555定時器（Timer）因內部有3個5K歐姆分壓電阻而得名，是一種多用途的模數混合集成電路，它能方便地組成施密特觸發器、單穩態觸發器與多諧振蕩器，而且成本低，性能可靠，在各種領域獲得了廣泛的應用。

其原理框圖如下圖所示：

其中，第2腳TRIG（Trigger）為外部低電平信號觸發端，第5腳為CONT（Control）為電壓控制端，可通過外接電壓來改變內部兩個比較器的基準電壓，不使用時應將該引腳串入0.01u電容接地以防止干擾。第6腳THRES（Threshold）為高電平觸發端，第7腳DISCH（Discharge）為放電端，與內部放電三極管的集電極相連，用做定時器時電容的放電。

555定時器最基本的功能就是定時，實質為一個單穩態觸發器，即外加信號一旦到來后，單穩態觸發器可以產生時間可控制的脈沖寬度，這個脈沖的寬度就是我們需要的定時時間。為更方便地描述555定時器的原理，我們首先用下圖所示電路來仿真一下單穩態觸發器電路：

該單穩態觸發器電路是負脈沖觸發，因此我們設置周期為50ms，而高電平寬度為49ms，亦即負脈沖（低電平）寬度為1ms，仿真波形如下圖所示：

從波形圖上可以看到，每來一個負脈沖（低電平）信號（橙色），則電路輸出固定寬度的脈沖（藍色），此電路的輸出脈沖寬度由電阻R1與電容C1決定，約為1.1R1C1（即1.1×1×10=11ms），我們將細節部分放大后測量一下輸出的實際數據，如下圖所示：

仿真輸出脈沖寬度約為11.0347ms，與理論值非常接近。為了更進一步分析電路的工作原理，我們用四通道示波器來跟蹤如下圖所示的三個信號波形：

其波形如下圖所示：

與之前的波形是一樣的，只不過加入了THR與DIS引腳（連接在一起的）的波形，我們將其中一部分放大如下圖所示：

555芯片內部的三個5K電阻將5V直流電源電壓，其中2/3（約3.3V）供給比較器CMP1的同相端，1/3（約1.6V）供給比較器CMP2的反相端。比較器CMP1的反相端經過電容C1接地，在電路剛剛上電時，由于電容C1兩端的電壓不能突變，反相端的電壓比同相端低，因此比較器CMP1輸出高電平H（由于RS觸發器是數字邏輯，因此后級電路按高電平H與低電平L來區別）。而對于比較器CMP2，同相端默認電平是高電平（負脈沖觸發），比反相端電壓1.6V高，因此，比較器CMP2輸出也為高電平H。

由于R=H，S=H，RS觸發器處于狀態保持，我們假設555定時芯片處于復位狀態，此時觸發器輸出為高電平H（也可以是低電平，最后的結果是一樣的），經過一個反相器NOT后，則電路輸出為低電平L，其狀態如下圖所示：

另一方面觸發器輸出的高電平H使三極管Q1飽和導通，此時第7腳DISCH被拉為低電平L（相當于電容C1處于放電狀態），這個引腳同時與比較器CMP1的反相端同電位，維持比較器CMP1輸出為H，此時電路為穩定狀態，且輸出為低電平，在這個寂寞的黑夜里，一邊靜靜地等待著外部觸發信號的到來，一邊欣賞著點點繁星的夜色，如下圖所示：

如果外部觸發（低電平）信號一直沒有到來，則電路一直保持輸出為低電平L，波形如下圖所示：

皇天不負有心人，終于等到了期待已久的負電平觸發脈沖，比較器CMP2的同相端電壓低于反相端電壓而輸出低電平L，由于R=H，S=L，RS觸發器處于置位狀態輸出低電平L，一方面經反相器NOT輸出高電平H，另一方面使三極管Q1截止，此時直流5V電源通過電阻R1對電容C1充電，第6腳THRESHOLD電位開始上升，如下圖所示：

在電容C1上的電壓還沒有超過3.3V（即VCC的2/3）前，比較器CMP1的輸出狀態是不會變化的，則如下圖所示：

在電容C1充電期間，如果輸入低電平觸發脈沖撤消（即當前輸入為高電平H），比較器CMP2輸出為高電平H，由于R=H，S=H，RS觸發器處于保持狀態，不影響電路的輸出狀態，如下圖所示：

當電容C1上電壓超過3.3V時，則比較器CMP1輸出為低電平L，由于R=L，S=H，觸發器因處于置位狀態而輸出高電平H，一方面經反相器NOT輸出低電平L，如下圖所示：

另一方面觸發器輸出的高電平H使三極管Q1飽和導通，此時第7腳DISCH被拉為低電平L（相當于電容C1處于放電狀態），這個引腳同時與比較器CMP1的反相端同電位，維持比較器CMP1輸出為高電平H，此時電路又返回穩定狀態，且輸出為低電平，又是這樣一個寂寞的黑夜里，一邊靜靜地等待著外部觸發信號的到來，一邊欣賞著點點繁星的夜色，如下圖所示：

此時波形如下圖所示：

當然，輸入觸發信號有可能在電容C1充電期間一直保持為低電平，電容C1充電超過VCC的2/3時，比較器CMP1輸出低電平，此時R=L，S=L，理論上RS觸發器不允許出現這種狀態，因此觸發器輸出一直為低電平L，也就是電容C1一直在充電直到5V電壓，如下圖所示

這也算是一種穩定狀態，但這種狀態是不允許出現的，也就是說，觸發信號的寬度至少不應該比定時的寬度要長。