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NE555应用电路

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时基电路NE555是一种应用极其广泛的电路,它有很多优异的性能,如:定时精度高;工作速度和可靠性高;电源电压范围宽,能和数字电路直接连接;输出功率大,可直接驱动小电器;结构简单,使用灵活。用它可组成各种波形的脉冲振荡器、定时延时电路、双稳触发电路、检测电路、电源变换电路,频率变换电路等等,被广泛应用于自动控制、测数,通讯等各个领域,可创新、制作许多电子产品。

实例一、电热灭蚊器控制电路

市售电热灭蚊器都是连续通电加热的,一片灭蚊片一般只能使用一夜。根据实验观察发现,灭蚊器在刚通

电1h内效果最佳,室内蚊子即被击毙或

丧失叮咬能力。随着灭蚊片被连续加热,

由于药液的挥发,到了下半夜后,灭蚊

效果开始下降。根据这一特点,笔者设

计一种间断通电加热器,电路如右图所

示,使电热灭蚊器处于工作1.5h、休息

0.5h、再工作1.5h…循环通电工作状

态,这样不但能提高灭蚊的效果,而且

也延长了灭蚊片的使用期限,据试用一

片灭蚊片使用两夜,效果也很好。

555时基电路接成周期为2h左右的

多谐振荡器,③脚输出高电平时间为1.5h,此时晶闸管VTH导通,使插

在X里的电热灭蚊器通电工作,同时LED发光指示;③脚输出低电平的时间为0.5h,此时VTH关断,灭蚊器停止工作,同时LED熄灭。Cl要求采用CBB一400V聚丙烯电容器,其他元器件无特殊要求。线路板图如右所示。

实例一中,电器工作(即通电加热)时间决定于电路的充电时间,由R2、R3、C3的数值决定,电器停止(即不加热)时间决定于电路的放电时间,只由R3、C3的数值决定,改变它们可改变电器的工作及间歇时间,换用不同的R、C参数可实现对不同电器或不同用途的需要;还可以把两只电阻R2、R3用一只电位器代替,用于调节电器的工作及间歇时间,适应不同需要或不同场合,非常方便。请同学调换元件进行试验,设计制作新的电器控制器。

实例二、聋人用视觉“门铃”电路

聋人用视觉“门铃”是利用照相机闪光灯的频闪管作为光源,其闪光强烈,即使在大白天也能引起人们注意。它适合聋人或听觉低下且在噪杂环境下作为门铃使用。

聋人用视觉“门铃”的电路如下图所示,整个电路由555时基电路、高压发生器及闪光发生电路等几部分组成。

来访者按动门铃开关SB时,电容C积蓄的电荷通过SB迅速泄放,使得555时基集成电路的②脚变为低电平,555时基电路迅速置位,③脚输出高电平,发光二极管LED点亮。同时由三极管VT及变压器T1组成的电感三点式振荡器得电起振,振荡电压经二次绕组升压再经二极管VDl整流、电容C3滤波即可获得约300V以上的直流高压,此高压经R4向电容C4、C5,充电,当电容C5两端的充电电压达到170V时,氖泡V击穿,触发变压器T2输出高压,启动闪光管H闪光,同时,电容C5放电,V熄灭,电

容C5重新充电,电路重复上述过程。如此周而复始,闪光管H就一次次闪光告知主人有客人来访。

闪光管H的工作时间受555时基电路组成的延迟电路控制,延迟时间为t=1.1R1·C1≈11s。客人按动SB松手后,正电源即通过R1向电容C1充电,约经11s后,C1两

端电压即555时基电路的

阈值端⑥脚达到2/3VDD

时,555时基电路即复位,

输出端③脚输出低电平,

高压发生器与闪光发生

电路停止工作,电路处于

静止守候状态。

V可选用40W日光灯启辉器里的氖气泡。H为傻瓜照相机用的Φ3mm×23mm的闪光管。T1、T2均可选用照相机闪光灯电路中的现成品。C3~C5要求采用耐压为400V以上的耐高压电解电容器,其他元器件无特殊要求。

【思考与启发】无论是电热灭蚊器控制电路,还是聋人用视觉门铃电路,都是以时基电路NE555为核心电路制作的,实例一是接成了多谐振荡器,即通过2、6脚和7脚所接的RC充放电回路,周期性的充放电(7脚为放电端),使输出端3脚高低电平周期变换,只是这种振荡器的周期很长,周期为2h左右。实例二是接成了单稳态触发器,即通过2、6脚所接的RC充放电回路,由按钮按下控制放电,松开后RC充电的时间,决定电路处于输出端3脚为高电平的时间,这实际就是一个触发定时器电路。这两种电路在实际中应用很多,且可以两种组合使用,灵活运用可以设计出很多实用电路。

实例三、触摸式防盗报警器

结合制作以下介绍的“触摸式防盗报警器”电路(它是NE555两种接法在同一电路中组合使用的例子),测量两只NE555在电路处于不同状态时各管脚的电压(提示:一般的万用表电阻挡无法测量充电电容的正极,因为万用表内阻的影响使电容无法正常充放电),用示波器观察波形,以熟悉NE555的特性,积累经验,便于以后制作与维修。

本触摸式防盗报警器,其触摸电极A(可由多只电极并联)可安装在门、窗及保险柜的把手等易于触摸的部位,只要盗贼手触摸到该部位,报警器就会发出响亮的报警声。

电路工作原理

该触摸式防盗报警器电路由单稳态触发器和双稳态多谐振荡器组成,如图所示。

单稳态触发器由时基集成电路ICl、触摸电极A和有关外围元件组成。双稳态多谐振荡器由时基集成电路IC2和有关外围阻容元件组成。平时,ICl的2脚为高电平,3脚输出低电平,多谐振荡器不工作,扬声器BL中无声音。当有盗贼进入警戒区域并用手触摸某一只触摸电极时,将会在ICl 的2脚产生一个负脉冲,该负脉冲使ICl内部的单稳态触发器翻转,由稳态变为暂态,ICl的3脚由低电平变为高电平。此高电平使多谐振荡器振荡工作,从IC2的3脚输出音频信号,驱动扬声器BL发出报警声。

电阻器R2和电容器C1的数值决定IC1变为暂态后的持续时间。电阻器R3、R4和电容器C3的数值决定多谐振荡器的振荡频率。

元器件选择R1~R4均选用1/4W碳膜电阻器。C1和C5选用耐压值为25V 电解电容器;C2-C4选用涤纶电容器或独石电容器。ICl和IC2均选用NE555或μA555时基集成电路。BL选用8吋、0.25~0.5W电动式扬声器。线路板图如上图所示。

很多NE555的实用电路,接法不同或参数不同,就有不同的功用。请同学对比并试制以下小仪器电路,举一反三,创新制作更多实用的新产品。

实例四、光耦合器快速测试仪电路

下图是一个光耦合器快速测试仪电路,555时基电路接成超低频振荡器,振荡频率约2Hz,若待测光耦合器是完好的,合上开关S后,发光管LED应闪闪发光;如果LED常亮不闪或根本不亮,说明光耦合器已损坏。调节RP可以改变发光管LED的闪烁频率,可根据各人需要进行调整。

实例五、逻辑电平测试器电路

逻辑电平测试器电路如右图所示,它可用来检测电平频率不太高的逻辑电平,对于TTL电平、CMOS电平均可测试。

555时基电路在这里用作滞后电平比较器,当探针接触高电平时,555时基电路复位,③脚输出低电平,LEDl点亮,LED2熄灭;当探针接触低电平时,555时基电路置位,③脚输出高电平,因而LEDl熄灭,LED2点亮发光。在测量时如遇到频率稍

高,眼睛来不及观察判别逻辑电

平高低情况,此时可根据LEDl

与LED2不同的发光强度来估计

脉冲占空比的大小,是大于

50%,还是小于50%。占空比大

于50%时,则LED2较亮,反之

则LEDl较亮。用本测试器测试

TTL电平时,应先调整电位器RP,使555时基电路⑤脚的电平为2.4V,这时2.4V以上时为高电平,1.2V以下为低电平。用它测试CMOS电平时,本机电源电压G应与被测逻辑线路的电源电压相近,并且电位器RP的中心头应断开不用,这时高于电源电压的2/3为高电平,低于电源电压的1/3为低电子。

实例六、晶体管快速测试仪电路

晶体管快速测试仪电路如右图所示。555时基电路接成无稳态低频振荡器,振荡频率约300Hz。300Hz方波信号由集成块③脚输出,然后分为三路:一路经R6、发光二极管LEDl、LED2加到待测晶体管的集电极c;一路经R5直接加至待测晶体管的基极b;另一路经三极管VT反相放大后加至待测晶体管的发射极e。显然,加到待测晶体管集电极和基极的方波振荡信号是同相位的,而加到待测晶体管发射极的方波振荡信号与上述两路信号是反相的。假如被测晶体三极管是NPN型好管,则当555时基电路③

脚输出方波振荡信号为正半周,即③脚为高电平时,被测管导通,LEDl 发光管点亮;信号负半周时,即③脚为低电平时,被测管截止,LEDl 、LED2均不亮,即信号一个周期内,有一半时间LEDl 点亮,由于振荡频率为300Hz 左右,因为人眼视觉暂留效应,总的看起来LEDl 一直亮,LED2一直灭。如果被测管是PNP 型好管,依照上面相同分析,可知LEDl 一直熄灭,LED2一直点亮。

如果被测管是已被击穿的坏管,则正半周LEDl 亮,负半周LED2亮,总的看起来,两个发光管同时都亮。如果被测管内部断路损坏,则两个发光管都不会点亮发光。由上面分析可知,该仪器不但能快速测出晶体三极管的好坏,而且还能判别三极管是NPN 型还是PNP 型。制作时参见线路板图。

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