前言

555 是偉大的 IC，簡單而實用，不時可以看到它的應用出現在生活之中。因此，我想來好好學習有關這顆 IC，做一些實驗以及 Demo 出來玩玩。

但凡簡單的東西必不簡單，身為一個電子電路門外漢，我想從一些基本的概念學起，用我的角度來紀錄學習，希望能幫到跟我一樣的電子小白。

緣起

其實會研究這個 IC 是因為學習 PLC 的過程中，不斷看到 Univibrator 這個詞。由於 PLC 是可程式化控制器，會提到這個詞大概就是指能夠撰寫 PLC 程式，利用 PLC 元件，使 PLC 控制器做到振盪器電路所做的事情。

本文概要

本篇文章不打算探討 PLC，而是打算從底層從電子元件出發，深入振盪器電路相關之概念。 而 555 IC 非常適合用來做這個主題的實驗，了解一些基本概念並從 555 IC 內部核心架構出發。

How a 555 Timer IC Works

名詞

• Univibrator：是早期用來特指「單穩態電路」的名稱（因為它只有一個穩定狀態，符合 “uni-” 的含義）。 後來，隨著概念擴展，有時 Univibrator 被用來泛指單穩態（monostable）和雙穩態（bistable）的電路，但這樣的用法不太精確。

• Multivibrator: 是指所有基於穩定狀態切換的振盪器電路，包括

  • 單穩態（Monostable Multivibrator），只有一種狀態是穩定的，其餘都是不穩定的，可以由某種方法使其進入暫態，但過時一段時間還是會回到穩定狀態。
  • 雙穩態（Bistable Multivibrator）
  • 非穩態（Astable Multivibrator）

• Flip flop: 就是指 Bistable 電子開關 switch，有 ON/OFF 2 個 stable 狀態，是 bi-stable operation。

  • RS flip flop(2 個 NOR gate 即可兜出)
  • D flip flop
  • JK flip flop
  • T flip flop

• combinational logic: whose output is a function of only the present inputs.

• sequential logic: whose output depends not only on the present input values but also on the past history.

555 IC

內部架構

555 IC

• 內部有兩個比較器：一個比較上閥值（2/3 VCC），另一個比較下閥值（1/3 VCC）。
• 比較器將外部的電容充放電電壓與這些閥值進行比較，作為邏輯判斷的依據。

透過幾種接線方式形成常用的三種模式:

• mono-stable: 持續一陣子的暫態，再回到穩態 (像門口感應燈的應用)
• bi-stable: 兩種穩態 (RS 觸發器，像電燈開關，ON / OFF)
• astable: 非穩態，沒有穩定狀態，會產生連續持續的波型 (PWM 電路)。

應用

RC 越大，暫態維持的時間越久。