NE555+CD4017流水灯课设报告-徐卓
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课程设计报告书所属课程名称电子元器件与电子制作题目流水灯的设计与制作分院电信分院专业班级学号学生姓名指导教师2013 年06 月目录第一章前言 (3)第二章实验原理 (4)第三章流水灯的设计方案 (5)3.1 设计要点 (5)3.2 方案总体电路图及其工作 (5)3.3 元件清单 (6)第四章PC板图及其实物图 (6)第五章电路板的调试与可能问题的预处理 (8)5.1 电路板的调试 (8)5.2 可能问题的预处理 (8)第六章心得体会 (10)一前言当今的社会是一个新技术层出不穷的时代,科技迅速发展,在电子领域的发展更是迅速,同时也在影响着我们的生活。
随着人民生活水平的提高,流水灯在现实生活中所起的作用越来越重要。
例如:在人流拥挤繁忙的交通路段,闪烁着的流水交通灯,提醒着我们要遵纪交通规则,在霓虹闪烁的繁华大街上,闪烁的流水灯无不吸引过路人的眼球,甚至在一些大型商场大厦的自动门上都装有自动流水灯,告诉人们的时间和日期。
通常的流水灯是应用单片机设计的,而单片机的设计成本较高,对编程的要求也比较高,由于我们学习了数字电路,所以采用了小型集成电路设计流水灯。
摘要:流水灯的设计要求在预定的时间到来时,会产生一个控制信号控制LED灯的流向、间歇等,LED灯流向可以随着电路的改变而改变,并具有自控、手控、流向控制功能等。
主要参考数字电路中计数器的原理。
NE555振荡器的作用等相关知识在设计的过程中需要了解相关芯片(CD4017、NE555)的具体功能。
认真连接设计电路,由于最后流水灯的流向十分的清晰和稳定,所以所得的结果测试十分简洁并且很成功。
经过资料的查阅,小组的讨论,以及几种方案的比较,选定方案参考如下:整个流水灯的电路由振荡电路、译码电路和光源电路组成,电路的组成包括2个电容、3个电阻器和1个CD4017计时器及1个NE555定时器等元器件构成。
二实验原理NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号,555系列IC的接脚功能及运用都是相容的,只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同;而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC,只需少数的电阻和电容,便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。
课程设计报告书所属课程名称电子元器件与电子制作题目流水灯的设计与制作分院电信分院专业班级学号学生姓名指导教师2013 年06 月目录第一章前言 (3)第二章实验原理 (4)第三章流水灯的设计方案 (5)3.1 设计要点 (5)3.2 方案总体电路图及其工作 (5)3.3 元件清单 (6)第四章PC板图及其实物图 (6)第五章电路板的调试与可能问题的预处理 (8)5.1 电路板的调试 (8)5.2 可能问题的预处理 (8)第六章心得体会 (10)一前言当今的社会是一个新技术层出不穷的时代,科技迅速发展,在电子领域的发展更是迅速,同时也在影响着我们的生活。
随着人民生活水平的提高,流水灯在现实生活中所起的作用越来越重要。
例如:在人流拥挤繁忙的交通路段,闪烁着的流水交通灯,提醒着我们要遵纪交通规则,在霓虹闪烁的繁华大街上,闪烁的流水灯无不吸引过路人的眼球,甚至在一些大型商场大厦的自动门上都装有自动流水灯,告诉人们的时间和日期。
通常的流水灯是应用单片机设计的,而单片机的设计成本较高,对编程的要求也比较高,由于我们学习了数字电路,所以采用了小型集成电路设计流水灯。
摘要:流水灯的设计要求在预定的时间到来时,会产生一个控制信号控制LED灯的流向、间歇等,LED灯流向可以随着电路的改变而改变,并具有自控、手控、流向控制功能等。
主要参考数字电路中计数器的原理。
NE555振荡器的作用等相关知识在设计的过程中需要了解相关芯片(CD4017、NE555)的具体功能。
认真连接设计电路,由于最后流水灯的流向十分的清晰和稳定,所以所得的结果测试十分简洁并且很成功。
经过资料的查阅,小组的讨论,以及几种方案的比较,选定方案参考如下:整个流水灯的电路由振荡电路、译码电路和光源电路组成,电路的组成包括2个电容、3个电阻器和1个CD4017计时器及1个NE555定时器等元器件构成。
二实验原理NE555是属于555系列的计时IC的其中的一种型号,555系列IC的接脚功能及运用都是相容的,只是型号不同的因其价格不同其稳定度、省电、可产生的振荡频率也不大相同;而555是一个用途很广且相当普遍的计时IC,只需少数的电阻和电容,便可产生数位电路所需的各种不同频率之脉波讯号。
cd4017流水灯课程设计一、课程目标知识目标:1. 理解CD4017计数器的功能和工作原理;2. 学会使用CD4017设计流水灯电路,掌握相关电路图的绘制;3. 掌握数字电路中基本的逻辑门、触发器等组件的应用。
技能目标:1. 能够独立搭建和调试基于CD4017的流水灯电路;2. 学会运用所学知识解决实际电路问题,具备一定的创新设计能力;3. 提高动手实践能力,培养良好的团队合作精神。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣,激发学习热情;2. 培养学生严谨的科学态度,注重实践与理论相结合;3. 增强学生的环保意识,关注可持续发展。
本课程针对电子技术相关学科,结合学生所在年级的知识深度,以CD4017流水灯为载体,旨在使学生掌握数字电路的基本原理和实际应用。
课程注重培养学生的动手实践能力和团队合作精神,提高学生对电子技术的兴趣,为后续学习打下坚实基础。
通过本课程的学习,学生能够明确课程目标,将目标分解为具体的学习成果,为教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 数字电路基础知识回顾:逻辑门、触发器、计数器原理;2. CD4017计数器特性分析:引脚功能、工作原理、计数过程;3. 流水灯电路设计:电路图绘制、元器件选型、电路搭建;4. 电路调试与优化:排除故障、提高电路稳定性、优化电路性能;5. 实践操作:分组进行流水灯电路搭建,进行实际操作和调试;6. 创新设计:在掌握基本流水灯电路基础上,鼓励学生进行创新设计;7. 理论与实践相结合:结合教材相关章节,进行实例分析和讨论。
教学内容依据课程目标,以教材为基础,科学系统地组织。
教学大纲明确,教学进度合理。
课程内容包括数字电路基础知识、CD4017计数器特性、流水灯电路设计及实践操作等,旨在帮助学生将理论知识与实际应用相结合,培养动手实践能力和创新设计能力。
同时,注重理论讲解与实践操作的有机结合,提高学生对电子技术的理解和应用能力。
三、教学方法本课程采用以下多样化的教学方法,以充分激发学生的学习兴趣和主动性:1. 讲授法:通过生动的语言和形象的比喻,讲解数字电路基础知识、CD4017计数器原理等理论内容,使学生易于理解和掌握。
基于NE555和CD4017心形流水灯的设计方案电气工程系应用电子技术1331班张硕所需元器件:编号名称数量IC1 NE555芯片1个IC2 CD4017芯片1个R1 电阻(2K)1个R2 滑动变阻器(680K)1个C1 电解电容(25V,470µF)1个C2 电解电容(25V,3.3µF)1个C3 涤纶电容(0.01µF)1个Q 电阻(680Ω)10个LED灯(蓝色)28个多色自闪LED灯2个电路图:C30.01µF流水驱动电路:心形中间的部分LED产生流动的效果,靠的是NE555芯片和CD4017芯片的组合。
通俗点说NE555芯片组成振荡电路,CD4017芯片则是计数电路。
振荡电路由一块NE555芯片和C2、C3、R1、R2等组成(其中C2为延时充电电容,C3为抗干扰隔离电容,R1、R2为延时充电电阻,而R2又为放电电阻)。
通电后,因电容C2两端电压不能突变,2脚的电压为低电平,NE555芯片的内部触发器被置位,3脚输出高电平。
同时,由于电源经电阻R1和R2向C2充电,使6脚和2脚的电压不断提高,当电位上升到VCC的2/3时,NE555芯片的内部触发器被复位,3脚的输出电压翻转为低电平。
同时NE555芯片内部的放电管导通,即7脚通过内部的放电管和1脚相通,C2上储存的电荷就通过R2、7脚放电,使6脚和2脚的电压不断下降,当电位降低到VCC 的1/3时,NE555芯片的内部触发器被置位。
同时NE555芯片内部的放电管截止,7脚被悬空,电源又通过R1、R2向C2充电,使6脚和2脚的电压不断提高……如此,周而复始,形成振荡。
输出端的高电平维持时间取决于电容C2的充电时间常数,输出端的低电平维持时间取决于电容C2的放电时间常数。
由于R2≥R1,故可以认为f放≈f充,目的是减小彩灯熄亮交替的时间间隔的差异。
如用作其他情况,可按需要调整R1、R2、C2的参数。
综上分析,3脚始终处于高电平和低电平的二进制变化状态,故此电路又称为无稳态电路。
CD4017流水灯电路设计摘要:随着LED技术的不断发展以及LED在低功耗、长寿命、环保等方面的优势,LED应用领域逐渐增多。
同时,许多国家在看到LED巨大的市场潜力后,纷纷出台各项鼓励措施大力推动LED在各领域中的应用。
目前,LED的应用已经从最初的指示灯应用转向更具发展潜力的显示屏,景观照明、背光源、汽车车灯、交通灯、照明等领域,LED应用正呈现出多样化发展趋势。
本次毕业设计就是用小功率LED作为发光体替代实验室中价格昂贵的钠光灯或白炽灯。
并利用555定时器、可变电阻普通电阻、电解电容以及普通电容构成可调驱动电路,驱动CD4017计数器构成的译码电路,使LED依次循环发光,从而组成循环流水灯。
关键词: CD4017 555定时器LED目录设计任务和要求 (3)1.引言 (4)2.总体设计方案选择与说明 (5)2.1 方案选择 (5)2.2 电路工作原理: (5)3.单元硬件设计说明 (5)3.1 555定时器 (6)3.2 自激多谐振荡器 (10)3.3 十进制计数/分频器CD4017 (11)3.3.1 CD4017内容说明: (11)3.3.2 CD4017十进制计数器内部电路图: (12)3.3.3 CD4017时序波形图: (13)3.3.4 CD4017引脚图如下: (14)3.3.5 CD4017引脚功能: (14)3.4 发光二极管(LED) (15)3.4.1 LED 特点 (13)3.4.2 LED光源的特点 (16)3.5 元件明细表 (17)4.软件说明 (18)4.1 Protel99简介 (18)4.2 Proteus简介 (19)5.安装调试方法 (19)5.1 安装方法 (19)5.2 调试方法 (20)6.总结 (20)7.致谢 (21)8.参考文献 (22)附录一 (22)附录二 (24)附录三 (25)附录四 (26)设计任务和要求设计任务:以CD4017计数器为基础设计一灯组流动速度和亮度均可调的循环流水灯。
一、实训背景随着电子技术的不断发展,贴片元件因其体积小、重量轻、焊接精度高等优点,在电子产品的制造中得到了广泛应用。
本实训旨在通过实际操作,让学生掌握贴片元件的焊接技术,并利用这些技术制作一个简单的贴片旋转流水灯,从而加深对电子电路设计和焊接工艺的理解。
二、实训目的1. 熟悉贴片元件的种类和特点。
2. 掌握贴片元件的焊接方法。
3. 了解电子电路的设计与制作过程。
4. 培养学生的动手能力和团队协作精神。
三、实训内容1. 材料与工具- 贴片元件:CD4017NE55旋转流水灯套件、SMT元件焊接练习板等。
- 工具:贴片元件焊接工具、热风枪、烙铁、助焊剂、镊子等。
2. 实训步骤1. 电路图分析首先分析旋转流水灯的电路图,了解电路的组成和工作原理。
旋转流水灯主要由CD4017NE55芯片、贴片LED灯、电阻、电容等元件组成。
CD4017NE55芯片内部集成了计数器功能,可以控制LED灯的亮灭顺序。
2. 元件准备根据电路图,准备所需的各种贴片元件。
注意检查元件的规格和数量,确保无误。
3. 焊接将贴片元件按照电路图的要求,按照一定的顺序焊接在SMT元件焊接练习板上。
焊接过程中,注意以下几点:- 使用适当的焊接温度和时间,避免元件损坏。
- 焊接完成后,检查焊接点是否牢固,无虚焊、冷焊等现象。
- 使用助焊剂,提高焊接质量。
4. 电路测试焊接完成后,对电路进行测试,确保电路能够正常工作。
将电源连接到电路板上,观察LED灯的亮灭顺序是否与预期一致。
5. 调整与优化如果电路测试不通过,需要检查电路是否存在问题,并对其进行调整和优化。
可能的原因包括元件焊接错误、电路连接错误等。
四、实训结果经过一系列的操作,成功制作了一个简单的贴片旋转流水灯。
电路能够正常工作,LED灯按照预设的顺序亮灭,实现了旋转流水灯的功能。
五、实训心得1. 通过本次实训,我深刻体会到了贴片元件焊接的重要性。
贴片元件焊接技术是电子制造的基础,掌握这一技术对于从事电子行业的人来说至关重要。
实训七NE555+CD4017流⽔灯
实训七NE555+CD4017流⽔灯
⼀、电路说明
本电路由NE555组成的多谐振荡器和CD4017⼗进制计数器/脉冲分配器组成。
改变RP1⼤⼩可改变振荡周期,即灯组流动速度。
当第⼀个脉冲到来时,Q0输出⾼电平,LED1点亮,第⼆个脉冲到来时,Q1输出⾼电平,LED2点亮...直到Q9输出⾼电平,LED10亮。
完成⼀个循环输出,接着进⾏下⼀轮输出,由LED1亮,LED2亮...。
⼆、电路参数
本电路电源电压为5V,也可以采⽤3节1.5V电池供电。
三、材料清单
四、PCB布线规则建议
(1)关闭DRC Error Markers。
(2)线宽建议1.5mm(60mil)以上,不⼩于0.5mm(20mil)。
(3)线间距不⼩于0.5mm(20mil)。
(4)可放置敷铜。
(5)放置字符串:学号最后两位+名字拼⾳第⼀个字母+项⽬序号。
例如:66号张三同学做实训七,应在电路板焊锡⾯放置字符串“66ZS07”(按x键翻转为镜像)。
五、钻孔说明
(1)2P接线端⼦钻孔1.0mm;
(2)DIP8、DIP16 IC插座、电位器RP1钻孔0.8mm;
(3)其它器件钻孔0.6mm。
555流水灯设计报告姓名:***班级:通信卓越学号:**************教师:***时间:2014年12月1日目录第一章摘要....................................... 第二章绪论....................................... 第三章设计方案...................................3.1 总体电路设计...............................3.2 单元电路设计...............................3.21 555定时器.................................3.22 脉冲分配器4017及其简单应用................3.23 CD4017管脚图及其功能......................3.24 自激多谐振荡器............................. 第四章PCB板的制作流程........................... 第五章电路调试与测试............................5.1 电路板的调试...............................5.2 可能问题的预处理........................... 第六章总结与致谢................................ 第六章参考文献.................................. 第七章附录......................................第一章摘要摘要随着LED技术的不断发展以及LED在低功耗、长寿命、环保等方面的优势,LED应用领域逐渐增多。
同时,许多国家在看到LED巨大的市场潜力后,纷纷出台各项鼓励措施大力推动LED在各领域中的应用。
8班级:电子112班姓名:谢平目录一、电子产品的名称1、名称:流水灯二、实验目的:1、要求独立完成任务,通过实验设计,锻炼自己综合运用所学知识的能力并初步掌握电子技术设计的方法和步骤。
2、学会识别各种电子元器件,学会查阅资料。
3、学会细心、冷静分析问题和解决问题,从而提高动手实践能力。
三、流水灯的工艺图1、布线图2、焊接图四、流水灯的元器件清单一个集成电路NE555,一个CD4017,瓷片电容103、104,一个电阻,一个电位器以及十个彩灯五、流水灯制作所涉及的工艺技术1、原理图的设计2、电子元器件的识别与测试3、烙铁手工焊接与电子装配工艺4、NE555振荡电路的装接与调试六、流水灯制作中出现的故障、原因及排除方法1、原因:(1)焊接工艺不好,虚焊造成焊点接触不良。
(2)由于空气潮湿,导致元器件受潮、发霉,或绝缘降低甚至损坏。
(3)元器件筛选检查不严格或由于使用不当、超负荷而失效。
(4)开关或接插件接触不良。
(5)可调元件的调整端接触不良,造成开路或噪声增加。
(6)连接导线接错、漏焊或由于机械损伤、化学腐蚀而断路。
(7)由于电路板排布不当,元器件相碰而短路;焊接连接导线时剥皮过多或因外皮受热后缩,与其他元器件或机壳相碰引起短路。
(8)因为某些原因造成产品原先调谐好的电路严重失调。
(9)电路设计不完善,允许元器件参数的变动范围过窄。
以至元器件的参数稍有变化,电路就不能正常工作。
(10)橡胶或塑料材料制造的结构部件老化引起元件损坏2、方法:(1)直观检查法(2)接触检查法(3)电阻检查法(4)熔焊修理法(5)测量电压电流法(6)波形观察法(7)信号输入法(干扰检查法)(8)分割测试法(9)部件替代法(10)电容旁路法(11)变动可调元件法(12)加热检查法七、心得体会通过这次自己动手制作一个电子作品,不仅学习到有关电子产品的制作过程和相关方法,而且可以发现自己存在许多不足之处。
例如:分心等等,其实做一件事如果不专心是难于达到目的的。
NE555+CD4017流水灯专业班级:电气工程及其自动化(1)班学号:12011247052姓名:指导老师: 日期:2013年6月NE555+CD4017流水灯流水灯实验套件采用3V直流供电,通过调节电位器RP1,可改变流水灯的流动速度。
当阻值增大时,流动速度变慢,反之,则流动速度变快。
也可在电容C2两端加入音频信号,来控制流水灯的流水速度。
一、电路工作原理NE555时基电路组成振荡电路,电源VCC通过电阻R2、RP1向电容C1充电,当充电到一定程度后,2、6脚电压升高,当2、6脚电压升高到2/3VCC后,3脚输出为低电平,7脚对地呈低阻态,电容C1通过电位器和7脚对地放电,当放电至使2、6脚电压低于1/3VCC时,3脚输出为高电平,7脚对地呈高阻态,VCC通过RP1又开始对电容C1充电,周而复始。
通过调节RP1的阻值,可以改变电容充放电的时间常数,从而改变3脚输出脉冲的频率。
从3脚输出振荡脉冲作为CD4017工作的时钟脉冲,在时钟脉冲的作用下,CD4017十进制计数器开始计数,从10个输出端依次输出高电平,不断循环。
10只发光二极管被依次点亮。
二、实验器材三、集成电路简介1.NE555NE555内部等效电路图管脚图1脚:公共地端为负极。
2脚:低触发端TRIG,低于1/3电源电压时即导通。
3脚:输出端OUT,电流可达200mA。
4脚:强制复位端RESET,不用时可与电源正极相连或悬空。
5脚:用来调节比较器的基准电压,简称控制端CONT,不用时可悬空,或通过0.01μF电容器接地。
6脚:高触发端THRES,也称阈值端,高于2/3电源电压时即截止。
7脚:放电端DISCH。
8脚:电源正极VDD。
2.CD4017CD4017 是5 位Johnson 计数器,具有10 个译码输出端,CP、CR、INH 输入端。
时钟输入端的斯密特触发器具有脉冲整形功能,对输入时钟脉冲上升和下降时间无限制。
INH 为低电平时,计数器在时钟上升沿计数;反之,计数功能无效。
555流水灯设计报告姓名:***班级:通信卓越学号:**************教师:***时间:2014年12月1日目录第一章摘要....................................... 第二章绪论....................................... 第三章设计方案...................................3.1 总体电路设计...............................3.2 单元电路设计...............................3.21 555定时器.................................3.22 脉冲分配器4017及其简单应用................3.23 CD4017管脚图及其功能......................3.24 自激多谐振荡器............................. 第四章PCB板的制作流程........................... 第五章电路调试与测试............................5.1 电路板的调试...............................5.2 可能问题的预处理........................... 第六章总结与致谢................................ 第六章参考文献.................................. 第七章附录......................................第一章摘要摘要随着LED技术的不断发展以及LED在低功耗、长寿命、环保等方面的优势,LED应用领域逐渐增多。
同时,许多国家在看到LED巨大的市场潜力后,纷纷出台各项鼓励措施大力推动LED在各领域中的应用。
目前,LED的应用已经从最初的指示灯应用转向更具发展潜力的显示屏,景观照明、背光源、汽车车灯、交通灯、照明等领域,LED应用正呈现出多样化发展趋势。
关键词: CD4017 555定时器 LEDAbstractWith the continuous development of LED technology as well as the LED with low power consumption, long life, environmental protection and other advantages, the LED application field. At the same time, in many countries see the LED after the huge market potential, have introduced various encouraging measures to vigorously promote the LED application in various fields. At present, the LED application has from the initial indicator used to display greater development potential, landscape lighting, back light, car lights, traffic lights, lighting and other fields, LED application is a diversified trend of development.Keywords: LED CD4017 555 timer第二章绪论当今的社会是一个新技术层出不穷的时代,科技迅速发展,在电子领域的发展更是迅速,同时也在影响着我们的生活。
随着人民生活水平的提高,流水灯在现实生活中所起的作用越来越重要。
例如:在人流拥挤繁忙的交通路段,闪烁着的流水交通灯,提醒着我们要遵纪交通规则,在霓虹闪烁的繁华大街上,闪烁的流水灯无不吸引过路人的眼球,甚至在一些大型商场大厦的自动门上都装有自动流水灯,告诉人们的时间和日期。
通常的流水灯是应用单片机设计的,而单片机的设计成本较高,对编程的要求也比较高,由于我们学习了数字电路,所以采用了小型集成电路设计流水灯。
随着电子技术的快速发展尤其是数字技术的突飞猛进,多功能流水灯凭着简易,高效,稳定等特点得到普遍的应用。
在各种娱乐场所、店铺门面装饰、家居装潢、城市墙壁更是随处可见,与此同时,还有一些城市采用不同的流水灯打造属于自己的城市文明,塑造自己的城市魅力。
目前,多功能流水灯的种类已有数十种,如家居装饰灯、店铺招牌灯等等。
所以,多功能流水灯的设计具有相当的代表性。
多功能流水灯,就是要具有一定的变化各种图案的功能,主要考察了数字电路中一些编码译码、计数器原理,555定时器构成时基电路,给其他的电路提供时序脉冲,设计过程中需要了解相关芯片(NE555、CD4017)的具体功能,引脚图,真值表,认真布局,在连接过程中更要细致耐心。
第三章设计方案3.1 总体电路设计流水灯由555组成的多谐振荡器和CD4017十进制计数器电路组成。
当第一个脉冲到来时Q0输出高电平,LED1亮,第二个脉冲到来时,Q1输出高电平,LED2亮,…,直到Q9输出高电平,LED10亮,接着进行下一轮输出。
改变多谐振荡器的振荡周期就可以改变灯组的流动速度,改变电流的大小可改变灯光的亮暗程度,所以本次课程设计以4017芯片为前提设计的流水灯其速度和亮度都是可调的。
由于4017芯片本身是一十进制计数器(分配器),所以只需在CLK端口(15脚)接入一时钟信号且Q0至Q9端(1至7脚和9、10、11脚)接十只发光体就可得到一组流水灯。
其时钟信号可用时钟信号发生器产生,也可用简单的芯片和元件组合成一多谐振荡电路产生,发光体可用钠光灯、白炽灯、发光二极管等。
但从功耗高低、寿命长短、价格、环保等方面考虑,其时钟信号我采用由555定时器组成的多谐振荡器输出的周期性矩形波,发光体采用发光二极管(LED)。
4017芯片会以输入信号的高电平为1低电平为0组成以二进制数再转化成十进制数分配给Q0至Q9端,从而使各发光二极管依次发光,若输入信号不间断,发光二极管循环发光。
CD4017具有10个译码输出端,CLK为脉冲信号输入端,时钟输入端的斯密特触发器具有脉冲整形功能,对输入时钟上升和下降时间无限制,随着脉冲的输入CD401710个输出引脚依次输出高电平,当完成10个输出时CD4017自动复位,CO(进位输出)在前五个脉冲为高电平,后五个脉冲时为低电平。
运用555时基电路构成多谐震荡器以提供时钟脉冲。
3.2单元电路设计3.2.1 555定时器555定时器由一块时基集成电路NE555和C1、C2、R1、R2等组成(其中C1为延时充电电容,C2为抗干扰隔离电容,R1、R2为延时充电电阻,而R2又为放电电阻)。
通电后,因电容C1两端电压不能突变,2脚的电压为低电平,集成块NE555的内部触发器被置位,3脚输出高电平。
同时,由于电源经电阻R1和R2向C2充电,使6脚和2脚的电压不断提高,当电位上升到VCC的2/3时,集成块NE555的内部触发器被复位,3脚的输出电压翻转为低电平。
同时集成块NE555内部的放电管导通,即7脚通过内部的放电管和1脚相通,C2上储存的电荷就通过R2、7脚放电,使6脚和2脚的电压不断下降,当电位降低到VCC的1/3时,集成块NE555的内部触发器被置位。
同时集成块NE555内部的放电管截止,7脚被悬空,电源又通过R1、R2向C2充电,使6脚和2脚的电压不断提高……如此,周而复始,形成振荡。
输出端的高电平维持时间取决于电容C2的充电时间常数,输出端的低电平维持时间取决于电容C2的放电时间常数。
由于R2≥R1,故可以认为f放≈f充,目的是减小彩灯熄亮交替的时间间隔的差异。
如用作其他情况,需要调整R1、R2、C2的参数。
综上分析,3脚始终处于高电平和低电平的二进制变化状态,故此电路又称为无稳电路。
555定时器是一种中规模集成电路,外形为双列直插8脚结构,体积很小,使用起来方便。
只要在外部配上几个适当的阻容元件,就可以构成史密特触发器、单稳态触发器及自激多谐振荡器等脉冲信号产生与变换电路。
它在波形的产生与变换、测量与控制、定时电路、家用电器、电子玩具、电子乐器等方面有广泛的应用。
集成555定时器有双极性型和CMOS 型两种产品。
一般双极性型产品型号的最后三位数都是555,CMOS 型产品型号的最后四位数都是7555.它们的逻辑功能和外部引线排列完全相同。
器件电源电压推荐为4.5~12V ,最大输出电流200mA 以内,并能与TTL 、CMOS 逻辑电平相兼容。
其主要参数见表3.1。
555定时器的内部电路框图及逻辑符号和管脚排列分别如图3.1和图3.2。
引脚功能:V i1(TH ):高电平触发端,简称高触发端,又称阈值端,标志为TH 。
V i2(TR ):低电平触发端,简称低触发端,标志为TR 。
图3.1 555定时器内部结构Vi1(TH)Vi2(TR )Vc o..VCO:控制电压端。
VO:输出端。
Dis:放电端。
Rd:复位端。
555定时器内含一个由三个阻值相同的电阻R组成的分压网络,产生31V CC和32V CC两个基准电压;两个电压比较器C1、C2;一个由与非门G1、G2组成的基本RS触发器(低电平触发);放电三极管T和输出反相缓冲器G3。
Rd是复位端,低电平有效。
复位后, 基本RS触发器的Q端为1(高电平),经反相缓冲器后,输出为0(低电平)。
分析图8.1的电路:在555定时器的VCC 端和地之间加上电压,并让VCO悬空,则比较器C1的同相输入端接参考电压32V CC,比较器C2反相输入端接参考电压31V CC,为了学习方便,我们规定:当TH端的电压>32V CC时,写为V TH=1,当TH端的电压<32V CC时,写为V TH=0。
当TR端的电压>31V CC时,写为V TR=1,当TR端的电压<31V CC时,写为V TR=0。
①低触发:当输入电压Vi2<31V CC且V i1<32V CC时,V TR=0,V TH=0,比较器C 2输出为低电平,C1输出为高电平,基本RS触发器的输入端S=0、R=1,使Q=35..(a) 555的逻辑符号(b) 555的引脚排列图3.2 555定时器逻辑符号和引脚1,Q=0,经输出反相缓冲器后,VO=1,T截止。