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17页NE555NE555NE555NE555 中文资料详解中文资料详解 555 芯片引脚图及引脚描述 555 的 8 脚是集成电路工作电压输入端,电压为 5~18V,以 UCC 表示;从分压器上看 出,上比较器 6 脚 A1 的5脚接在 R1 和 R2 之间,所以 5 脚的电压固定在 2UCC/3 上;下比 较器 A2 接在 R2 与 R3 之间,A2 的同相输入端电位被固定在 UCC/3 上 NE555NE555NE555NE555 管脚功能介绍:管脚功能介绍: 1 脚为地2 脚为触发输入端;3 脚为输出端,输出的电平状态受触发器控制,而触发 器受上比较器 6 脚和下比较器 2 脚的控制 当触发器接受上比较器 A1 从 R 脚输入的高电平时,触发器被置于复位状态,3 脚输出 低电平; 2 脚和 6 脚是互补的, 2 脚只对低电平起作用, 高电平对它不起作用, 即电压小于 1Ucc/3, 此时 3 脚输出高电平 6 脚为阈值端, 只对高电平起作用, 低电平对它不起作用, 即输入电 压大于 2 Ucc/3,称高触发端,3 脚输出低电平,但有一个先决条件,即 2 脚电位必须大于 1Ucc/3 时才有效。
3 脚在高电位接近电源电压 Ucc,输出电流最大可打 200mA 4 脚是复位端,当 4 脚电位小于 0.4V 时,不管 2、6 脚状态如何,输出端 3 脚都输出低 电平 5 脚是控制端 7 脚称放电端,与 3 脚输出同步,输出电平一致,但 7 脚并不输出电流,所以 3 脚称为 实高(或低) 、7 脚称为虚高 1555 集成电路的框图及工作原理 555 集成电路开始是作定时器应用的,所以叫做 555 定时器或 555 时基电路但后 来经过开发,它除了作定时延时控制外,还可用于调光、调温、调压、调速等多种控制及计 量检测此外,还可以组成脉冲振荡、单稳、双稳和脉冲调制电路,用于交流信号源、电源 变换、频率变换、脉冲调制等由于它工作可靠、使用方便、价格低廉,目前被广泛用于各 种电子产品中,555 集成电路内部有几十个元器件,有分压器、比较器、基本 R-S 触发器、 放电管以及缓冲器等,电路比较复杂,是模拟电路和数字电路的混合体,如图 1 所示 555 芯片管脚介绍 555 集成电路是 8 脚封装,双列直插型,如图 2(A)所示,按输入输出的排列可看成如图 2(B)所示其中 6 脚称阈值端(TH),是上比较器的输入;2 脚称触发端(TR),是下比较器的 输入; 3脚是输出端(Vo), 它有O和1两种状态, 由输入端所加的电平决定; 7脚是放电端(DIS), 它是内部放电管的输出,有悬空和接地两种状态,也是由输入端的状态决定;4 脚是复位端 (MR), 加上低电平时可使输出为低电平; 5 脚是控制电压端(Vc),可用它改变上下触发电平值; 8 脚是电源端,1 脚是地端。
图 2 555 集成电路封装图 我们也可以把 555 电路等效成一个带放电开关的 R-S 触发器,如图 3(A)所示,这个特 殊的触发器有两个输入端:阈值端(TH)可看成是置零端 R,要求高电平,触发端(TR)可看成 是置位端 S,要求低电平,有一个输出端Vo,Vo 可等效成触发器的 Q 端,放电端(DIS)可看 成是由内部放电开关控制的一个接点,由触发器的 Q 端控制:Q=1 时 DIS 端接地,Q=0 时 DIS 端悬空另外还有复位端 MR,控制电压端 Vc,电源端 VDD 和 地端 GND这个特殊的触发器有两个特点: (1)两个输入端的触发电平要求一高一低,置零端 R 即阈值端(TH)要求高电平,而置位端 s 即触发端(TR)则要求低电乎; (2)两个输入端的触发电平使输出发生翻转的阈值电压值也不同,当 V c 端不接控制电压时, 对 TH(R)端来讲,2/3VDD 是高电平 1,1/3VDD 是高电平 1,2/3VDD 时,输出又翻转成 Vo=O,暂稳态结束TD 就是单稳电路的定时时间或 延时时间,它和定时电阻 RT 和定时电容 CT 的值有关:TD=1.1RTCT 图 4 人工启动型 555 单稳电路 2)脉冲启动型 将 555 电路的 6、7 脚并接起来接在定时电容 CT 上,用 2 脚作输入就成为脉冲启动型 单稳电路,如图 5(a)所示,电路的 2 脚平时接高电平,当输入接低电平或输入负脉冲时才启 动电路,用等效触发器替代 555 后见图 5 6)所示,下面分析它的工作原理: 稳态:接上电源后,R=1,S=1,输出 Vo=0,DIS 端接地,CT 上的电压为 0 即 R=0, 输出仍保持 Vo=0,这是它的稳态。
暂稳态:输入负脉冲后,输入 S=0,输出立即翻转成 Vo=1,DIS 端开路,电源通过RT 向 CT 充电, 暂稳态开始 经过时间 TD 后, CT 上电压上升到2/3VDD 时, 输入又成为 R=1, S=1,这时负脉冲已经消失,输出又翻转成 Vo=0,暂稳态结束这时内部放电开关接通, DIS 端接地,CT 上电荷很快放到零,为下一次定时控制作准备电路的定时时 间 TD=1.1RTCT 这两种单稳电路常用作定时延时控制 图 5 脉冲启动型单稳电路 6555 双稳电路 常见的 555 双稳电路有两种: 1)R-S 触发器型双稳 将 555 电路的 6、2 脚作为两个控制输入端,7 端不用,就成为一个 R-S 触发器注意 两个输入端的触发电平和阈值电压不同,如图 6(a)所示,有时可能只有一个控制端,这时另 外一个控制端要设法接死,根据电路要求可以把 R 端接到电源端,如图 6(b)所示,也可以 把 S 接地,用 R 端作输入 有两个输入端的双稳电路常用作电机调速、 电源上下限告警等用途 有一个输入端的双 稳电路作为单端比较器用于各种检测电路 图 6 555 构成 R-S 触发器 2)施密特触发器型双稳 将 555 电路的 6、2 脚并接起来接成只有一个输入端的触发器,如图 7(a)所示,这个触 发器输出电压和输入电压的关系是一个长方形的回线形,如图 7(b)所示,从曲线可知,当输 入 V1=0 时输出 Vo=1,当输入电压从 0 上升到2/3VDD 后,Vo 翻转成 0,当输入电压从最 高值下降到1/3VDD 后,Vo 又翻转成 1。
由于它的输入有两个不同的阈值电压,所以,这 种电路常用于电子开关,各种控制电路、波形的变换和整形,如图 8 所示 图 7 555 构成施密特触发器 图 8 波形的变换和整形 6. 555 振荡器电路(无稳电路) 由 555 定时器构成的多谐振荡器如图 9(a)所示,其工作波形见图 9(b) 接通电源后,电源 VDD 通过 R1 和 R2 对电容 C 充电,当 Uc1/3VDD 时,振荡器输出 Vo=1,放电管截止当 Uc 充电到≥2/3VDD 后,振荡器输出 Vo 翻转成 0,此时放电管导通, 使放电端(DIS)接地,电容 C 通过 R2 对地放电,使 Uc 下降当 Uc 下降到≤1/3VDD 后, 振荡器输出 Vo 又翻转成 1,此时放电管又截止,使放电端(DIS)不接地,电源 VDD 通过 R1 和 R2 又对电容 C 充电,又使 Uc 从 1/3VDD 上升到 2/3VDD,触发器又发生翻转,如此周而 复始,从而在输出端 Vo 得到连续变化的振荡脉冲波形脉冲宽度 TL≈0.7R2C,由电容 C 放电时间决定;TH=0.7(R1+R2)C,由电容 C 充电时间决定,脉冲周期 T≈TH+TL。
图 9 555 构成多谐振荡器 上面仅讨论了由 555 定时器构成的几种典型应用实例 实际上, 由于 555 定时器灵敏度 高,功能灵活,因而在电子电路中获得广泛应用 ne555 原理图及例子(555 原理图) 我们知道,555 电路在应用和工作方式上一般可归纳为 3 类每类工作方式又有很多个不 同的电路 在实际应用中,除了单一品种的电路外,还可组合出很多不同电路,如:多个单稳、 多个双稳、单稳和无稳,双稳和无稳的组合等这样一来,电路变的更加复杂为了便 于我们分析和识别电路,更好的理解 555 电路,这里我们这里按 555 电路的结构特点进行 分类和归纳,把 555 电路分为 3 大类、8 种、共 18 个单元电路每个电路除画出它的标准 图型,指出他们的结构特点或识别方法外,还给出了计算公式和他们的用途方便大家 识别、分析 555 电路下面将分别介绍这 3 类电路 单稳类电路 单稳工作方式,它可分为 3 种 第 1 种(图 1)是人工启动单稳,又因为定时电阻定时电容位置不同而分为 2 个不同 的单元,并分别以 1.1.1 和 1.1.2 为代号他们的输入端的形式,也就是电路的结构特点 是:“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT”。
单稳类电路 单稳工作方式,它可分为 3 种 第 1 种(图 1)是人工启动单稳,又因为定时电阻定时电容位置不同而分为 2 个不 同的单元,并分别以 1.1.1 和 1.1.2 为代号他们的输入端的形式,也就是电路的结构 特点是:“RT-6.2-CT”和“CT-6.2-RT” 第 2 种(图 2)是脉冲启动型单稳,也可以分为 2 个不同的单元他们的输入特点都 是“RT-7.6-CT”,都是从 2 端输入1.2.1 电路的 2 端不带任何元件,具有最简单的 形式;1.2.2 电路则带有一个 RC 微分电路 第 3 种(图 3)是压控振荡器单稳型压控振荡器电路有很多,都比较复杂为简单起 见,我们只把它分为 2 个不同单元不带任何辅助器件的电路为 1.3.1;使用晶体管、 运放放大器等辅助器件的电路为 1.3.2图中列出了 2 个常用电路 双稳类电路 这里我们将对 555 双稳电路工作方式进行总结、归纳555 双稳电路可分成 2 种 第一种(见图 1)是触发电路,有双端输入(2.1.1)和单端输入(2.1.2)2 个单 元单端比较器(2.1.2)可以是 6 端固定,2 段输入;也可是 2 端固定,6 端输入。
第 2 种(见图 2)是施密特触发电路,有最简单形式的(2.2.1)和输入端电阻调整偏 置或在控制端(5)加控制电压 VCT 以改变阀值电压的(2.2.2)共 2 个单元电路 双稳电路的输入端的输入电压端一般没有定时电阻和定时电容这是双稳工作方式的 结构特点2.2.2 单元电路中的 C1 只起耦合作用,R1 和 R2 起直流偏置作用 无稳类电路 第三类是无稳工作方式无稳电路就是多谐振荡电路,是 555 电路中应用 最广的一类电路的变化形式也最多为简单起见,也把它分为三种 第一种(见图 1)是直接反馈型,振荡电阻是连在输出端 VO 的 第二种(见图 2)是间接反馈型,振荡电阻是连在电源 VCC 上的其中第 1 个单元电路(3.2.1)是应用最广的第 2 个单元电路(3.2.2)是方波振荡电 路第 3、4 个单元电路都是占空比可调的脉冲振荡电路,功能相同而电路结构 略有不同,因此分别以 3.2.3a 和 3.2.3b 的代号 第三种(见图 3)是压控振荡器由于电路变化形式很复杂,为简单起见,只分成最简单 的形式(3.3.1)和带辅助器件的(3.3.2)两个单元图中举了两个应用实例 无稳电路的输入端一般都有两个振荡电阻和一个振荡电容。
只有一个振荡电阻的可 以认为是特例例如:3.1.2 单元可以认为是省略 RA 的结果有时会遇上 7.6.2 三端 并联,只有一个电阻 RA 的无稳电路,这时可把它看成是 3.2.1 单元电路省掉 RB 后的 变形 以上归纳了 555 的 3 类 8 种 18 个单元电路,虽然它们不可能包罗所有 555 应用电 路,古话讲:万变不离其中,相信它对我们理解大多数 555 电路还是很有帮助的 各种应用电路 555 触摸定时开关 集成电路 IC1 是一片 555 定时电路,在这里接成单稳态电路平时由于。
