方雄，聂俊飞，练 杰
（邵阳学院电气工程系，湖南邵阳422000）
摘要：555定时器是一种集数模等多功能为一体的中规模集成功能电路，其具有电路结构简单、使用灵活方便等优点，被广泛应用在脉冲产生、整形、定时和延迟等自动控制电路中。介绍了基于555定时器的数字触摸开关组成和工作原理，并进行了仿真设计。
关键词：555定时器；数字触摸开关；仿真设计
中图分类号：TP391文章编号：1006 - 2394( 2016) 04 - 0032 - 02
0引言
触摸电子开关以它方便自如的操作方式受到人们的青睐。假若将它与家用电器如台灯、电炊具等配合使用，则更是别具一格。通常的触摸开关往往是由数字集成触发器（如D触发器）所构成的。然而，555定时器虽然是一种模拟集成电路，但它仍具有RS触发器的功能，尤其是近年来因其廉价而通用的特点使它的应用普及率越来越高。为了更好地满足人们的日常生活需要，省去繁琐过程的同时实现智能化，本文主要利用555定时器的RS触发器功能，实现数字触摸开关的仿真。
1仿真功能
该仿真以555定时器为核心，接成单稳态电路，当用手接触开关铜片时，即打开继电器接通电源并开始定时，此时灯光打开，时间一到继电器便会自动断开灯光熄灭，数字触摸感应延时开关能较好地解决延时照明条件，使灯光在人走后能自动进行关闭。
2仿真硬件组成
该仿真的硬件主要包括以下两个主要模块：555定时器模块、继电器模块。其中555定时器模块主要完成延时控制功能，继电器模块完成电路的开关功能。
2.1 555定时器模块
555定时器是一种模拟和数字功能相结合的中规模集成器件。555定时器成本低，性能可靠，只需要外接几个电阻、电容，就可以实现本设计所需的单稳态触发器。
如图1所示，555定时器的各个引脚功能如下：
1脚：外接电源负端VSS或接地，一般情况下接地；
2脚：低触发端TR;
3脚：输出端Vo；
4脚：直接清零端。当此端接低电平，则时基电路不工作，此时不论TR、TH处于何电平，时基电路输出为“0”，该端不用时应接高电平；
5脚：V c为控制电压端。若此端外接电压，则可改变内部两个比较器的基准电压，当该端不用时，将该端串人一只0. 01μF电容接地，以防引入干扰；
6脚：高触发端TH;
7脚：放电端。该端与放电管集电极相连，用做定时器时电容的放电；
8脚：外接电源VCC，双极型时基电路VCC的范围是4.5～16 V。
2.2继电器模块
继电器是一种电子控制器件，它具有控制系统（又称输入回路）和被控制系统（又称输出回路），通常应用于自动控制电路中，它实际上是一种“自动开关”，在设计中起着转换电路的作用。
3 555定时器组成的单稳态电路
用555定时器构成的单稳态触发器是负脉冲触发的单稳态触发器，其暂稳态维持时间为T w = I n R C=1. 1RC，仅与电路本身的参数R、C有关。555定时器组成的单稳态电路和工作波形如图2所示。
4 总体设计及仿真
平时由于触摸片P端无感应电压，电容C1通过555第7脚放电完毕，第3脚输出为低电平，继电器KS释放，电灯不亮，数字触摸开关总体设计图如图3所示。
当需要开灯时，用手触碰一下金属片P，人体感应的杂波信号电压由C2加至555的触发端，使555的输出由低变成高电平，继电器KS吸合，电灯点亮。同时，555第7脚内部截止，电源便通过R1给C1充电，这就是定时的开始。当电容C1上电压上升至电源电压的2/3时，555第7脚导通使C1放电，使第3脚输出由高电平变回到低电平，继电器释放，电灯熄灭，定时结束。
仿真结果表明在VC模拟压力传感器产生的信号后，555定时器产生高电平，继电器闭合，灯泡开始发光，达到设定时间后，555输出低电平，继电器断开，灯泡自动熄灭，仿真设计图如图4所示。
5结束语
本文通过基于555定时器的数字触摸开关仿真设计展现了一种数字触摸感应延时开关的仿真方法，不仅较好地解决延时照明条件，使灯光在人走后能自动进行关闭，而且它体积小、发热量低、寿命长、耗电量小、反应速度快、易控制，极大地满足了人们的日常生活需要，除此之外继电器的使用也达到了安全断电的要求。
