555 定时器可以配置外部连接的组件，如多谐振荡器、振荡器和定时器，时间间隔从几微秒到几个小时不等。由于 555 定时器是我们喜欢、且易于配置的芯片之一，让我们看看如何使用它来创建一些不同的 555 电路第 1 部分。
　　正如我们之前所见，555 定时器是 8 针双列直插式封装 (DIP) 中的单个器件，或 556 器件，后者在单个 14 针双列直插式封装中有两个 555 芯片。556 中的两个 555 定时器彼此独立运行，但共用一个 V CC电源和接地 (0V) 连接。
　　标准 TTL 555 可在 4.5 伏至 18 伏之间的电源电压下工作，其输出电压比其电源电压 V CC低约 2 伏。555 可以提供或吸收 200mA 的输出电流（但在此水平下可能会变热），因此电路变化不受限制。请注意，555、7555 和 7556 的 CMOS 版本可能具有不同的电压和电流额定值。

　　但首先让我们回顾一下可用于计算振荡频率的一些基本公式。

　　555电路振荡器
　　其中：t 1为输出高电平持续时间，t 2为输出低电平持续时间，T为输出波形的周期时间，?为输出波形的频率，0.693 = ln(2)当连接为非稳态振荡器时，电容器C通过R A和R B充电，但仅通过R B放电。
　　因此，占空比D由这两个电阻的比率决定。通过正确选择电阻R A和R B，可以轻松设置 50% 至 100% 之间的占空比。
　　总时间周期T定义为电容器充电时间t 1 (输出高电平) 加上放电时间t 2 (输出低电平)，电容器分别在 1/3Vcc 和 2/3Vcc 之间充电和放电。
　　在这种操作模式下，充电和放电时间以及频率?（定义为：1/T）与电源电压无关。

　　简单的 555 振荡器

　　基本的 555 振荡器电路用途非常广泛，在本 555 电路第 1 部分教程中，我们可以从中创建许多有趣的变体。简单的 555 自由运行非稳态振荡器电路通过单个电阻将引脚 3（输出）直接连接到定时电容器，如图所示。
　　简单的 555 振荡器

　　555 电路第 1 部分 简单的 555 振荡器

　　当引脚 3 的输出为高电平时，电容通过电阻充电。当电容两端的电压达到 2/3Vcc 时，引脚 6（阈值）会导致引脚 3 的输出改变状态并变为低电平。
　　电容器现在通过同一电阻器放电，直到引脚 2（触发器）达到 1/3Vcc，导致输出再次改变状态。电容器通过同一电阻器在 2/3Vcc 和 1/3Vcc 之间不断来回充电和放电，在输出引脚 3 处产生高电平和低电平状态。
　　由于电容器通过同一电阻器充电和放电，因此此基本布置的占空比非常接近 50% 或 1:1。产生的一系列方波输出脉冲的周期 (T) 等于约2(0.693)*RC 或 2lin(2)*RC。因此，输出波形频率等于：0.722/RC。
　　例如，如果我们想要生成 1kHz 输出方波波形，则使用元件值R = 3.3kΩ和C = 220nF 。
　　555 电路第 1 部分 – 快的 555 振荡器
　　通过改变R或C的值，可以使 555 非稳态多谐振荡器电路以任何所需的输出频率振荡。但是，我们可以从单个 555 定时器芯片产生的振荡频率是多少？
　　为了让 555 以频率运行（本教程为 555 电路第 1 部分），必须在输出状态从高变为低或从低变为高时立即连续重新触发它。通过移除 R和C定时元件并将输出信号直接反馈到触发输入，可以获得快的切换速度。
　　通过将输出（引脚 3）连接到触发输入（引脚 2）和阈值输入（引脚 6），每次输出改变状态时，它都会重新触发 555 再次改变状态。但是，输出波形不会是对称的或方波，而是一系列负脉冲。
　　使用此配置获得的振荡频率取决于电源电压、所用 555 芯片的类型（TTL 或 CMOS）以及制造商，因为内部电路因制造商而异。但可以在 5 伏电压下产生高达 350kHz 的输出频率。
　　555 电路第 1 部分 – 慢的 555 振荡器
　　如果我们回到本 555 电路第 1 部分教程中的前一个 555 振荡器电路，并将定时电容器替换为大容量电解电容器（例如 220uF 或 470uF 电容器），通过选择合适的定时电阻器，振荡频率可以降低到远低于 1Hz。如果是这种情况，那么 555 电路就不再是振荡器，而是成为定时器或延迟电路，其脉冲宽度可能是 10 秒。

　　555定时器电路

　　555 电路第 1 部分 慢的 555 定时器
　　在此延时电路中，阈值（引脚 6）和放电（引脚 7）在 RC 定时元件的连接处连接在一起，并且输出保持低电平且稳定，直到通过在触发输入（引脚 2）上施加负脉冲来触发 555 开始动作。
　　555 的触发端通过电阻R 1保持高电平，直到按钮开关S 1闭合。S 1的操作会瞬间将引脚 2 短路至地，因此电压低于 1/3Vcc，从而启动延迟周期。
　　一旦触发，引脚 3 上的输出将切换为高电平，持续时间由电路 RC 时间常数决定，并且不会对开关S 1的任何额外触发作出响应，直到达到定时延迟期之后，此时引脚 3 上的输出再次返回低电平。
　　这使得该手动触发单稳态电路在开关防抖应用中非常有用，因为无论按下开关多少次，都会产生单个脉冲。输出为高电平的单稳态输出脉冲周期的宽度为：1.1RC（以秒为单位） ，其中R以欧姆为单位，C以法拉为单位。
　　因此，对于我们简单的 555 时间延迟电路，输出处于高电平状态的输出延迟计算为：1.1*9100*10*10 -6  = 100ms 。通过选择适当的R和C值，可以获得几微秒到几个小时的输出延迟。然而，对于需要大值电解电容器的长定时延迟，定时周期通常不那么准确，因为电解电容器的公差可能非常大，高达 +/-50%。
　　可以通过将定时电阻改为电位计来补偿电容器的公差，或选择低泄漏电解电容器来克服这个问题。实际上，定时电阻不应超过约 10MΩ，定时电容器不应大于 470uF，因为两者结合起来会产生约 5170 秒或约 1.5 小时的延迟脉冲。
　　555 电路第 1 部分 – 修改的占空比
　　我们之前说过，占空比（即导通时间与总周期时间之比）对于标准 555 振荡器电路限制在 50% 到 100% 之间。但有些应用可能需要将特定占空比设置为 50% 以下，即 t 1 （高电平）时间小于或短于t 2 （低电平）时间，后者由R A和R B之比决定。
　　当R A的电阻变得比R B大得多时，占空比随着R B趋近于零而增加至 1 (100%)。
　　同样，随着R B的电阻相对于R A的电阻增加，占空比接近 50%（或 1:1），输出波形看起来更像方波。但是，要获得完整的 50% 占空比，R A必须为零欧姆，这是不允许的，因为这会使V CC通过放电引脚 7 短路接地。
　　实现低于 50% 占空比的一种方法是在 RC 定时电路中加入一个二极管，如图所示。

　　50% 占空比

　　555 电路第 1 部分低占空比
　　在基本 555 振荡器电路的引脚 6 和 7 之间添加二极管D 1 ，可在充电周期内使电阻器R B短路。
　　该二极管可以是任何通用硅二极管，它允许电容器直接从R A充电，因为R A和D 1有效地串联，从而将电阻器R B从充电周期中移除，尽管仍然会有非常小的漏电流流过R B。
　　在放电周期中，当引脚 3 的输出为低电平时，二极管D 1反向偏置，因此电路的功能与通过电阻器R B放电到 555 的引脚 7之前相同。
　　因此，在充电周期中，当输出为高电平时，R A和C控制t 1计时周期，而在放电周期中，当输出为低电平时，R B和C控制t 2计时周期。
　　请注意，由于二极管D 1跨接在R B上，二极管 0.7 伏正向压降使电路对电源电压 Vcc 的变化更加敏感。因此，t 1时序表达式被修改为大约0.8RC，以解释这个二极管压降。

　　555 电路第 1 部分 – 改进的占空比

　　我们可以通过添加第二个二极管D2与放电电阻R B串联来改进之前的电路，如图所示。
　　改进占空比的555振荡器
　　由于加入了D2，充电周期内流过R B 的任何并联漏电流都将被完全阻断，因为二极管D2在此定时周期内处于反向偏置。
　　在放电期间，由于二极管D 1在此周期内反向偏置，因此电容器通过D 2和R B的串联连接放电。
　　因此，定时电容器的充电和放电路径变得相同，因为定时电容器通过R A和D 1充电，通过R B和D 2放电，从而允许调整任一定时周期而不影响另一个定时周期。
　　作为本 555 电路第 1 部分教程的一部分，我们可以使用二极管制作一个有趣的改进占空比电路版本，即如果使两个定时电阻R A和R B相同，即R A  = R B，则占空比将正好为 50%，产生方波输出波形。
　　再次，对标准 555 非稳态振荡器方程进行轻微修改，以考虑二极管的包含，并且与以前一样，由于正向二极管电压下降，定时周期对电源电压变化很敏感。
　　完全独立的计时周期
　　我们可以再次改进上述电路，用一个或两个电位器代替固定值电阻器R B并将其与两个二极管串联。加入可变电阻器将允许 RC 充电和放电时序周期完全独立变化，如图所示。

　　完全独立的 555 振荡器

　　左侧的定时电路显示了振荡器设计中两个电位器的使用。使用两个电位器VR 1和VR 2，每个电位器与二极管串联。
　　现在可以独立调整充电周期（输出高）和放电周期（输出低）的计时周期，从而完全控制占空比而不影响输出频率。上一个电路的一个更简单的替代变体是使用单个电位器同时控制两个输出计时周期，如右侧电路所示。
　　当电位器的电位器臂处于其中心位置时，点 A 和电位器之间的电阻值等于点 B 和电位器之间的电阻值。因此，R B的值现在变为V R1的值，输出波形的占空比将等于 50%。从而产生脉冲调制方波形状的输出波形。
　　当电位器的电位器臂从中心向点 A 移动时，占空比会减小。同样，当电位器的电位器臂从中心向点 B 反向移动时，占空比会增大。因此，输出波形的占空比可以从低变到高，而输出频率不会发生任何重大变化。
　　我们可以进一步将这个想法付诸实践，将占空比为 50% 的 555 非稳态电路转换为允许我们将 t ON和 t OFF时间改变为与前一个电路类似的电路。可以通过添加单个二极管和电位计（或一个二极管和两个固定电阻）来改变此 ON/OFF（标记/空间）比率，如图所示。

　　改变 555 的占空比

　　改变555占空比
　　首次通电时，定时电容器 C 1未充电且输出（引脚 3）变为高电平，因此 C 1通过正向偏置二极管 D 1和电位器的一半 VR 1快速充电。
　　当 555 的引脚 6（阈值）检测到 2/3 Vcc 时，输出引脚 3 切换至低电平，并且电容器 C 1通过电位器的另一半缓慢放电，因为现在二极管处于反向偏置状态，直到引脚 2（触发器）检测到 1/3 Vcc 导致输出，引脚 3 再次切换回高电平，再次重复该循环。
　　555 输出为高电平的时间量称为“标记”，而 555 输出为低电平的时间量称为“空间”。因此，通过改变点“A”（）和点“B”（）之间的电位器，我们可以改变输出波形的标记与空间比率（其占空比），范围在约 5%（位置 A）和 50%（位置 B）之间。请记住，如果标记和空间长度相同，则输出将为 1:1。
　　该电路的优点是，我们可以为各种脉冲和定时应用生成较短的标记（高电平）长度或脉冲时间，以及非常长的间隔（低电平）周期。如果我们反转二极管 D 1的方向，我们可以创建一个间隔短但标记周期长的定时电路，即短的 OFF 脉冲但长的 ON 持续时间。
　　这种基本可变占空比电路的缺点是，由于电位计两半的相互作用，定时周期的持续时间会随着电位计的调整而变化。为了弥补这一点，如果需要固定的定时周期 T，则必须调整或改变定时电容器 C 1的值。
　　可变定时电路的一个非常好的用途是利用脉冲宽度调制来控制直流电机的速度。

　　脉冲宽度调制电机控制

　　脉冲宽度调制或 PWM 是一种通过以不同的占空比不断打开和关闭负载来控制施加到负载的平均电压值的方法。我们不是小心翼翼地向电机施加越来越少的电压来控制电机的转速，而是通过交替完全打开和关闭电压来控制电机的速度，这样平均打开时间产生的效果与改变电源电压相同。
　　实际上，施加在电机端子上的控制电压由 555 输出波形的占空比控制，进而控制旋转速度。我们还可以使用这种脉冲宽度调制方法来控制灯或 LED 的亮度。
　　脉冲宽度调制控制
　　脉冲宽度调制速度控制
　　直流电机的转速由电位器控制，电位器又可将输出波形的占空比从约 5% 改变到 95%。电阻器R 1限制流入开关晶体管基极的电流，二极管D 3与电机并联使用，以抑制电机开启和关闭时的电压瞬变。
　　示例中给出的开关晶体管是 BD220 NPN 功率晶体管，额定电压为 70 伏，电流为 4 安，但任何等效晶体管都可以，只要它能够安全地处理电机负载电流。开关晶体管可能需要散热器来散热。