摘要

NE555P 通常被称为 555 定时器集成电路，是一种应用广泛、功能多样的集成电路 (IC)，最初由瑞士工程师 Hans Camenzind 于 1971 年在加利福尼亚州的半导体先驱 Signetics 公司工作时设计。555 定时器以其简便性和适应性而闻名，已成为众多电子应用中的重要元件，从简单的定时器和脉冲发生器到脉宽调制 (PWM) 和振荡电路等更复杂的任务都有它的身影。其强大的性能和易于集成的特点巩固了其在教育和专业电子环境中的重要地位。NE555P 的意义不仅在于其技术指标，还在于其历史影响。该集成电路的设计采用了极简架构，只需很少的外部元件，因此工程师和业余爱好者都能很容易地理解和实现它。555 定时器的工作电压范围通常在 4.5V 至 18V 之间，与各种电源和电子系统的兼容性令人印象深刻，可确保在各种条件下可靠运行。其内部配置包括 25 个晶体管、2 个二极管和 15 个电阻器，使其能够有效地用作定时器、振荡器或触发器电路。NE555P 的多功能性还体现在它的三种主要工作模式上：单稳态、双稳态和三稳态。在单稳态模式下，集成电路响应外部触发器产生单个输出脉冲，适用于需要精确时间延迟的应用。星稳态模式有利于连续振荡，是产生时钟信号或重复脉冲的理想选择。双稳态模式允许 555 定时器在收到触发信号之前保持两种稳定输出状态之一，适用于切换应用和基本存储功能。这些工作模式使 555 定时器能够应用于一系列实用的创新应用，从简单的 LED 闪烁器到消费电子产品和工业设备中的复杂定时电路。尽管电子技术在不断进步，但 NE555P 仍以其低成本、广泛的可用性和久经考验的可靠性而备受青睐。在过去的五十年中，NE555P 已售出数十亿件，成为工程师、教育工作者和电子爱好者工具包中的基本工具。555 定时器集成电路经久不衰的受欢迎程度证明了其设计的独创性及其对全球电子电路和系统发展的深远影响。

历史

NE555P 通常被称为 555 定时器集成电路，其丰富的历史始于其发明者汉斯-卡门茨德。Camenzind 出生于瑞士，移居美国后最初在以干电池闻名的 P. R. Mallory 公司工作，1968 年转到 Signetics 公司。

.Signetics 由前飞兆半导体工程师创立，他们认为电子产品的未来在于集成电路，而不仅仅是晶体管。1971 年，卡门钦德与 Signetics 签订合同，设计出 555 定时器集成电路。这份合同对 Camenzind 相当有利，因为它为他提供了一年一半的薪水，并让他可以使用所有必要的电子设备。从简单的定时器到复杂的脉冲发生任务，这一标志性集成电路很快成为各种应用中不可或缺的器件。555 定时器集成电路以其简单和多功能而著称，因而得到广泛应用。时至今日，仍有多家制造商生产其原始的双极形式以及低功耗 CMOS 变体。尽管技术在不断发展，但 555 定时器仍然是教育和专业领域的主流产品，显示了它对电子领域的持久影响。汉斯-卡门津德的贡献不仅限于 555 定时器。1969 年，他将锁相环概念引入集成电路，进一步展示了他的创新能力。1977 年卖掉自己的公司 InterDesign 后，他开始追求各种兴趣，包括写作和研究电子历史。他于 2007 年出版的《几乎一无所有》一书反映了他对电子技术历史和发展的深深痴迷。卡门津德于 2012 年 8 月 8 日去世，但他的遗产通过无处不在的 555 定时器和他对电子领域的众多贡献得以延续。

设计与规格

NE555P 是经典 555 定时器集成电路的变体，具有简单明了的结构和最少的外部元件，使其在电子电路中易于理解、集成和故障排除。

.555 定时器最初由 Hans Camenzind 于 1971 年设计，当时他受雇于加利福尼亚州的 Signetics 半导体公司。最初的设计在 1971 年夏天进行了审查，并在卡门钦德决定使用直接电阻而不是恒流源时进行了重大修改，从而将所需的引脚数量从 9 个减少到 8 个。这一设计变更使得集成电路可以采用 8 引脚封装，而不是 14 引脚封装，从而简化了使用和制造过程。NE555P 的工作电压范围很广，通常为 4.5V 至 18V，因此可与各种电子系统和电源兼容。NE555P 以其在各种工作条件（包括温度变化和电源电压波动）下的坚固性和可靠性而著称。NE555P 的内部结构包括 25 个晶体管、2 个二极管和 15 个电阻器，可用作定时器、振荡器或触发器电路。NE555P 的主要特点之一是它的输出电路，可提供源电流或灌电流，最大负载可达 200 mA。这一功能使 NE555P 可用于各种应用，从简单的定时电路到更复杂的脉宽调制 (PWM) 控制。输出电平在 5V 至 15V 的供电范围内定义明确，在 5V 供电时与 TTL 输入无缝对接，确保与其他数字元件兼容。NE555P 的另一个显著特点是成本低廉、广泛普及，使业余爱好者、学生和专业人士都能使用。NE555P 设计简单、灵活性强，在过去 50 年里已售出数十亿件，成为电子产品界的中流砥柱。定时器仍然是教育目的和各种实际应用（如伺服控制器、玩具、空间应用和 D 类放大器）的热门选择。

功能性

555 定时器集成电路 (IC) 是一种用途广泛的电子元件，能够以三种不同的模式工作：单稳态、双稳态和三稳态，每种模式都具有独特的定时功能。

单稳态模式

在单稳态模式下，555 定时器根据外部触发信号产生单个输出脉冲。这种模式通常用于动画装饰和电动道具中的 "TRY ME "按钮等应用中，按下按钮会启动一个包括灯光、声音和动作的短动画序列，然后系统会自动复位。

.输出脉冲的持续时间由连接到定时器的外部电阻和电容决定。该功能还可用于在电动道具或动画装置中创建定时运动激活。

静态模式

当需要连续振荡时，则采用恒定模式。在该模式下，555 定时器产生连续的方波输出，在高电平和低电平状态之间交替。定时元件，即两个电阻器（R1 和 R2）和一个电容器（C1），决定了高电平状态（T_high）和低电平状态（T_low）的持续时间。

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• T_high = 0。
• T_low = 0。
• 总周期 (T) = 0。
• 频率 (f) = 1 / T = 1。Astable 模式特别适用于生成时钟脉冲、音调生成和其他需要稳定一致的方波信号的应用。

双稳态模式

双稳态模式也称为触发器模式，它允许 555 定时器保持两种稳定输出状态（高电平或低电平）之一，直到接收到触发或复位脉冲。在这种配置下，555 定时器无需定时电容器即可工作，根据触发器（引脚 2）和复位（引脚 4）输入端的信号切换输出状态。

.这种模式对于诸如去抖开关和形成基本存储单元等应用非常有价值，因为在这些应用中，需要手动或触发控制来打开和关闭设备。555 定时器的内部电路包括分压网络中的三个 5K 电阻器，这是 555 定时器的主要特征，也是其名称的由来。此外，集成电路还包含两个比较器、一个触发器、一个放电晶体管和一个输出级等元件。

應用領域

德州仪器的 NE555P 定时器集成电路是一种通用性很强的元件，广泛应用于各种电子应用中。其标准化的引脚配置和详细的数据表使其可以直接集成到电子电路中，从而提高了其易用性

.这款集成电路凭借其可靠性和稳定的运行，被广泛应用于业余爱好者项目和商业应用中。NE555P 经常用于定时功能，可广泛应用于各种实际项目。例如，它可用于制造能够驱动小型扬声器的低功耗音频放大器、模仿钢琴声的玩具风琴电路以及用于计秒的数字秒表电路。此外，NE555P 还是制作 3x3x3 LED 立方体电路和简单 LED 闪烁电路的重要元件，深受电子爱好者的喜爱。此外，NE555P 还可用于更复杂的应用，如家用电器的红外遥控开关、使用红外传感器检测障碍物的汽车停车保护电路以及用于可调照明解决方案的 PWM LED 调光器。NE555P 的多功能性还扩展到了工业用途，包括具有射频遥控功能的可编程开关定时器和高速公路速度检测器。NE555P 对各种电源的适应性以及在 4.5V 至 16V 电源电压范围内保持稳定振荡器工作的能力，进一步提高了它在不同项目中的实用性。该集成电路文档齐全、易于使用、性能可靠，因此仍然是许多应用的首选。

变体

NE555 定时器集成电路最初开发于 20 世纪 70 年代，多年来出现了许多变体，每种变体都是根据不同的应用和性能要求定制的。其中，NE555N 和 NE555P 因其相同的引脚配置而脱颖而出，这简化了它们在各种电路中的互换性，无需进行大量修改

.虽然 555 系列的所有集成电路都具有相同的引脚布局，但它们的规格不一定相同。

双极和 CMOS 版本

NE555 最初是一种双极集成电路，使用双极结型晶体管 (BJT)。该版本与 NE555 集成电路一样，以性能稳定而著称，但由于功耗和电流尖峰较高，不太适合低功耗应用。

.这种限制导致了 555 定时器 CMOS 版本的开发，如 TI TLC555 和 7555。使用互补金属氧化物半导体 (CMOS) 技术的 CMOS 变体具有显著的优势，包括更宽的电源容差、更低的驱动要求，以及与双极定时器相比更低的电流消耗。

具体变体及其特征

1. NE555N 和 NE555P:这两种变体都具有简单明了的结构，只需极少的外部元件，因此很容易集成到电子电路中并排除故障。它们的工作电压范围很宽（通常从 4.5V 到 18V），因此可与各种电子系统和电源兼容。此外，这些变体在各种工作条件下（包括温度变化和电源电压波动）都具有良好的稳定性和可靠性。
2. NA555、SE555 和 NE555:这些变体展示了对电路设计至关重要的一系列工作特性。例如，在 25°C 时测量的定时间隔初始误差，NE555 为 1%，SE555 为 1.5%，NA555 为 0.5%。定时间隔的温度系数也各不相同，NE555 为 50 ppm/°C，SE555 为 100 ppm/°C，NA555 为 30 ppm/°C。

套餐和现代改编

虽然金属罐版 555 定时器已不再供应，但 DIP-8 封装仍在使用。此外，还推出了芯片级的新型表面贴装封装。一些制造商还针对现代电子设计的特殊需求，推出了简化版，以减少引脚布局。尽管取得了这些进步，但 555 定时器仍然是一种多功能元件，爱好者可以为独特的应用组装定制版本，或将其作为学习项目。

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与其他计时器的比较

NE555P 由德州仪器公司开发，因其体积小巧、价格适中、应用领域广泛，是 DIY 电子领域中的常用多功能定时器。

.与其他定时器电路相比，NE555P 具有单稳态、双稳态和天稳定等多种工作模式，每种模式都具有独特的特性和功能，因此适用于各种应用。在单稳态模式下，NE555P 作为单次定时器工作，在触发时产生单脉冲电流。这种模式通常用于产生精确的时间延迟，例如在按下按钮 5 秒后准确关闭 LED。相比之下，它的星稳态模式允许连续振荡，因此适合产生时钟信号、频率调制和用于电机控制的脉宽调制（PWM）信号。而双稳态模式则用于需要在两种状态之间切换输出的切换应用。其他定时器，如 4017B 和 4020B 十进制分频器，可提供扩展的定时功能，但通常需要更复杂的配置和额外的元件。例如，利用 555 定时器和 4020B 14 级分频器的组合，可以创建一个实用的继电器输出定时器电路，实现 1 分钟到 100 分钟的时间延迟。如果需要更长的延迟时间（最长可达 20 小时），则可将 4017B 集成到 555 的输出和 4020B 的输入之间，以实现 81,920 的总分频比。这些配置突出了 555 定时器在更复杂的定时器设计中的灵活性和范围。此外，NE555P 在创建由电阻电容 (RC) 充电电路、比较器和输出单元组成的基本定时器电路方面的易用性也尤为突出。由电阻器控制的电容器充电时间是决定定时间隔的关键，这种简单性使其成为初学者和高级用户的首选。

技术限制

尽管 NE555P 用途广泛，功能多样，但在技术上也存在一定的局限性。一个值得注意的限制是，在某些变体中，并非所有功能都能通过引脚实现，例如 558 芯片，它主要是为单稳态多谐器应用而设计的

.此外，虽然 NE555P 性能可靠稳定，但其生产过程并不一定包括所有参数的测试。这对于需要精确和详尽参数测试的应用尤为重要。德州仪器指出，产品符合其标准保修条款规定的规格，但并非所有参数都能在生产过程中进行测试。另一个限制与可用的封装类型有关。NE555 最初设计为 9 引脚配置，但后来改为 8 引脚封装，这可能会影响特定应用的设计选择和集成。对于关键应用，建议用户注意这些限制，并查看最新的数据表和生产数据，以了解有关参数测试和合规性的最新信息。

著名实施案例

555 定时器由 Hans Camenzind 于 1971 年在 Signetics 工作时发明，已被广泛应用于从商业产品到业余爱好者项目等各个领域。最初的设计非常坚固耐用，用途广泛，40 多年来基本保持不变，是历史上使用时间最长的设计之一。

.555 定时器最早和最著名的应用之一是在 Commodore 64 计算机中，它被用于计时和控制应用。除计算机外，555 定时器还被应用于玩具甚至航天器中，证明了它在各种苛刻环境中的可靠性和通用性。最初的双极技术 555 定时器不需要辐射加固，只需经过严格的测试，即可执行太空任务。555 定时器有三种主要工作模式：单稳态（单次触发）、双稳态（振荡器）和双稳态（触发器），这是其广泛应用的基础。这些模式使 555 定时器可以在无数电路中用于定时、脉冲发生和振荡功能。NE555N 和 NE555P 等变体的详细数据表一应俱全。虽然现代商业产品大多采用片上系统 (SoC) 设计来取代 555 定时器，以减少元件数量和降低成本，但 555 定时器在业余爱好者群体中仍然很受欢迎。它价格低廉，可直接集成到电子电路中，是 DIY 电子爱好者的首选元件。555 定时器经久不衰的受欢迎程度证明了其设计的独创性及其应用的深远影响。