555时基经典电路51例
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时基电路555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。
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脚道通使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。
定时长短由R1、C1决定:T1=1.1R1*C1。
按图中所标数值,定时时间约为4分钟。
D1可选用1N4148或1N4001。
相片曝光定时器附图电路是用555单稳电路制成的相片曝光定时器。
用人工启动式单稳电路。
工作原理:电源接通后,定时器进入稳态。
此时定时电容CT的电压为:VCT=VCC=6V。
对555这个等效触发器来讲,两个输入都是高电平,即VS=0。
继电器KA不吸合,常开点是打开的,曝光照明灯HL不亮。
按一下按钮开关SB之后,定时电容CT立即放到电压为零。
于是此时555电路等效触发的输入成为:R=0、S=0,它的输出就成高电平:V0=1。
继电器KA吸动,常开接点闭合,曝光照明灯点亮。
按钮开关按一下后立即放开,于是电源电压就通过RT向电容CT充电,暂稳态开始。
当电容CT上的电压升到2/3VCC既4伏时,定时时间已到,555等效电路触发器的输入为:R=1、S=1,于是输出又翻转成低电平:V0=0。
继电器KA释放,曝光灯HL熄灭。
暂稳态结束,有恢复到稳态。
曝光时间计算公式为:T=1.1RT*CT。
本电路提供参数的延时时间约为1秒~2分钟,可由电位器RP调整和设置。
电路中的继电器必需选用吸合电流不应大于30mA的产品,并应根据负载(HL)的容量大小选择继电器触点容量。
2.3.1 555时基电路的介绍和内部结构555集成电路定时器是一种将模拟功能和逻辑功能集成在同一硅片上的单片时基电路。
它的型号很多,如FX555,5G555,J55,UA555,NE555,它们的逻辑功能与外部引线排列完全相同,555定时器的电源电压范围宽,双极型555定时器为5~16V,CMOS555定时器为3~18V,它可提高与TTL,CMOS的数字电路兼容的接口电平。
由于555定时器价格低廉,使用灵活方便,只需外接少量元件就可构成多种模拟和数字电路,因而极广泛地应用在波形产生与变换,测量与控制,家用电器及电子玩具领域,它的外部引脚555定时器能在较宽电压范围工作,输出交电平不低于90%电源电压,带拉电流负载和电流负载能力可达到200MA。
图2-3 555定时器外部引脚555时基电路由运算放大电路器A1,A2组成电压比较器,由F1F2组成的基本R—S触发器以及由F3和NPN型集成电极开路输出的放电三极管TD等组成的输出级和放电开关。
其中电压比较器的分压偏置电阻采用三个阻值相同的5K电阻,所以电路因此特征而被命名为“555时基电路”。
555时基电路的内部结构图如图2-4。
图2-4 555时基电路图2.3.2 555时基电路的工作原理及功能电压比较1)分压器3个5K 电阻组成,为两个A1和A2提供基准电平,如控制端CO,则经分压后,A的基准电平为2/3Ucc,B的基准电平为1/3Ucc,如改变管脚的接法就改变了两个电压比较器的基准电平2)比较器比较器A1,B2是两个结构和性能完全相同的高精度电压比较器,其输出直接控制着基本R-S触发器的状态。
TH是比较器A1的输入端,TR是比较器A2的输入端。
当TH输入信号使U6》2/3Ucc,则A1输出交电平,否则A输出为低电平,当R输入信号使号使V2》1/3Ucc,A2输出为低电平,否则输出高电平3)基本R—S触发器基本R——S触发器要求低电平触发,图中F1的输入端接UC1,为置O输入端(R),F2的输入端接Uc2为置输入端(S)。
实验八-555时基电路实验八555时基电路一、实验目的1、熟悉555型集成时基电路的电路结构、工作原理及其特点2、掌握555型集成时基电路的基本应用二、实验原理集成时基电路称为集成定时器,是一种数字、模拟混合型的中规模集成电路,其应用十分广泛。
它是一种产生时间延迟和多种脉冲信号的电路,由于内部电压标准使用了3个5K电阻,故取名555电路。
其电路类型有双极型和CMOS型两大类,二者的机构与工作原理类似。
几乎所有的双极型产品型号最后的三位数码都是555或556;所有的CMOS产品型号最后四位数码都是7555或7556,二者的逻辑功能和引脚排列完全相同,易于互换。
555和7555是单定时器。
556和7556是双定时器。
双极型的电源电压Vec=+5V~+15V,输出的最大电流可达200mA。
CMOS 型的电源电压为+3~+18V。
1、555电路的工作原理555电路的内部电路方框图如图所示。
它含有两个电压比较器,一个基本RS触发器,一个放电开关管T,比较器的参考电压由三只5KΩ的电阻器构成分压器提供。
它们分别使高电平比较器A1的同相输入端和低电平比较器A2的反相输入端的参考电平为Vcc和Vcc。
A1与A2的输出端控制RS触发器状态和放电管开关状态。
当输入信号自6脚,即高电平触发输入并超过参考电平Vcc 时,触发器复位,555的输出端3脚输出低电平,同时放电开关管导通;并输入信号自2脚输入并低于Vcc时,触发器置位,555的3脚输出高电平,同时放电开关管截止。
RD是复位端,当RD=0,555输出低电平。
平时RD端开路或接Vcc。
Vc是控制电压端(5脚),平时输出Vcc作为比较器A1的参考电平,当5脚外接一个输入电压,即改变了比较器的参考电平,从而实现对输出的另一种控制,在不接外电压时,通常接一个0.01μf的电容器到地,起滤波作用,以消除外来的干扰,以确保参考电平的稳定。
为放电管,当T导通时,将给接于脚7的电容器提供低电阻放电通路。
《数字电路》555时基电路实验一、实验目的1、掌握555时基电路的结构和工作原理,学会对此芯片的正确使用。
2、学会分析和测试用555时基电路构成的多谐振荡器、单稳态触发器、R-S触发器等三种典型电路。
二、实验原理实验所用的555时基电路芯片为NE556,同一芯片上集成了二个各自独立的555时基电路,各管脚的功能简述如下(参见图12-1和图12-2):,输出端OUT端呈低电平,DIS端导通。
TH:高电平触发端,当TH端电压大于2/3VCCTR:低电平触发端,当TR端电平小于1/3V CC时,输出端OUT端呈高电平,DIS端开断。
DIS:放电端,其导通或关断,可为外接的RC回路提供放电或充电的通路。
R:复位端,R=0时,OUT端输出低电平,DIS端导通。
该端不用时接高电平。
VC:控制电压端,VC接不同的电压值可改变TH、TR的触发电平值,其外接电压值,该端不用时,一般应在该端与地之间接一个电容。
范围是0~VCCOUT:输出端。
电路的输出带有缓冲器,因而有较强的带负载能力,可直接推动TTL、CMOS电路中的各种电路和蜂鸣器等。
:电源端。
电源电压范围较宽,TTL型为+5V~+16V,CMOS型为+3~+18V,本实验 VCC= +5V。
所用电压VCC芯片的功能如表12-1所示,管脚如图12-1所示,功能简图如图12-2所示。
表12-1图12-1 时基电路芯NE556管脚图图12-2 时基电路功能简图图12-3 测试接线图图12-4 多谐振荡电路555时基电路的应用十分广泛,在波形产生、变换、测量仪表、控制设备等方面经常用到。
采用555时基电路构成的多谐振荡器、单稳态触发器和R-S触发器的电路分别见图12-4、图12-6和图12-7。
由555时基电路构成的多谐振荡器的工作原理是:利用电容充放电过程中电容电压的变化来改变加在高低电平触发端的电平的变化,使555时基电路内RS触发器的状态置“1”、置“0”,从而在输出端获得矩形波。
555时基电路简单应用原理篇简介:时基电路是模拟-数字混合式集成芯片,其最初设计的目的是取代机械延时器件,它具有定时精度高、温度漂移小、速度快、可直接与数字电路相连、结构简单、功能多、有一定负载驱动能力等特点,因此,迅速在电子定时器、电子检测、控制、报警、电子乐器、信号的产生与调制等方面获得广泛应用。
器件识别:555时基电路一般有两种封装形式:一、金属圆管壳封装(现已少见);二、双列直插8角DIP封装(见图)。
其上表面大多标有“555”字样,如:国产5G555、SL555、FX555等;国外NE555、LM555、MC14555、CA555、UA555、SN52555、LC555等。
但需注意,并不是所有标“555”字样的都为时基电路,像MM555、AD555、NE5555、AHD555等。
内部电路:时基电路一共集成21个晶体三极管、4个晶体二极管、16个电阻器组成两个高精度电压比较器、一个RS触发器、一个放电晶体管和3只全等5K电阻分压器,时基电路框图见下表:管脚说明:1脚:接地端;2脚:低触发端,<=1/3Vcc;33脚:输出端,最高达200mA;4脚:强制复位端,低电平有效,不用时接Vcc或悬空;5脚:基准电压调节端,不需调节时可悬空或通过0.01uf电容接地;6脚:高触发端,>=2/3Vcc;7脚:放电端;8脚:电源正极,电压范围4.5V~18V。
原理说明:一.单稳态工作方式:如图为集成定时器555构成的单稳态工作方式原理图,其阀值电压输入端6脚与放电端7脚短接,并外接定时网络Rt和Ct,复位端4脚不使用(接Vcc),触发端2脚接到微分网络Rd和Cd,外输入负极性触发信号经微分后去触发定时器,控制端5脚不使用,外接抗干扰电容到地端。
设初始状态触发电压输入端2脚无信号输入,电路输出端3脚输出电压V0=0,电路处于复位状态,此时芯片内放电管导通,定时电容Ct被短路,Vct=0,阀值电压输入端6脚被置0,电路处于稳态。
555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。
见图示。
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。
LM555/LM555C 时基电路)LM555其引脚主要功能如下:引脚主要功能 1 地 2 触发 3 输出 4 复位 5 控制电压 6 门限7 放电8 电源电压Vcc◆功能简介LM555/LM555C 系列是美国国家半导体公司的时基电路。
我国和世界各大集成电路生产商均有同类产品可供选用,是使用极为广泛的一种通用集成电路。
LM555/LM555C 系列功能强大、使用灵活、适用范围宽,可用来产生时间延迟和多种脉冲信号,被广泛用于各种电子产品中。
555 时基电路有双极型和CMOS 型两种。
LM555/LM555C 系列属于双极型。
优点是输出功率大,驱动电流达200mA。
而另一种CMOS 型的优点是功耗低、电源电压低、输入阻抗高,但输出功率要小得多,输出驱动电流只有几毫安。
另外还有一种双时基电路LM556,14脚封装,内部有两个相同的时基电路单元。
◆特性简介直接替换SE555/NE555。
定时时间从微秒级到小时级。
可工作于无稳态和单稳态两种方式。
可调整占空比。
输出端可接收和提供200mA 电流。
输出电压与TTL 电平兼容。
温度稳定性好于0.005%/℃。
◆应用范围精确定时脉冲发生连续定时频率变换脉冲宽度调制脉冲相位调制◆封装形式TO-5金属封装DIP8 双列直插封装◆引脚说明引脚编号符号功能说明1 GND 地线2 TR 触发3 OUT 输出4 RES 复位5 CV 控制电压6 TH 阀值7 DIS 放电8 VCC 电源◆代换电路以下各厂商的同型号电路均可直接代换。
国家半导体摩托罗拉德州仪器日电飞利浦日立西格尼蒂克LM555 MC1455 NE555 μPC1555 CA555 HA17555 SE555◆极限参数电源电压+18V耗散功率(注1)LM555H、LM555CH 760mWLM555N、LM555CN 1180mW工作温度范围LM555C 0℃至+70℃LM555 -55℃至+125℃存储温度范围-65℃至+150℃焊接信息双列直插封装(DIP)锡焊(10 秒)260℃小外形封装(SOP)汽相焊(60 秒)215℃红外焊(15 秒)220℃注1:对于运行在更高温度环境的器件必需降低额定值使用。
555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。
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脚道通使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。
定时长短由R1、C1决定:T1=1.1R1*C1。
按图中所标数值,定时时间约为4分钟。
D1可选用1N4148或1N4001。
相片曝光定时器附图电路是用555单稳电路制成的相片曝光定时器。
用人工启动式单稳电路。
工作原理:电源接通后,定时器进入稳态。
此时定时电容CT的电压为:VCT=VCC=6V。
对555这个等效触发器来讲,两个输入都是高电平,即VS=0。
继电器KA不吸合,常开点是打开的,曝光照明灯HL不亮。
按一下按钮开关SB之后,定时电容CT立即放到电压为零。
于是此时555电路等效触发的输入成为:R=0、S=0,它的输出就成高电平:V0=1。
继电器KA 吸动,常开接点闭合,曝光照明灯点亮。
按钮开关按一下后立即放开,于是电源电压就通过RT向电容CT充电,暂稳态开始。
当电容CT上的电压升到2/3VCC既4伏时,定时时间已到,555等效电路触发器的输入为:R=1、S=1,于是输出又翻转成低电平:V0=0。
继电器KA释放,曝光灯HL熄灭。
暂稳态结束,有恢复到稳态。
曝光时间计算公式为:T=1.1RT*CT。
本电路提供参数的延时时间约为1秒~2分钟,可由电位器RP调整和设置。
电路中的继电器必需选用吸合电流不应大于30mA的产品,并应根据负载(HL)的容量大小选择继电器触点容量。
利用555时基电路制成的低频振荡(闪烁发光电路)电路一电路图如图是一种闪烁发光电路,该电路正常工作时,两只发光二极管将同时一闪一闪地发光。
该电路的工作原理555音频振荡器工作原理相仿,所不同的是将电容Cl的容量增大到4.7μF。
因此,电路的振荡频率很低,NE555的3脚电位高低变化的速度减慢。
当3脚输出高电平时,发光二极管VDl、VD2同时通电发光。
当3脚输出低电平时,两只发光二极管都熄灭。
电路中的R3电阻值越大,发光亮度越小;R3阻值越小,则发光亮度越大。
值得注意的是,R3阻值如图是一种闪烁发光电路,该电路正常工作时,两只发光二极管将同时一闪一闪地发光。
该电路的工作原理555音频振荡器工作原理相仿,所不同的是将电容Cl的容量增大到4.7μF。
因此,电路的振荡频率很低,NE555的3脚电位高低变化的速度减慢。
当3脚输出高电平时,发光二极管VDl、VD2同时通电发光。
当3脚输出低电平时,两只发光二极管都熄灭。
电路中的R3电阻值越大,发光亮度越小;R3阻值越小,则发光亮度越大。
值得注意的是,R3阻值不宜太小,否则流过发光二极管的电流过大,电路耗电较大,对发光二极管会产生不利影响,甚至烧毁。
通常,流过发光二极管的电流可控制在10~20mA之间为佳。
1 555时基电路的特点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。
图1 555集成电路内部结构图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。
555时基电路实验说明:555定时电路是模拟—数字混合式集成电路。
555定时电路分为双极型和CMOS两种,其结构和原理基本相同。
从结构上看,555定时电路由2个比较器、1个基本RS触发器、1个反相缓冲器、1个三极管管和3个5kΩ电阻组成分压器组成,因此命名555定时电路。
NE556为双时基电路,管脚图如下:四、实验内容及步骤1.利用NE556构成多谐振荡器按原理图接线,用双踪示波器观察输出波形2.利用NE556构成单稳态触发器电路按原理图接线,用双踪示波器观察输出波形制作的D类放大器时基集成电路NE555应用老铎D类放大器具有体积小、效率高的特点。
这里介绍一个用555电路制作的简易D类放大器。
它是利用555电路构成一个可控的多谐振荡器,音频信号输入到控制端得到调宽脉冲信号(如图),基本能满足一般的听音要求。
制作的D类放大器时基集成电路NE555应用,输出的音质和L 、C3有很大关系。
我们知道D类放大器具有体积小、效率高的特点。
这里介绍一个用555电路制作的简易D类放大器。
它是利用555电路构成一个可控的多谐振荡器,音频信号输入到控制端得到调宽脉冲信号(如图),基本能满足一般的听音要求。
由IC 555和R1、R2、C1等组成100KHz可控多谐振荡器,占空比为50%,控制端5脚输入音频信号,3脚便得到脉宽与输入信号幅值成正比的脉冲信号,经L、C3接调、滤波后推动扬声器。
时基集成电路555并不是一种通用型的集成电路,但它却可以组成上百种实用的电路,可谓变化无穷,故深受人们的欢迎。
555时基电路具有以下几个特点:(1)555时基电路,是一种将模拟电路和数字电路巧妙结合在一起的电路;(2)555时基电路可以采用4.5~15V的单独电源,也可以和其它的运算放大器和TTL电路共用电源;(3)一个单独的555时基电路,可以提供近15分钟的较准确的定时时间;(4)555时基电路具有一定的输出功率,最大输出电流达200mA,可直接驱动继电器、小电动机、指示灯及喇叭等负载。
555电路运用大全利用555时基集成电路的基础电路可以设计、开发出许多电子小实验与科技制作。
下面介绍几种,供大家参考。
1.触摸延时“小灯”图5-43是它的电路,它将触摸开关发光二极管的实验中加入延时电路,调整可调电阻阻值和电容量达到延时效果。
要想增加延时的时间,就调换大容量的电容,如400μF、1000μF等。
如果作为夜间床头定时灯、楼道定时灯等,可拆去发光二极管和电阻,换一个6伏的小灯即可。
图5-432.触摸延时音乐门铃图5-44是它的电路图,与图5-45比较,将触摸延时“小灯”电路中拆去发光二极管,改为连接音乐片电路即可。
它可以当作门铃使用,也可安置在人手触摸处作为瞬间报警器。
图5-443.手控行车红绿灯指示器模型图5-45是它的电路图,先做一个红绿灯灯架,将红绿发光二极管固定在灯架上,按图连接后,只要向下按动按键,则红灯变为绿灯,手一离开便又成为红灯。
图5-454.可自动控制的行车红绿灯指示器模型图5-46是它的电路图,只将上图的手控改为磁控,再加上延时电路,就可以将上述模型改为路灯自动控制。
先制作一个街道模型和指示灯架,将干簧管设在指示灯前方的道路模型的下方。
在一辆模型汽车的底部粘一块磁铁。
当汽车行过干簧管上方时,电路导通,红灯变为绿灯,汽车继续向前行驶,由于延时电路作用,使绿灯亮一段时间,保证汽车驶过路口。
需要注意的是根据汽车模型的速度,调整干簧管的位置和电路延时的时间。
图5-465.灯塔模型先用硬纸做一个灯塔模型。
图5-47是它的电路图,它只取闪光电路的一部分——一个绿发光二极管作为塔灯。
最后调整好闪烁时间。
图5-476.夜间打灯光靶图5-48是它的电路图,它与闪光电路相比,集成电路的脚①是单独与负极却是经过干簧管与负极连接。
先按图14做一个一碰便可以翻连接,而电容与R5倒的靶牌。
在靶子的底部固定一块磁铁,将电路中的干簧管固定在与磁铁相对应的支架底板上。
绿色发光二极管放置在靶心位置上,红色发光二极管诱因在支架的底部。
第8章脉冲波形的产生与整形电路8.1集成逻辑门构成的脉冲单元电路脉冲信号是数字电路中最常用的工作信号。
脉冲信号的获得经常采用两种方法:一是利用振荡电路直接产生所需的矩形脉冲。
这一类电路称为多谐振荡电路或多谐振荡器;二是利用整形电路,将已有的脉冲信号变换为所需要的矩形脉冲。
这一类电路包括单稳态触发器和施密特触发器。
这些脉冲单元电路可以由集成逻辑门构成,也可以用集成定时器构成。
8.1.1自激多谐振荡器习惯上又把矩形波振荡器叫做多谐振荡器。
多谐振荡器通常由门电路和基本的RC电路组成。
多谐振荡器一旦振荡起来后,电路没有稳态,只有两个暂稳态,它们在作交替变化,输出矩形波脉冲信号,因此它又被称作无稳态电路。
1.用门电路组成的多谐振荡器多谐振荡器常由TTL门电路和CMOS门电路组成。
由于TTL门电路的速度比CMOS 门电路的速度快, 故TTL门电路适用于构成频率较高的多谐振荡器,而CMOS门电路适用于构成频率较低的多谐振荡器。
(1)由TTL门电路组成的多谐振荡器由TTL门电路组成的多谐振荡器有两种形式:一是由奇数个非门组成的简单环形多谐振荡器;二是由非门和RC延迟电路组成的改进环形多谐振荡器。
①简单环形多谐振荡器(a) (b)图8-1 由非门构成的简单环形多谐振荡器把奇数个非门首尾相接成环状,就组成了简单环形多谐振荡器。
图8-1(a)为由三个非门构成的多谐振荡器。
若uo 的某个随机状态为高电平,经过三级倒相后,uo 跳转为低电平,考虑到传输门电路的平均延迟时间tpd,uo 输出信号的周期为8tpd 。
图8-1(b)为各点波形图。
简单环形多谐振荡器的振荡周期取决于tpd,此值较小且不可调,所以,产生的脉冲信号频率较高且无法控制,因而没有实用价值。
改进方法是通过附加一个RC 延迟电路,不仅可以降低振荡频率,并能通过参数 R 、C 控制振荡频率。
② RC 环形多谐振荡器如图8-2所示,RC 环形多谐振荡器由3个非门(G1、G2、G3)、两个电阻(R 、RS )和一个电容C 组成。
555时基电路的四种常用电路555时基电路是一种双极型的时基集成电路,工作电源为4.5v~18v,输出电平可与TTL、CMOS 和HLT逻辑电路兼容,输出电流为200mA,工作可靠,使用简便而且成本低,可直接推动扬声器、电感等低阻抗负载,还可以在仪器仪表、自动化装置及各种电器中作定时及时间延迟等控制,可构成单稳态触发器、无稳态多谐振荡器、脉冲发生器、防盗报警器、电压监视器等电路,应用及其广泛1 555时基电路的部结构国产双极型定时器CB555的电路结构如图l所示。
它由分压器、电压比较器C1和C2、SR锁存器、缓冲输出器和集电极开路的放电三极管TD组成。
1.1 电压比较器电压比较器C1和C2是两个相同的线性电路,每个电压比较器有两个信号输入端和一个信号输出端。
C1的同向输入端接基准比较电压VR1,反向输入端(也称阈值端TH)外接输入触发信号电压,C2的反向输入端接基准比较电压VR2,同向输入端(也称触发端TR')外接输入触发信号电压。
1.2 分压器分压器由三个等值电阻串联构成,将电源电压Vcc分压后分别为两个电压比较器提供基准比较电压。
在控制电压输入端Vco悬空时,C1、C2的基准比较电压分别为通常应将Vco端接一个高频干扰旁路电容。
如果Vco外接固定电压,则1.3 SR锁存器SR锁存器是由两个TTL与非门构成,它的逻辑状态由两个电压比较器的输出电位控制,并有一个外引出的直接复位控制端R'D。
只要在R'D端加上低电平,输出端vo便立即被置成低电平,不受其它输入端状态的影响。
正常工作时必须使R'D处于高电平。
SR锁存器有置0(复位)、置1(置位)和保持三种逻辑功能。
电压比较器C1的输出信号作为SR锁存器的复位控制信号,电压比较器C2的输出信号作为SR锁存器的置位控制信号。
1.4 集电极开路的放电三极管放电三极管实际上是一个共发射极接法的双极型晶体管开关电路,其工作状态由SR锁存器的Q'端控制,集电极引出片外,外接RC充放电电路。
NE555时基电路封形式有两种,一是DIP双列直插8脚封装,另一种是SOP-8小型(SMD)封装形式。
其他HA17555、LM555、CA555分属不同的公司生产的产品。
内部结构和工作原理都相同。
NE555属于CMOS工艺制造,下面我们将对其进行介绍。
图1是NE555的外形封装图,图2是它的内部功能原理框图,图3是它的内部等效电路。
NE555的内部中心电路是三极管Q15和Q17加正反馈组成的RS触发器。
输入控制端有直接复位Reset端,通过比较器A1,复位控制端的TH、比较器A2置位控制的T。
输出端为F,另外还有集电极开路的放电管DIS。
它们控制的优先权是R、T、TH。
<图3 NE555内部等效电路>
表1是NE555的极限参数,不同的封装形式及不同的生产厂商的器件这些参数不尽相同,极限参数是指在不损坏器件的情况下,厂商保证的界限,并非可以工作的条件,如果超过某一环境下使用,其间的安全性将不会得到保证,这使用中应加以注意。
表1 NE555的极限参数
电源电压允许功耗工作温度储藏温度最高结温
+18V 600mW -10—+70℃
军用-55—+125℃-65—+150
℃
300℃
利用NE555可以组成相当多的应用电路,甚至多达数百种应用电路,在各类书刊中均有介绍,例如家用电器控制装置、门铃、报警器、信号发生器、电路检测仪器、元器件测量仪、定时器、压频转换电路、电源应用电路、自动控制装置及其它应用电路都有着广泛的应用,这是因为NE555巧妙地将模拟电路和数字电路结合在一起的缘故。
以下为几种常见的NE555应用电路:
图4.多谐振荡器图5.脉宽调制电路1。
NE555原理图及应用实例(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。
见图示。
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。
见图示。
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。
集成555时基电路的典型应用1.多谐振荡器多谐振荡器又称为无稳态触发器:它没有稳定状态,只有两个暂稳态,也不需要外加触发信号,接通电源就能输出一定频率和幅度的矩形脉冲信号,由于矩形脉冲波形含有丰富的谐波,所以称为多谐振荡器。
多谐振荡器常被用作脉冲信号发生器。
(1) 多谐振荡器的电路结构及工作波形如下图(a)所示为555时基电路组成的多谐振荡器的电路结构。
图中将555时基电路的两个输入端第二脚和第六脚连在一起经(2) 多谐振荡器的工作原理按上图(a)所示连接电路。
用双踪示波器观察电容C1两端的电压的波形和输出端(3脚)的电压波形。
如上图(b)所示。
从波形图可知:电路无需外加输入信号,可自行产生振荡脉冲,且电路有两个暂稳态。
①一个暂稳态是555时基电路输出高电平,电容C进行充电的过程。
②另一个暂稳态是当电容C充电到其两端电压时,555时基电路输出转换为低电平,电容C放电的过程。
当电容C电压下降到时,555时基电路输出又变为高电平,电容C重新开始充电,回到前一个暂稳态,重复上述过程,形成振荡脉冲。
(3) 振荡周期①根据理论推导和实验证明:多谐振荡器的充电时间和放电时间为②多谐振荡器的振荡周期T为2.单稳态触发器单稳态触发器有稳态和暂稳态两种工作状态,而且只有在外界触发脉冲的作用下,才能从稳态翻转到暂稳态,在暂稳态维持一段时间以后,自动回到稳态。
暂稳态维持时间的长短取决于电路外接定时元件的参数,与触发脉冲信号无关。
由于单稳态触发电路具有这些特点,它被广泛应用于整形、延时及定时等电路。
(1) 电路结构如下图(a)所示是用555时基电路所构成的单稳态触发器的电路结构。
R、C 为外接的定时元件,单稳态电路有一个触发信号输入端。
(2) 工作原理按上图(a)所示连接电路。
在输入端(2脚)加入触发脉冲,用双踪示波器观察电容两端的电压的波形和输出端(3脚)的电压波形。
如上图(b)所示。
从波形图上可以看出:①稳态无触发脉冲信号输入时,电路处于稳态,555时基电路输出低电平,电容两端电压近似为零。