在高低电平两种输出状态之间切换。这些状态的持续时长以及周期的重复速度是电阻值和电容值的函数。

示例

单稳态

对输出信号的持续时长可按如下方式进行建模：时间（以秒 (T) 为单位）等于常数 1.1 乘以电阻 R（以欧姆 (Ω) 为单位）再乘以电容 C（以法拉 (F) 为单位）。

因此，对于电阻值为 10,000 欧姆 (Ω)、电容值为 1,000 微法 (1000 µF) 的电路，其输出信号的总时长如下

非稳态

通过非稳态模式下的连续输出信号，您可以确定以赫兹 (Hz) 为单位的频率、信号重复时间以及信号处于高电平和低电平状态下的持续时长。使用以欧姆 (Ω) 为单位的 R1 和 R2 的值、以法拉 (F) 为单位的电容值 C1，就可求出定义输出信号的所有三个值。

因此，对于电阻器阻值分别为 10,000 (10k) 欧姆 (Ω) 和 15,000 (15k) 欧姆 (Ω) 、电容值为 10 微法 (µF) 的电路，其输出信号具有以下特征：

高电平时间

低电平时间

频率

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